第三章风化作用与重力地貌1.ppt

第一节 风化作用与风化壳 一、风化作用 （一）概念 地表岩石和矿物受温度变化、大气、水溶液和生物的影响所发生的一切物理状态和化学成分的变化称为风化作用。它是一切外营力作用的先导。 1、物理风化 概念：岩石发生物理疏松崩解等机械破坏的过程，一般不引起化学成分的改变，以温度变化为主要影响因素，破坏只使岩石由大块变为小块，再变成细沙，细粉，最后变成岩土。 引起物理风化的主要原因有： （1）岩石卸荷释重引起的剥离作用：形成于地壳深处的岩石，后来受到地壳抬升，释放了原来受压的应力，由此引起岩体膨胀，当膨胀超过弹性限度，岩石就发生破裂。 在花岗岩分布地区由于岩石完整，物质均匀，破裂面少，因而这种原因引起的物理风化最常见。 （2）外来晶体的挤压作用（ 又称冰劈或冰楔作用，如图） （3）因温度变化引起岩石体积发生膨胀与收缩作用（右图）： 左边揭示了风化的原因，侧重了温度变化对岩石的破坏作用； 右边显示了风化的过程。 2、化学风化 （1）概念 位于地表的岩石矿物在水、大气、生物的相互作用下，发生氧化、溶解、水解、水化等一系列化学反应，因而改变了岩石的物理性质和化学成分，甚至形成新的矿物，破坏岩石原来的结构，使岩石疏松甚至逐渐变成松散的土层。 （2）影响因素： 水：地表化学风化过程中最活跃的因素 大气：氧气、二氧化碳 温度：影响化学风化进行的速度 （3）分类 化学风化分溶解、水解、水化、氧化、碳酸盐化、生物化学风化等。 ①溶解：水对矿物直接溶解 作用：增加岩石孔隙，破坏岩石结构，削弱岩石抗风化能力，有利于物理风化作用进行。 ②水解：矿物与水发生反应而分解 一些弱酸强碱或强酸弱碱的岩类矿物离解，和水中游离的H+和OH—结合产生新矿物。 陆壳中的花岗岩分布最广，所以，长石（花岗岩主要成分之一）水解也最普遍（如下式）。 ③水化： 水与一些不含水的矿物相结合，水参与到矿物晶格中，并改变其分子结构，形成新矿物（如下式）。 CaSO4（硬石膏）+2H2O → CaSO4·2H2O （石膏） 水化作用的结果是改变矿物物理性质：硬度下降，密度减小，体积增大，有利于物理风化进一步进行 。 ④碳酸盐化作用（在石灰岩地区最明显） 碳酸与岩石中的金属离子发生反应形成碳酸盐化作用（如下式） 。 CaCO3+H2O+CO2 → Ca(HCO3)2 方解石 重碳酸钙 ⑤氧化作用： 氧是强烈的氧化剂，常通过空气和水中的游离氧进行氧化作用。 氧化作用随温度上升而加剧。 许多变价元素在地下缺氧条件常形成低价元素的矿物，出露地表后，在氧化环境下易氧化为高价元素的新矿物，以适应新环境。易氧化的元素多为金属元素，尤其是铁。 ⑥生物化学风化作用： 生物新陈代谢过程中分泌出各种化合物，例如：碳酸、硝酸、有机酸等。它们对岩石起强烈的腐蚀作用，甚至在岩石表面溶蚀成许多根的印痕。生物化学风化中的微生物作用尤为重要，事实上，矿物的氧化、还原作用都是在微生物参与下进行的。 1、风化作用总的结果 削弱破坏岩石颗粒间的连接，形成、扩大岩体裂隙，降低断面的粗糙程度，产生次生粘土矿物等，从而降低岩体的强度和稳定性。 2、各种风化作用关系 （1）区别 物理风化只机械破坏物理性质（由大变小），不改变化学性质，不产生新矿物；化学风化发生化学反应，改变化学成分，产生新矿物。 （2）联系 物理风化是基础和先导；化学风化反过来促进物理风化的进行和深入，由于岩性、构造、气候、流水等条件不同，同一地点风化程度不完全相同，产生差异风化现象。 （二）风化壳的发育阶段(B.B波雷诺夫) 物理风化为主的阶段 碎屑风化壳（成分与原岩一致） 化学作用为主的阶段 气候 地貌 岩性 时间 第二节 坡地重力地貌 概念：重力地貌是指坡面上的风化碎屑、不稳定岩体、土体在重力并常有水分参与下，以单个落石、碎屑流或整块土体、岩体沿坡向下运动所导致的一系列独特的地貌。 由于坡地重力所移动的物质多是块体形式，所以也称块体运动。 坡地重力地貌是自然界分布最广泛的地貌形态之一，它包括山坡、岸坡和人工斜坡等。 稳定斜坡与不稳定斜坡：凡是其变化趋势对人类生存和经济建设有较大影响，甚至是灾害性影响的坡地（或斜坡），称为不稳定坡地（或斜坡）。 使坡地物质发生运动的自然营力，除