10 风化作用ppt课件

1、第十章 风化作用,风化作用的概念 地表或接近地表的矿物和岩石，通过与大气、水和生物接触，发生物理崩解和化学分解，产生松散碎屑物、化学溶液、残积物乃至土壤的过程。,一、物理风化作用 .（机械风化）。,1 概念：地表岩石因温度变化在原地发生 机械破坏而不改变化学成分的作用 .,2 物理风化作用类型 1) 热胀冷缩； 2) 冰劈作用； 3) 层裂； 4) 盐分结晶的撑裂作用,温差风化1.白天 2.夜间,1） 热胀冷缩温度变化使岩石反复地表里不均地胀缩，产生垂直、平行于岩石表面的裂隙，彼此脱离，层层剥落，使岩石破碎。,2) 冰劈作用填充在岩石裂隙中的水分，因冰冻使岩 石机械破碎。,3) 层裂又称卸载作

2、用。岩石处在上覆压力之下，一旦压力解除，便发生向上或向外的膨胀，形成一系列平行于地面的裂隙。 常见于花岗岩出露区。,洋葱构造,4) 撑裂作用 在干旱区，当岩石裂隙中的水溶解有大量的盐类矿物时，因含水量蒸发，浓度达到过饱和，盐分再结晶，使体积增大，对围限它的裂隙产生膨胀压力，使裂隙扩大加深，以致岩石崩裂的作用。,二、化学风化作用,概念：是指大气、水和水溶液的作用下岩石发生的化学分解过程。 特点：改变其物理状态，改变其化学成分，发生化学分解，形成新矿物。,1) 溶解作用矿物溶于水的过程。 2) 水化作用有些矿物与水作用时，能够吸收水份作为自己 的组成部分，形成含水的新矿物。 3) 水解作用矿物的离

3、解物与水中的H+、OH-离子发生化学 反应，形成新矿物。 4) 碳酸化作用矿物与水中CO2结合生成易溶于水的碳酸盐， 使原有矿物分解的作用。 5) 氧化作用矿物中的低价元素与大气和水中的游离氧化合 变为高价元素的作用。,2 化学风化类型,Chemical Weathering,3、化学风化的阶段,A. 化学风化早期阶段K、Na、Ca、Mg的氯化物和硫酸盐首先被淋溶，剩余Ca、Mg的碳酸盐，此阶段富碳酸盐阶段，产物称为富Ca、Mg残积层； B. 化学风化中期阶段Ca、Mg的碳硫酸盐也被淋溶，剩余Al、Si的氧化物，此阶段富Al、Si阶段，产物称为富Al、Si残积层（风化壳）； C. 化学风化晚期

4、阶段Si作为一种胶体也被淋溶，剩余Al和Fe的化合物，此阶段也叫富Al、Fe阶段，产物称为富Al、Fe残积层（风化壳）；,固态产物：褐铁矿和粘土矿物（包括高岭石），前者为黄褐色，后者为灰白色。二者混合形成红土。这是热带、亚热带地区多数岩石经化学风化后残留原地的产物，即残积物。 在金属硫化物矿床的上部，常发育以褐铁矿为主的残积物，称为铁帽。它往往被作为寻找地下隐伏的金属硫化物矿床的找矿标志。,4)、化学风化作用的产物,三、生物风化作用 生物作用使岩石在原地发生破坏的过程。 包括：生物物理风化、生物化学风化。,1、生物物理风化 生物活动参与下的机械破坏作用：根劈；地下动物把地下岩屑带到地表；直接在

5、岩石上打洞 。,2、生物化学风化 菌类（微生物）作用产生酸性物质分解岩石。该作用参与形成矿物质和有机质共存的新物质土壤。,第二节 制约岩石风化性质与特性的因素,一、气侯条件 二、地形地貌条件 三、岩石的特征 四、地壳运动 五、人类活动,降雨（湿度）化学风化有水的参与，运动的水及矿物质运移，破坏化学平衡，促进反应不断进行。水的加入使风化向多样化、深度发展。,一、气候因素 温度温差大、冷热变化频繁利于物理风化；温度变化对岩石在水中的溶解度和化学反应速度、水溶液浓度有较大影响，影响化学风化速度。,二、地形地貌 地形影响气候及水文、光照、温差条件，流水侵蚀作用，残积物滞留条件。 高度 海拔高：以物理风

6、化为主 海拔低：化学风化速度较快 坡度 陡坡：风化速度较大，风化壳较薄 缓坡：风化速度较慢，风化壳较厚,1、岩石成分 1）矿物成分 矿物成分抗风化能力：氧化物硅酸盐碳酸盐和硫化物 造岩矿物易溶解性顺序：食盐、石膏、方解石、橄榄石、辉石、角闪石、滑石、蛇纹石、绿帘石、正长石、黑云母、白云母、石英（最稳定）。 岩浆岩抗风化能力： 酸性岩 中性岩 基性岩 超基性岩 （花岗岩）（闪长岩） （辉长岩）（橄榄岩）,三、岩性,1、岩石成分 2）化学成分 活动性强元素：K、Na等，随水流失。 活动性弱元素：Fe、Al、Si等，残留原地。 含活动元素多者易于风化。同一种元素，所组成的化合物不同，岩石的抗风化能力

7、也不同。,三、岩性,三、岩性因素,2、结构特点 1)单一矿物组成的岩石抗风化能力较强： 单矿岩 复矿岩 2)矿物成分相同：等粒结构不等粒结构， 单粒结构岩石抗风化能力较强，细粒粗粒 3)沉积岩胶结：Si质胶结 Ca质胶结 泥质胶结,3、节理发育状况： 节理破坏了岩石的连续性和完整性，增加了 岩石的可渗透性，是促进岩石风化的因素,球形风化：几组方向的节理将岩石分割成众多多面体的小块，多面体的边缘和隅角从多个方向受到温度及水溶液等因素的作用，最先被破坏且破坏深度较大，其棱角逐渐圆化，变成球形或椭球形，称。,spheroidal weathering（球形风化示意图）,spheroidal weat

8、hering,差异风化：抗风化能力不一的岩石共生在一起，则抗风化能力强的岩石突出，抗风化能力弱得凹入，称为。,四、地壳运动 强烈上升期：风化速度快，风化壳厚度不大 稳定期：风化彻底，风化壳厚度大 五、人类活动 人工开挖基坑、边坡、隧洞、砍伐森林等,第三节 风化作用的产物,一、风化产物的类型 1、碎屑物质 2、溶解物质 3、难溶物质,二、残积物 概念：岩石风化后残留于原地的松散堆积物。 特征：结构松散，碎屑大小不均，棱角显著，无层理， 多分布在分水岭、山坡和低洼地带，顶部较平 坦，底界起伏不平，与基岩呈过渡关系。具有垂 直分带性。,三、风化壳 1、概念：指被风化的岩石圈的表层。 2、古风化壳被较新岩层覆盖而保存下来的风化壳。,风化壳残积物在地壳表层分布很广泛，它不连续地覆盖在地壳基岩上，形成一层薄的外壳。 由于岩石中矿物的抗风化能力不同，随着风化作用的进行，风化壳将保留某些特殊的矿物或成分，形成特殊的矿产。 降水量越大，风化作用越强烈。 古风化壳对古气候、古环境及构造活动等具有指示意义。,四、土壤 概念：具有生长（高等植物）能力的残积物的表层。 成分：富含腐殖质、矿物质、水分和空气。 厚度：一般是5060cm到12m，最厚可达10余米。,Ultisols(老成土),Typical Soil Profile,A腐植质层,B淋滤层,C淀积层,D风化岩石 (母质层),E基