地质学基础第二章

1、第三节 外动力地质作用 外动力地质作用 风化作用 剥蚀作用 搬运作用 沉积作用 成岩作用,一、风化作用 风化作用在地表附近的条件下，坚硬的岩石、矿物在原地发生物理的、化学的变化，从而形成松散堆积物的过程。,（一）风化作用的类型 影响风化作用的因素包括了 岩石释重、温度的变化； 氧、水溶液； 生物等因素。 风化作用的类型 ： 物理风化 化学风化 生物风化,1、物理风化作用 它是指岩石、矿物仅发生机械碎破的风化作用，习惯上又称为机械风化作用。,岩石释重,岩石的热胀冷缩,盛行于昼夜温度变化显著的内陆干旱气候地区。,岩石空隙中水的冻结与融化，又称冰劈作用,盛行于高寒地带、高纬度地区,一般依碎屑大小将其

2、划分为四级： 砾 2 mm； 砂 20.1 mm； 粉砂 0.10.01 mm； 泥 0.01 mm,岩石空隙中盐类的结晶与潮解 机械风化的产物仅仅是大大小小的碎屑。,物理风化使岩石逐渐破碎，不仅形成陆源碎屑物质，也为化学风化提供有利条件。在高寒和干燥地区，物理风化占优势。,2、化学风化作用 它是指岩石矿物发生化学反应生成的新矿物的风化作用。,化学风化产生麻点,A、氧化作用 FeS2 + H2O + O2 Fe(OH)3 + H2SO4 黄铁矿 褐铁矿,B、溶解作用 常见矿物依溶解度大小的次序罗列如下： 岩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。,C、水合作用

3、 例如 CaSO4 + 2H2O = CaSO4 . 2H2O 硬石膏 石膏,D、水解作用矿物与水发生反应，生成含有(OH)根离子矿物的作用。 例如： 4KAlSi3O8 + H2O Al4(Si4O8)(OH)8 + SiO2 + K(OH) 正长石 高岭土 在湿热的条件下： Al4(Si4O8)(OH)8 + H2O Al2O3.n H2O + SiO2 + 4H2O 铝土矿,高岭土,铝土矿,化学风化的产物 溶液物质； 新矿物； 惰性矿物。,3、生物风化作用 它是指生物对岩石、矿物产生破坏的风化作用。 生物机械风化作用,生物化学风化作用通过生物新陈代谢分泌物和生物遗体腐烂分解物对岩石、矿物

4、产生的腐蚀破坏作用。 生物遗体在还原的条件下，逐渐腐烂分解，形成一种暗色、黑色的胶状物，一般称之为腐殖质。,（二）风化壳 残留下来的风化产物 在陆地上构成了不连续的薄层叫风化壳。 剖面上，风化壳从下往上可划分为三层： 底部为未受风化的岩石，习惯上称之为基岩。 半风化的岩石 残积层 土壤层 土壤含有腐殖质、矿物质、水和空气的松散堆积物,地史时期形成的风化壳称之为古风化壳,（三）影响风化作用进行速度的因素 1、气候因素 降水量和温度是控制岩石风化的主要气候因素。,极地气候以机械风化为主，薄层半风化岩石层； 温带气候物理、化学和生物风化作用并存，较完整的风化壳； 低纬度的荒漠区盛行机械风化，较厚的半

5、风化岩石层； 热带多雨森林区物理、化学和生物均盛行，厚达几十米的完整结构的风化壳。,2、地质因素 岩石成分不同的岩石抗风化的能力是不同的。,矿物成分不同的矿物抗风化的能力是不同的。,裂缝发育的岩石更易于风化,球状风化,球状风化形成示意图,球形风化产生原因： 发育几组交叉的节理； 厚层块状； 等粒结构等。,二、河流的地质作用 河流的剥蚀、搬运和沉积作用统称为河流的地质作用。,1、概述 沿地面流动的水流简称地面流水 片流发育于斜坡表面上的一种面状水流。,洪流一种暂时性的线状水流。 小沟槽 沟谷 冲沟,洪流由片流发展而成。,河流 常年流动的线状水流,“V”字型河谷,谷底河谷底部较为平坦的部分 河床谷

6、底上河水占据的沟槽 河漫滩谷底上除河床外的其余部分 谷坡谷底至分水岭的斜坡 河流阶地谷坡上出现地势较平坦的地段,一条水系可划分为： 支流汇聚区 干流运输区 散流堆积区,2、河流的剥蚀作用 剥蚀作用是指流动介质对地表岩石的破坏作用。 从流动介质的性质看，可分为：河流 、地下水、 冰川 、风 、 海水等剥蚀作用。 河流的剥蚀作用是指河水破坏河床的过程，又称为侵蚀作用。 下蚀作用使河床不断降低的侵蚀作用，又称下切作用 瀑布是河床上一种明显的跌水现象,壶口瀑布,瀑布宽达50米，深约50米，最大瀑面3万平方米。,河谷的源头 向源侵蚀作用 河流袭夺现象一条河流切断另一条河流，并将被切断河流上游的河水截夺过

7、来的现象。,侵蚀基准面最终侵蚀基准面和局部侵蚀基准面,侧蚀作用 使河床两侧遭受破坏的侵蚀作用 单向环流,河流的截弯取直河水从上一个弯道直接流入下游的另一个弯道之中。,一般而言： 上游河床坡度大，水流急，以下侵蚀为主，塑造的河谷多呈“V”字型。 中下游河床坡度小，流速缓，以侧蚀为主，多呈“U”字型。,3.河流的搬运作用,搬运作用是指流动介质将母岩风化剥蚀 产物搬离原地的过程。 机械搬运碎屑 化学搬运溶液 从搬运的动力可分为： 河流、地下水、冰川、 海洋、风等搬运作用。,河流的搬运以机械搬运为主,在流水速度一定的情况，搬运的碎屑依其大小，分别从三种方式向下游方向搬运： 推运砾石、粗砂； 跃运中砂、

8、细砂； 悬运粉砂、泥。 河流的搬运以悬运为主,碎屑颗粒的搬运与沉积，主要与水的流速变化有关。,流水搬运碎屑的能力： RV2 ； GV6,搬运物随着搬运距离的增加，颗粒变细、分选、 磨圆变好，抗风化强的矿物数量相对集中。,4、河流的沉积作用 沉积作用是指搬运物终止搬运堆积下来的作用。 机械沉积作用碎屑 化学沉积作用溶液 生物沉积作用生物遗体或由生物引起的化学沉积 河流的沉积作用： 地下水的沉积作用； 冰川的沉积作用； 风的沉积作用、 海水的沉积作用等,河流的沉积以机械沉积为主。 河流沉积物又称为冲积物 河流沉积的主要场所： 河口处三角洲； 出山口处冲积扇； 河谷底部,5、构造运动与河流作用,在构

9、造运动保持长期稳定的情况下，河流地质作用的发展阶段： 初期下切，高山峡谷 中期侧蚀，河流中游 晚期河流下游,构造阶地的形成过程,深切曲流，或回春河,三、地下水的地质作用 1、概述 地下水是指地表以下松散堆积物和岩石空隙中的水。 岩石中存在的空隙的类型：孔隙、裂缝、洞穴。,孔隙是指岩石中颗粒或晶粒之间存在的空隙。 孔隙度是指岩石或沉积物中孔隙的总体积（V）与该岩石或沉积物体积（Vp）之比。,孔隙度 = V / Vp 100%,岩层： 隔水层如泥岩、致密的岩石 透水层如砂岩、空隙发育的岩石 透水层是地下水储存和运移的空间和通道,地下水的运动类型： 垂直运动带饱气带饱气带水 水平运动带饱和带饱和带水

10、（潜水） 层间水（承压水）,泉地下水的天然露头。,地下水的化学成分： 气体：O2、N2、CO2 矿物质： Na+、K+、Mg2+、Ca2+、 SO4-2、HCO3-1 胶体物质：SiO2、Al2O3、Fe2O3,2、地下水的剥蚀作用 它是指地下水对岩石的破坏作用，又称为潜蚀作用。 机械冲蚀作用不明显，以化学溶蚀作用为主。,喀斯特以地下水为主，对可溶性岩石进行以化学溶蚀为主，机械冲刷为辅的地质作用以及由此形成的特殊地貌。 我国又称岩溶。,岩溶发育于气候湿热地区与可溶性岩石分布地区。世界占34%，我国占14.3%。,常见的喀斯特地貌： 溶沟与石芽；落水洞、溶斗、溶洞： 溶洼、溶盆、溶原等。,3、地下水的搬运作用 以化学搬运为主，机械搬运微弱。 溶运物以重碳酸钙为主， 其次为氯化物、硫酸盐、氢