岩石风化作用

岩石风化作用地表的岩石在大气和水的联合作用以及温度变化和生物活动影响下，所发生的一系列崩解和分解作用。岩石发生风化作用的原因岩石处在它生成的环境条件下是稳定的（处于一种平衡状态），但条件发生变化，为了适应新的环境，必然发生变化，以达到适应新环境的新平衡。这种变化是慢长的，如果环境不断发生变化，则岩石或风化物可能一直在变化。一、风化作用的概念风化作用实质上表现为一系列崩解和分解风化作用崩解：岩石由大块变成碎块，再渐变成细粒，其形状和大小改变了，但化学成分不发生变化。自然界中，三种风化作用通常是联合进行与相互助长的，划分它是为了讨论方便。物理风化化学风化分解：岩石风化过程中化学成分发生变化生物风化二、风化作用类型1.物理风化指岩石在外力影响下，机械地分裂成碎屑，只改变其大小与外形，而不改变成分的过程。(1)温度作用引起岩石内外胀缩不一致，岩石是热不良导体。(2)结冰作用（冰劈作用）(3)风和水的磨蚀作用风沙磨蚀岩石，使之表面裸露，加速物理风化。风化作用寒裂风化风化作用2.化学风化指岩石在外界条件的影响下，引起化学成分的改变，产生新的物质的过程。（1）溶解作用水是一种极性溶剂，岩石中的矿物都是无机盐，虽然占绝大部分的硅酸盐和铝硅酸盐矿物溶解度很小，但很大的地质年代中，水溶解的规模是相当大的，况且地表的水常常溶有CO2、NO2以及有机酸等，这样大大提高了水的溶解能力。风化作用（2）水化作用指无水矿物与水结合成为含水矿物的作用。

CaSO4＋2H2OCaSO4.2H2O2Fe2O3＋3H2O2Fe2O3.3H2O

赤铁矿褐铁矿风化作用（３）水解和碳酸化作用水解2KAlSi3O8＋3H2OH2Al2Si2O8.H2O＋4SiO2＋2KOH

钾长石高岭石碳酸化水解作用2KAlSi3O8＋CO2＋2H2OH2Al2Si2O8.H2O＋4SiO2＋K2CO3

CO2溶于水时，对碳酸盐的溶解力，较纯水增强几十倍。

水解和碳酸化作用的实质，矿物中的盐基离子被氢离子取代。风化作用

CaCO3

＋H2CO3Ca(HCO3)2

溶解度很低溶解度较高

平衡的变化：(1)当CO2充足时，且有一定的湿度，平衡一直向右(2)当湿度较小，Ca(HCO3)2脱水并放出CO2，平衡向左进行。(H2O+CO2)石笋石灰岩的风化风化作用自然界的许多石灰岩溶洞不断地进行着以上反应，形成千姿百态的地形。如石笋、石钟乳、石柱、石林等，（４）氧化作用空气中的氧在有水的条件下，氧化能力很强。4FeS2＋2H2O＋15O22Fe2（SO4）3＋2H2SO4湿润的条件下含铁、硫的矿物（含变价元素）普遍地进行着氧化过程。深色矿物（因含二价铁）容易风化。风化作用小结:各种岩石在化学风化作用下，逐渐遭破坏，一部分形成不溶物质（如各种粘土矿物、氧化铁等）残留在原地，另一部分形成可溶性物质（如碳酸盐类、硫酸盐类等）随水淋失或搬运到其他地方。

3.生物风化指岩石中的矿物在生物及其分泌物或有机质分解产物的作用下，进行的机械性破碎和化学分解过程。生物风化的作用因素是生物及其代谢物发生的风化，是物理和化学风化并存。风化作用微生物、植物根系、动物等，在岩石风化初期主要是低等生物如细菌、真菌、

地衣等。根劈作用风化作用总之，各种岩石在风化作用下，逐渐遭破坏，稳定性矿物以原生矿物留下，不稳定性矿物，一部分形成不溶物质（如各种粘土矿物、氧化铁等）残留在原地，另一部分形成可溶性物质（如碳酸盐类、硫酸盐类等）随水淋失或搬运到其他地方。原生矿物可溶性盐粘土矿物风化产物风化产物土壤砂粒土壤细粒土壤溶液离子三、影响风化的因素1.内因（岩石的性质）岩石本身的性质以及组成岩石的矿物纯度影响着风化的速度和强度。组成岩石的矿物成分和性质岩石的结构岩石的构造岩石特征（1）组成岩石的矿物成分和性质

组成岩石的矿物颜色、颗粒大小。组成岩石的矿物的化学结构即稳定性注：在外界环境条件大致相同的情况下，常见的各种矿物抗风化的稳定性顺序如下：石英>白云母>正长石>斜长石>黑云母>角闪石>辉石>橄榄石（结合矿物结晶顺序图）影响因素（２）岩石的结构隐晶或等粒细粒的稳定性大于等粒粗粒或斑状（物理风化）。但是一当岩石破碎崩解，细粒由于表面积大，容易受到水、空气、CO2等化学物质作用而发生化学风化。（３）岩石的构造坚硬而致密结构的岩石，比疏松多孔的岩石抗风化能力强，有层理、片理、节理和裂隙的岩石，水分、空气容易侵入而引起风化。影响因素岩石的形成环境与所处环境差别越大越容易风化。岩浆岩、变质岩主要是在高温高压下形成的，在地表极易风化；沉积岩抗风化能力比岩浆岩等强；花岗岩、片麻岩露头多呈疏松分解状态；砂岩露头则常常保持良好。影响因素总结2.外因（岩石所处的环境条件）（1）气候：控制风化作用的类型和速度

a.极地气候区

b.沙漠干旱气候区

c.温带湿润气候区

d.热带炎热气候区（2）地形和植被：地形可影响风化作用的速度、深度及风化产物的堆积厚度和分布状况。影响因素四、风化产物的类型地表的风化产物构成一层薄薄的外壳-----风化壳

碎屑物质风化产物难溶物质形成不同类型的风化壳。溶解性物质生态类型（根据风化产物对土壤肥力性状的影响作为分类）地球化学类型（根据风化物化学成分特点分类）母质类型（根据风化产物的成因分类）（1）硅质岩石风化物SiO2含量很高的岩石：如石英岩、石英砂岩、由硅质胶结的岩石（硅质砾岩或页岩）。特点：硅质岩类抗物理风化和化学能力强土壤肥力性状：硅质岩类风化物的厚度极薄，砂质，多石砾，各种营养元素也十分贫乏，分散的石英颗粒及岩石碎屑保水能力很低。生态类型1.生态类型（2）长石质岩石风化物富含正长石成分的岩石：花岗岩、正长岩、酸性斑岩、流纹岩、长石砂岩、片麻岩特点：

抗物理风化能力差，易崩解，形成厚层风化壳土壤肥力性状：由于这类岩石除了含有较多的长石外，还有一定量的石英，正长石在湿热的环境下易分解生成次生粘矿，粘土矿物和石英混合存在，使土壤砂粘适中，表现出较好的肥力。生态类型（3）铁镁质岩石风化物富含深色矿物的岩石：辉长岩、玄武岩、闪长岩、安山岩等。特点：

抗物理风化和化学风化均较弱，形成厚层风化壳。土壤肥力性状：由于这类岩石中SiO2含量很少，发育形成的土壤质地较粘，含有较丰富的营养成分（除K以外），pH微酸性，虽然质地偏重，但是林地一般排水条件好，所以这种岩石发育的土壤一般肥力较高，宜林性好。生态类型

（4）钙质岩石风化物含CaCO3的岩石：石灰岩、大理岩、泥灰岩、白云质灰岩、钙质砂岩和页岩特点：抗物理风化强，抗化学风化弱，形成薄层土壤。土壤肥力特性：风化过程主要是碳酸钙淋溶，残留下来的主要是粘土矿物（<10％），所以土层薄质地较粘，富钙少磷钾，pH呈中性至碱性，肥力水平一般较低。生态类型（5）未成岩类物质这类物质不是某一类岩石的风化物，而是多种来源的矿物质或有机质未经成岩硬结作用的堆积物，一般均具有疏松多孔的特性。矿质的未成岩物质：

包括各种成因的沙土、黄土、次生黄土或黄土性岩石，以及部分松软的板岩、页岩及粉砂岩等。有机的未成岩物质：

主要是冷湿低洼地及高山地带形成的泥炭物质。由于温度低、湿度大，有效养分缺乏，常呈强酸性反应。岩石与土壤肥力的关系土壤肥

水气热：受土壤中不同粗细颗粒的控制力性质

养分：(1)受母岩释放的养分多少控制

(2)受土壤细粒部分吸持养分能力的影响(1)土壤颗粒的粗细取决于母岩中稳定性矿物和易分解矿物的比例(2)土壤养分取决于母岩中含有的盐基离子即金属离子的数量，如K、Na、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Co、Mo等。岩石是由矿物组成的，所以要充分分析矿物的性质（元素组成及稳定性）和矿物的组合规律，及不同地区的风化特点。2.地球化学类型

因元素化学活性不同，岩石风化随着时间的推移，元素依活性强弱依次从岩石中淋失，因此，不同风化阶段形成不同类型的风化物。（1）碎屑类型：岩石风化的最初期类型，以物理风化作用为主。分布：主要在寒冷地区，碎屑类型风化物的化学成分和矿物组成与原岩基本相同。

（2）钙化类型：因为岩石矿物经化学风化生成的易溶性钾、钠、钙、镁的氯化物和硫酸盐，受流水作用逐渐淋溶流失，而碳酸钙相对积累。分布：主要在干旱和半湿润地区地球化学类型（3）硅铝化类型

岩石中的矿物受长期风化，可溶性氯化物及硫酸盐遭到强烈淋失，甚至溶解度较小的碳酸钙也被淋溶，而铝、铁、硅等元素尚有残留。分布：温带或暖温带雨量适中的地区。地球化学类型（4）富铝化类型由于长期强烈的化学分解，原生和次生的硅酸盐矿物，均遭到很大破坏，不仅盐基成分全部淋失殆尽，而且硅酸也产生淋溶。特点：风化物中只残存着一些最难风化的石英、铁和铝的氧化物以及次生粘土矿物高岭石等。分布：热带的砖红壤或亚热带地区。地球化学类型3.母质类型（成因）

（1）定积母质：又称为残积物。（2）运积母质坡积物：山坡的中、下部

A流水运积母质洪积物：山谷出口

冲积物：河流B静水沉积母质（湖相静水沉积）C海水沉积母质D风积母质E重积母质又称塌积物

什么叫母质？母质是指原生基岩经过风化、搬运、堆积等过程于地表形成的一层疏松、最年轻的地质矿物质层，它是形成土壤的物质基础，是土壤的前身。母质不同于岩石，它已有肥力因素的初步发展，具物质颗粒的分散性，疏松多孔，有一定的吸附作用、透水性和蓄水性；可释放出少量矿质养分，但难以满足植物生长的需要。母质又不同于土壤，其缺乏养分，几乎不含氮、碳，通气性和蓄水性也不能同时解决。

黄土及黄土性物质

（3）第四纪沉积物红土冰碛物

特点：第四纪距今一百万年左右，第四纪沉积物是一种古风化物。母质类型岩石的景观地貌（拓展内容）自然界中有不同岩石，不同地质作用下可形成千奇百怪的地貌特征，从观赏角度这里择其中一部分供同学们学习。1、红砂岩地貌（丹霞地貌）：是水平层理的砂岩在遭受风化剥蚀后所形成的一种地貌。以广东省韶关地区丹霞山最为典型，故命名为丹霞地貌。水平层理的砂页若岩性变化较大即风化难易不同，则常形成孤峰，丛峰和塔状的峰峦景观。若岩性较一致的则形成馒头山或方形山地貌景观。具有丹霞地貌的我国有武夷山，河北承德风景名胜区（棒锤山），庐山，我省的江郎山，永康方岩等。

丹霞地貌景观特点：丹霞地貌主要表现在既“秀”又“险”，孤峰林立，迂回曲折。例描写武夷山有“三三秀水清如玉，六六奇峰翠插天”，称她为“碧水丹山”“奇秀东南”。但丹霞地貌也常形成绝壁，因而十分险。例庐山有众多陡峭奇险的地方。江郎山则更称为一绝。丹霞地貌（广东丹霞山）福建武夷山江郎山永康方岩江西龙虎山承德棒锤山龙游石窟乐山大佛2.花岗岩风化地貌花岗岩是岩浆侵入地壳深处冷却而形成的岩浆岩。在漫长的地质处年代中，当花岗岩出露地表后，它就开始风化向形成独特的地貌景观。花岗岩的特点是垂直三向节理或垂直节理，使其风化形成各种陡峭的地貌和怪石。花岗岩的格状节理

花岗岩的垂直三向节理发育，常形成非常陡险的地貌（黄山），或者石蛋地形（天涯海角）。黄山（奇峰、奇石）天涯海角花岗岩垂直节理

华山玄武岩浆粘度小，流动性大，喷溢地表易形成大规模熔岩流和熔岩被，如长白山。但也有呈层状侵入体的，如岩床等。在高原地区常形成面积达数千至数十万平方千米的熔岩台地，有人称其为高原玄武岩，如印度的德干高原玄武岩。在海洋则构成海岭和火山岛，如夏威夷群岛。2.玄武岩地貌长白山岩石绳长白山天池五大连池由二百多年前火山（玄武岩浆）喷发堵塞河道形成的五个堰塞湖。玄武岩柱状节理形成错落的六边形石凳3.石灰岩地貌“喀斯特”地貌(１)石芽与溶洞：流水沿石灰岩表面或裂隙进行溶蚀形成许多细小的沟槽，称为溶沟。溶沟间突起的脊称为石芽（千岛湖羡山岛）。(２)漏斗与落水洞：地表水沿着石灰岩中垂直的裂隙向下渗透，从而溶蚀而形成漏斗状。如果漏斗下部有岩洞就可称为落水洞（杭州灵隐寺的一线天）。溶洞是岩溶地区广泛的水平洞穴，由于地壳上升或地下水位的迁移，溶洞有成层分布的特征（瑞晶洞）。溶洞中地下水汇集畅流形成地下河（我省瑶琳仙境、富阳灵山幻境、昌化瑞晶洞、金华双龙洞）。(３)溶洞与地下河漏斗和落水洞不断扩大，使石灰岩被切割成高度相似、分离散立的孤峰。这些孤峰平地拨起，形似丛立的树林，故称为峰林。我国广西、云南、贵州等地多见