地球科学概论第五章 风化作用与剥蚀作用.pptx

第五章 风化作用与剥蚀作用 第一节 风化作用 第二节 剥蚀作用; 第一节 风化作用 一、风化作用的类型 二、风化作用的产物 三、影响风化作用的因素;风化作用 指在地表或近地表条件下，由于气温、大气、水及生物等因素的影响，使地壳或岩石圈的矿物、岩石在原地遭受分解和破坏的过程。;一、风化作用的类型 根据风化作用的方式和特点，风化作用可分为物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用。;图5－1 岩石温差风化过程示意图;图5－2 冰劈作用;层裂或卸载作用;(5)龟裂作用 主要是指一些由粘土矿物组成的岩石因干湿变化而产生体积膨胀、收缩使其表面出现龟裂状破碎，并导致岩石逐渐崩解的过程。 龟裂作用产生的主要原因是粘土矿物（如高岭石、蒙脱石等）一般都具有很强的吸水能力，当大气降水时粘土质岩石强烈吸水、孔隙度增大、体积膨胀，而当阳光暴晒时其又很快失水、孔隙度变小、体积收缩；如此反复，便在岩石的表面产生了龟裂，并逐渐向内部扩展，致使岩石破碎崩解。;（二）化学风化作用 指岩石在原地以化学变化（反应）的方式使岩石“腐烂”、破碎的过程。 (1)溶解作用 指水溶液溶解岩石的某些易溶成分，使其松软、破碎、崩解的过程。 最易溶的：卤化物、硫酸盐矿物－－较易溶的：碳酸盐矿物－－难溶的：硅酸盐矿物 (2)氧化作用 指矿物、岩石与大气或水中游离氧起化学反应形成氧化物使岩石破碎的过程。 氧化作用－－氧化带：铁锈、铜绿等 Fe2+→Fe3+ 、Mn2+→Mn4+ 、 Cu+→Cu2+ 4FeS2+14H2O+13O2→2(Fe2O33·H2O)+8H2SO4 （黄铁矿） （褐铁矿） （硫酸）;（3）水解和碳酸化作用 水解作用指水离解出的OH-离子与矿物离解出的阳离子如Na+、K+等结合形成带OH-新矿物的过程。 碳酸化作用 指CO3溶解于水中时形成的CO32-和HCO31-离子，与矿物中的阳离子（K+、Na+、Ca2+ ）结合形成易溶于水的碳酸盐或碳酸氢盐的过程。 4K(AlSi3O8)(钾长石)+2CO32-+4H2O →2K2CO3 +Al4(Si4O10)(OH)8(高岭石)+8SiO2(蛋白石) 4K(AlSi3O8)(钾长石)+6H2O → 4KOH +Al4(Si4O10)(OH)8(高岭石)+8SiO2(蛋白石) 湿热气候：钾长石 →高岭石 →铝土矿;（4）水化作用 指是指水以分子的形式按一定的比例加入到矿物晶格中去，使原矿物形成含水新矿物的过程。常见的例子是硬石膏经水化作用转变为石膏： CaSO4 ＋ 2 H2O → CaSO4·2H2O （硬石膏） (石膏) 从硬石膏转变成石膏，体积膨胀约59%，从而对周围产生压力，使其破碎；而且，石膏的硬度较硬石膏低，溶解度更大，因而又加快了其它方式的风化作用的进行。;（三）生物风化作用 生物的生命活动导致岩石被破坏的过程。 生物物理风化作用 由生物活动导致岩石的机械破碎过程。常见形式如根劈作用。; 生物化学风化作用 由于生物活动引起岩石化学成分变化而使岩石破坏的过程。这种作用通常是通过生物新陈代谢过程中分泌出的物质和死亡后腐烂分解出来的物质对岩石起化学反应完成的。;物理风化作用的产物－－倒石堆(锥);（二）化学风化作用的产物 两部分：一是溶于水的可迁移物质 二是难于迁移，堆积在原地的残积物 不同矿物抗化学风化的能力是有差别的，顺序： 氧化物、氢氧化物＞硅酸盐＞碳酸盐＞硫化物＞卤化物、硫酸盐 常见矿物抗化学风化能力顺序： 石英＞白云母＞长石＞黑云母＞角闪石＞辉石＞橄榄石;表5－1 元素的迁移系列;（三）风化壳 指地表岩石经物理、化学、生物风化的长期作用，形成由风化产物组成的、分布于大陆基岩面上的不连续薄壳。 风化壳覆盖在陆地表面，由于表层和下部的岩石所经受的风化强度不一样，表层风化程度深，下部风化程度浅，因此剖面上自上而下的风化产物在成分和结构上都有明显差异，可分为若干层。如花岗岩的风化壳一般自上而下可分4层。;风化壳剖面分层： Ⅰ.土壤层 呈深褐灰色，质细且疏松，富含腐殖质，植物根系较多。原岩的矿物成分、结构基本消失。一般厚20～50cm。 Ⅱ.残积层 呈黄褐、褐红色，质细松软，原岩的结构、构造消失，主要由粘土矿物组成，一般不含腐殖质。以化学风化作用为主。 Ⅲ.半风化层 呈淡褐色，原岩的结构、构造部分保存，但岩石已松软。岩石的部分矿物成分发生变化。 Ⅳ.基岩 未风化的原