風(fēng)化作用資料PPT課件

1、第一節(jié)第一節(jié) 風(fēng)化作用風(fēng)化作用的類型的類型定義定義：地表巖石與礦物在太陽(yáng)輻射、大氣、水和生物參與下理化性質(zhì)發(fā)生變化，顆粒細(xì)化，礦物成分改變，從而形成新物質(zhì)的過(guò)程。分類分類：通常分為物理風(fēng)化物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化、生物生物風(fēng)化風(fēng)化第1頁(yè)/共81頁(yè)風(fēng)化作用風(fēng)化作用是一種巖石在原地遭受破壞的作用。破壞下來(lái)的產(chǎn)物除部分被水溶液帶走外，一般不發(fā)生顯著的位移，這是與其它外動(dòng)力作用最明顯的區(qū)別。必須指出，風(fēng)化作用與風(fēng)的地質(zhì)作用，在概念上是毫不相關(guān)的。第2頁(yè)/共81頁(yè)一、物理風(fēng)化一、物理風(fēng)化概念：概念：巖石發(fā)生物理疏松崩解等機(jī)械破壞的過(guò)程，一般不引起化學(xué)成分的改變，以溫度變化為主要影響因素，破壞只使巖石由

2、大塊變?yōu)樾K，再變成細(xì)沙，細(xì)粉，最后變成巖土。第3頁(yè)/共81頁(yè)物理風(fēng)化的主要原因有： （一）御荷剝離作用（一）御荷剝離作用巖石卸荷釋重引起的剝離作用，形成于地殼深處的巖石，后來(lái)受到地殼抬升，釋放了原來(lái)受壓的應(yīng)力，由此引起巖體膨脹，當(dāng)膨脹超過(guò)彈性限度，巖石就發(fā)生破裂。第4頁(yè)/共81頁(yè) 在花崗巖分布地區(qū)由于巖石完整，物質(zhì)均勻，破裂面少，因而這種原因引起的物理風(fēng)化最常見(jiàn)。巖石卸荷釋重引起物理風(fēng)化Photograph by Peter L. Kresan花崗巖經(jīng)物理風(fēng)化后片狀剝落Photograph by Peter L. Kresan第5頁(yè)/共81頁(yè)因溫度變化引起巖石體積發(fā)生膨脹與收縮作用（右圖）：

3、左邊揭示了風(fēng)化的原因，側(cè)重了溫度變化對(duì)巖石的破壞作用；右邊顯示了風(fēng)化的過(guò)程。（二）熱力風(fēng)化作用（二）熱力風(fēng)化作用第6頁(yè)/共81頁(yè)球狀風(fēng)化形成的石蛋球狀風(fēng)化形成的石蛋第7頁(yè)/共81頁(yè)球狀風(fēng)化形成的石蛋球狀風(fēng)化形成的石蛋第8頁(yè)/共81頁(yè)較堅(jiān)硬地層突起，較軟弱巖層凹入，形成差異風(fēng)化較堅(jiān)硬地層突起，較軟弱巖層凹入，形成差異風(fēng)化第9頁(yè)/共81頁(yè) （三）凍融風(fēng)化（冰劈作用）（三）凍融風(fēng)化（冰劈作用）形成過(guò)程： 存在于巖石裂隙中的水，在氣溫達(dá)到冰點(diǎn)凝固結(jié)冰時(shí)體積膨脹，使巖石裂隙加寬加深。 冰融化時(shí)，水沿著擴(kuò)大了的裂隙向更深處滲入，再次凍結(jié) 如此反復(fù)，以致把巖石崩解成碎塊。冰辟作用在氣溫常在0上下變化的亞寒帶

4、潮濕地區(qū)最顯著。第10頁(yè)/共81頁(yè)冰劈作用示意裂隙充水（左）結(jié)冰后膨脹撐裂巖石（右）第11頁(yè)/共81頁(yè)可可西里山北坡的風(fēng)化地貌可可西里山北坡的風(fēng)化地貌第12頁(yè)/共81頁(yè)（四）鹽風(fēng)化作用（四）鹽風(fēng)化作用當(dāng)巖石中的水溶解了大量鹽類時(shí)，一旦水分蒸發(fā)，濃度逐漸達(dá)到飽和，鹽類再結(jié)晶，體積增大，從而產(chǎn)生很大的膨脹力，其機(jī)理與冰劈作用類似。鹽結(jié)晶作用通常和干旱氣候有關(guān)，因?yàn)閺?qiáng)烈的加熱引起強(qiáng)烈蒸發(fā)，從而產(chǎn)生鹽結(jié)晶作用。鹽結(jié)晶作用在海岸帶也很活躍。第13頁(yè)/共81頁(yè)物理風(fēng)化作用產(chǎn)物就是在原地破碎的碎屑物。其特征主要有：（1 1）破碎后的顆粒粗細(xì)不等，棱角顯著，沒(méi)有層次；（2 2）多分布在水分嶺上或斜坡上；（3

5、3）碎屑物的成分與下覆基巖成分一致。第14頁(yè)/共81頁(yè)二、二、化學(xué)風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化作用化學(xué)風(fēng)化作用是指大氣和水所引起的氧化、溶解、水解、水化等作用對(duì)巖石的分解破壞過(guò)程?；瘜W(xué)風(fēng)化作用使巖石的礦物成分發(fā)生變化，轉(zhuǎn)變?yōu)榈乇矸€(wěn)定的新礦物。這是與物理風(fēng)化作用的區(qū)別。第15頁(yè)/共81頁(yè)化學(xué)風(fēng)化的速度在很大程度上受降水量的影響。世界上沒(méi)有一個(gè)地方是永久干旱的，即使是在干燥的荒漠地區(qū)也有化學(xué)風(fēng)化的痕跡。所以它屬于世界范圍的作用。然而在終年冰凍的寒冷氣候區(qū)，化學(xué)風(fēng)化十分微弱。第16頁(yè)/共81頁(yè)（一）溶解作用（一）溶解作用（dissolutiondissolution）水是一種很好的溶劑，因?yàn)樗肿拥呐紭O性，

6、使它能夠同極性型或離子型的其它分子產(chǎn)生相互吸引，致使將其他分子溶入其中，所以水是一種好的溶劑。礦物絕大部分都是離子型分子組成的，因此當(dāng)它們遇水后，就會(huì)不同程度地被溶解，形成水溶液并隨水流失。第17頁(yè)/共81頁(yè)不同的礦物，溶解度差別很大，如在常溫下（2020），純水對(duì)云母的溶解度為0.0029g/0.0029g/；對(duì)方解石的溶解度為0.015g/0.015g/；對(duì)巖鹽的溶解度為320g/320g/。從以上三種礦物的溶解度說(shuō)明：在自然界，硅酸鹽類的礦物最難溶。碳酸鹽、鹵化物、硫酸鹽等較易溶解。礦物溶解度的大小，一方面決定于化合物的性質(zhì)，另一方面決定于外界條件（水和水溶液的溫度、壓力及COCO2 2

7、 的含量等）。第18頁(yè)/共81頁(yè)溶解作用的結(jié)果是：易溶物質(zhì)流失，難溶物質(zhì)殘留原地，巖石孔隙增多，硬度變小，巖石被破壞。第19頁(yè)/共81頁(yè)（二）水化作用（二）水化作用（hydration）是指水與礦物接觸后，水以分子的而行之直接參與到礦物的晶格中，從而形成新的含水礦物的過(guò)程。例如：CaSO4+2H20=CaSO42H2O硬石膏石膏Fe2O3+nH2O=Fe2O3nH2O赤鐵礦褐鐵礦第20頁(yè)/共81頁(yè)水化作用形成的含水礦物改變了礦物原有的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其硬度一般都低于原來(lái)的無(wú)水礦物，這樣就削弱了巖石抵抗風(fēng)化作用的能力。水化作用在某些條件下會(huì)使礦物體積發(fā)生膨脹。例如上面舉的石膏的例子，46cm3的硬石膏

8、和36cm3的水能形成74cm3的石膏。這樣體積的變化，可以使擠壓作用更顯著，更容易發(fā)生。第21頁(yè)/共81頁(yè)由于礦物體積的膨脹，會(huì)直接，或通過(guò)擠壓周圍的圍巖間接的對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。反映在實(shí)際中，就是對(duì)工程建設(shè)，道路設(shè)施造成不利影響。例如鐵路路基的上拱，公路路面的崩裂等。對(duì)于此類環(huán)境中的工程設(shè)施，要特別注意防水，防潮，防滲工作，避免或減少損失。 第22頁(yè)/共81頁(yè)（三）水解作用（三）水解作用（hydrolysis）某些礦物一遇水就變成帶氫氧根離子（OHOH）的新礦物，這種化學(xué)作用叫水解作用。純水是中性的，其PHPH值為7 7，不顯酸性，也不顯堿性。但它具有離解能力，其中一部分離解為H H+ +和O

9、HOH離子。第23頁(yè)/共81頁(yè)當(dāng)弱酸性堿鹽或強(qiáng)堿性組成的礦物遇水時(shí)，就會(huì)離解為帶不同電荷的離子，這時(shí)它們分別與水中的H H和OHOH離子結(jié)合，生成新的化合物（新礦物）。由于這種反應(yīng)是不可逆的，離解與化合不 斷 進(jìn) 行 ， 直 到 原 有 礦 物 被 水 解 完 為 止 。第24頁(yè)/共81頁(yè)例如地殼中廣布的長(zhǎng)石，就屬于強(qiáng)堿弱酸鹽礦物。這種礦物水解后形成高嶺土、氫氧化物溶液和二氧化硅膠體。反應(yīng)式為：4KAlSi4KAlSi3 3O O8 8 + 6H+ 6H2 2O AlO Al4 4SiSi4 4O O1010OHOH8 8 + 8SiO+ 8SiO2 2+KOH+KOH鉀長(zhǎng)石 高嶺土 膠體溶液

10、 殘留 流失第25頁(yè)/共81頁(yè) （四）碳酸化作用（四）碳酸化作用（carbonation）自然界中的水很少是純水，實(shí)際上是一種水溶液。大氣和土壤中的CO2與水化合可形成碳酸，并在水溶液中部分電離：CO2+H2O H2CO3H2CO3 HHCO3HCO3 HCO32第26頁(yè)/共81頁(yè)碳酸電離后形成的H離子增加了水的溶解能力，從而使某些礦物更易溶解，并發(fā)生化學(xué)變化形成新的礦物。如正長(zhǎng)石經(jīng)碳酸化后可形成高嶺土：K2O AI2O3+6SiO2CO2H2O AI2O3 2SiO2 2H2O + K2CO3+4SiO2在上述過(guò)程中，形成的K2CO3是易溶鹽，SiO2呈膠體狀態(tài)，在堿性溶液中不能凝聚，故和K

11、2CO3一起隨水流失，只有高嶺土殘留原地形成高嶺土礦。第27頁(yè)/共81頁(yè)（五）氧化作用（五）氧化作用（oxidation）指大氣中的氧與礦物化合形成氧化物的作用。在地下水面低，地形起伏大，巖石裂隙發(fā)育的溫濕地區(qū)，氧化作用進(jìn)行得比較充分，深度也大，甚至可達(dá)百米以上，從地面到地下被氧化的地帶，叫氧化帶。自然界許多元素都具有與氧結(jié)合的能力，特別當(dāng)巖石的礦物中含有低價(jià)元素時(shí)，大氣中的氧會(huì)很快與之反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)榈乇矸€(wěn)定的新礦物。第28頁(yè)/共81頁(yè)常見(jiàn)的例子如硫化物中的黃鐵礦（FeSFeS2 2），經(jīng)風(fēng)化后就轉(zhuǎn)變成了褐鐵礦（FeOFeO3 33H3H2 2 O O）。當(dāng)黃鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)楹骤F礦后，不僅礦物成分發(fā)生

12、了變化，礦物的顏色、比重、硬度甚至結(jié)構(gòu)也都發(fā)生了變化，這是反應(yīng)中產(chǎn)生的硫酸腐蝕分解礦物的結(jié)果。第29頁(yè)/共81頁(yè)黃鐵礦風(fēng)化后所形成的褐鐵礦，一般留在原地，其它成分經(jīng)氧化形成易溶的鹽類，被水帶走，使氧化帶中鐵的含量大大增加。這種富集在地表氧化帶頂部的褐鐵礦因成紅褐色，稱為鐵帽（gossangossan）。它的出現(xiàn)常認(rèn)為是尋找原生金屬硫化礦床的標(biāo)志。第30頁(yè)/共81頁(yè)（六）化學(xué)作用的產(chǎn)物及特點(diǎn)（六）化學(xué)作用的產(chǎn)物及特點(diǎn)由化學(xué)風(fēng)化作用殘留在原地的產(chǎn)物叫化學(xué)殘積物(eluvium)(eluvium)。這些物質(zhì)往往呈松散狀，其成分主要是鐵、鋁、硅的化合物，如褐鐵礦、鋁土礦、高嶺土、蛋白石等。當(dāng)殘留物中鐵

13、質(zhì)少，鋁質(zhì)多時(shí)，就形成紅色粘土，稱為紅土。我國(guó)南方許多省都能見(jiàn)到紅土堆積，有的地方厚達(dá)幾十米。第31頁(yè)/共81頁(yè)三、生物風(fēng)化作用三、生物風(fēng)化作用 由生物的生命活動(dòng)引起巖石的破壞過(guò)程稱生物風(fēng)化作用（biological weathering）。覆蓋在地球表面的生物圈，存在著無(wú)數(shù)的生物，它們?cè)诨顒?dòng)過(guò)程中必然對(duì)地球表面的物質(zhì)產(chǎn)生作用。據(jù)目前的研究成果表明，任何一種礦物、巖石的破壞，在某種程度上或多或少都有生物作用的參與。第32頁(yè)/共81頁(yè)生物是通過(guò)物理的和化學(xué)的兩個(gè)方面對(duì)巖石進(jìn)行破壞，因此又可分為生物物理風(fēng)化作用和生物化學(xué)風(fēng)化作用，但生物化學(xué)風(fēng)化作用更為普遍些。第33頁(yè)/共81頁(yè)（一）生物物理風(fēng)化作

14、用（一）生物物理風(fēng)化作用由生物活動(dòng)導(dǎo)致巖石的機(jī)械破碎過(guò)程稱生物物理風(fēng)化作用，常見(jiàn)的一種形式就是根劈作根劈作用用。生長(zhǎng)在巖石裂隙中的植物，隨著植物的長(zhǎng)大，根系也逐漸長(zhǎng)大膨脹，促使巖石裂隙擴(kuò)大、加深，以致崩解，這種作用在植被茂盛、巖石裂隙發(fā)育的地區(qū)是非常常見(jiàn)的。第34頁(yè)/共81頁(yè)根劈作用根劈作用第35頁(yè)/共81頁(yè)（二）生物化學(xué)風(fēng)化作用（二）生物化學(xué)風(fēng)化作用由于生物活動(dòng)引起巖石化學(xué)成分變化而使巖石破壞的過(guò)程稱生物化學(xué)風(fēng)化作用。這種作用通常是通過(guò)生物在新陳代謝過(guò)程中分泌出的物質(zhì)和死亡之后腐爛分解出來(lái)的物質(zhì)對(duì)巖石起化學(xué)反應(yīng)完成的。第36頁(yè)/共81頁(yè)生物在新陳代謝過(guò)程中，一方面從土壤和巖石中吸取養(yǎng)分，而另

15、一方面又分泌有機(jī)酸、碳酸、硝酸等酸類物質(zhì)以分解礦物，促使礦物中一些活潑的金屬陽(yáng)離子（Na+、K+）游離出來(lái)，一部分供生物吸收，另一部分隨水溶液帶走，從而使巖石破碎。生物死亡之后逐漸聚集起來(lái)，在還原環(huán)境下發(fā)生腐爛分解，形成一種暗黑色膠狀物質(zhì)，稱腐殖質(zhì)，它含有機(jī)酸，對(duì)礦物、巖石有著腐蝕作用，使它們分解、破碎。 第37頁(yè)/共81頁(yè)（三）生物風(fēng)化作用的產(chǎn)物及特點(diǎn)（三）生物風(fēng)化作用的產(chǎn)物及特點(diǎn)地表的巖石在物理、化學(xué)風(fēng)化作用之后，再地表的巖石在物理、化學(xué)風(fēng)化作用之后，再經(jīng)過(guò)生物的活動(dòng)，就不會(huì)再是單純由無(wú)機(jī)物組成經(jīng)過(guò)生物的活動(dòng)，就不會(huì)再是單純由無(wú)機(jī)物組成的松散物質(zhì)了。其中加入了腐殖質(zhì)和空氣而具有的松散物質(zhì)了

16、。其中加入了腐殖質(zhì)和空氣而具有肥力，這叫土壤（肥力，這叫土壤（soilsoil）?？梢?jiàn)土壤是風(fēng)化作用）?？梢?jiàn)土壤是風(fēng)化作用的綜合產(chǎn)物。的綜合產(chǎn)物。第38頁(yè)/共81頁(yè)第39頁(yè)/共81頁(yè)球狀風(fēng)化球狀風(fēng)化球狀風(fēng)化球狀風(fēng)化風(fēng)化作用無(wú)處不在風(fēng)化作用無(wú)處不在第40頁(yè)/共81頁(yè)第41頁(yè)/共81頁(yè)花崗巖塊狀風(fēng)化花崗巖塊狀風(fēng)化第42頁(yè)/共81頁(yè)海邊巖石的風(fēng)化海邊巖石的風(fēng)化第43頁(yè)/共81頁(yè)花崗巖風(fēng)化作用花崗巖風(fēng)化作用第44頁(yè)/共81頁(yè)總之，上述的物理、化學(xué)、生物風(fēng)化作用都是具有獨(dú)立意義的，但在多數(shù)情況下，它們是相互伴生、相互影響、相互促進(jìn)的。只是在不同的地區(qū)、不同的氣候條件、不同的時(shí)期以某種風(fēng)化作用為主，如在寒

17、冷地區(qū)以冰劈作用為主，在濕熱的地區(qū)化學(xué)風(fēng)化作用強(qiáng)烈。第45頁(yè)/共81頁(yè)一、物理風(fēng)化為主的階段一、物理風(fēng)化為主的階段 嚴(yán)格地說(shuō)，物理風(fēng)化與化學(xué)風(fēng)化并不是一個(gè)在先，另一個(gè)在后，而是同時(shí)進(jìn)行地，即使在最寒冷、干旱的地區(qū)，也仍然有化學(xué)風(fēng)化過(guò)程存在；在剛出露的新鮮巖石的表面，由于和水與空氣的接觸，必然也會(huì)立即有化學(xué)風(fēng)化的加入。第二節(jié)風(fēng)化階段第二節(jié)風(fēng)化階段第46頁(yè)/共81頁(yè)但是在在上述兩種情況下，所看到的巖石風(fēng)化產(chǎn)物主要是粗大的巖石碎屑，很少有細(xì)粒的諸如粘土之類的化學(xué)風(fēng)化產(chǎn)物。這說(shuō)明化學(xué)風(fēng)化在巖石出露地表之初缺乏足夠的發(fā)育時(shí)間；在高寒或干旱的地區(qū)，極低的氣溫和稀少的降水抑制了化學(xué)風(fēng)化的進(jìn)行，只有在相當(dāng)長(zhǎng)的

18、時(shí)間內(nèi)化學(xué)風(fēng)化才能形成較多的細(xì)粒物質(zhì)。第47頁(yè)/共81頁(yè)如果時(shí)間長(zhǎng)的足夠的話，仍有明顯的化學(xué)風(fēng)化產(chǎn)物形成，在高山地區(qū)我們常見(jiàn)到冰磧之上發(fā)育有厚達(dá)幾十厘米甚至更厚的土壤，這說(shuō)明即使在高寒地區(qū)化學(xué)風(fēng)化依然是旺盛的。巖石在暴露之初，主要以機(jī)械破碎產(chǎn)生粗粒巖屑為主，我們稱這一時(shí)期為物理風(fēng)化為主階段物理風(fēng)化為主階段。第48頁(yè)/共81頁(yè)如果條件許可，隨著風(fēng)化的進(jìn)行，它會(huì)進(jìn)入以化學(xué)風(fēng)化為主的階段。如果在坡度較大的坡地上，碎屑物質(zhì)的運(yùn)移迅速，機(jī)械風(fēng)化的物質(zhì)不斷被搬運(yùn)而走，新鮮巖石不斷出露，風(fēng)化作用也會(huì)長(zhǎng)期停留于物理風(fēng)化為主的階段。第49頁(yè)/共81頁(yè)二二、化學(xué)風(fēng)化為主的階段、化學(xué)風(fēng)化為主的階段化學(xué)風(fēng)化是一個(gè)極為

19、復(fù)雜的過(guò)程，一般將其分為如下三個(gè)階段。 （一）富鈣階段（一）富鈣階段 風(fēng)化進(jìn)入以化學(xué)風(fēng)化為主的階段后，在其早期，巖石中的K+、Na+等活性較強(qiáng)的堿土金屬陽(yáng)離子首先被水中的H+置換，從礦物中離解出來(lái)；巖石中的氯化物和部分硫酸鹽多為易溶礦物，它們也很快溶于水中。 第50頁(yè)/共81頁(yè)溶于水中的活性陽(yáng)離子和鹵化物、硫酸鹽隨水逐漸地遷出風(fēng)化產(chǎn)地。而巖石中諸如CaCO3、MgCO3之類的碳酸鹽是難溶鹽類，僅部分碳酸化后形成重碳酸鹽，隨水流失。在這一階段中因大量的氯化物、硫酸鹽的流失，以碳酸鹽為主的碳酸鹽相對(duì)富集起來(lái)，故稱為富鈣階段富鈣階段。 第51頁(yè)/共81頁(yè)在干旱、半干旱氣候條件下，由于降水稀少，蒸發(fā)量

20、大于降水量，易溶鹽類的淋失極其緩慢，碳酸鹽類不僅沒(méi)有淋失，還常因水分的蒸發(fā)從飽和溶液中大量結(jié)晶淀積出來(lái)，風(fēng)化作用長(zhǎng)期停留在富鈣階段。富鈣階段所形成的主要礦物為方解石、菱鐵礦、赤鐵礦等。風(fēng)化殼的SiO2/Al2O34。 第52頁(yè)/共81頁(yè)（二）富硅鋁階段（二）富硅鋁階段巖石經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的化學(xué)風(fēng)化后，不但氯化物和硫酸鹽類已基本淋失，碳酸鹽類也大量遷移，甚至部分SiO2在水溶液呈堿性的情況下，也從礦物中解離出來(lái)，溶于水形成硅酸真溶液或膠體溶液。 硅酸膠粒帶負(fù)電荷，當(dāng)其與水溶液中的負(fù)電荷膠體相遇時(shí)，不易凝聚，隨水遷出產(chǎn)地；當(dāng)其與帶正電荷的膠體相遇時(shí)，發(fā)生凝聚，形成蛋白石，留在原地。 第53頁(yè)/共81頁(yè)在這

21、一階段，巖石中的鋁硅酸鹽還被風(fēng)化成各種粘土礦物，氯化物、硫酸鹽和碳酸鹽類礦物的大量淋失，使巖石中的硅鋁物質(zhì)相對(duì)富集起來(lái)，故稱化學(xué)風(fēng)化的這一階段為富硅鋁階段富硅鋁階段。第54頁(yè)/共81頁(yè)在溫帶濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)地區(qū)，降水較充沛，它大致等于或略高于蒸發(fā)量，這種環(huán)境可使氯化物、硫酸鹽和碳酸鹽類礦物基本淋失，但又不能使氧化硅大量淋走，故化學(xué)風(fēng)化長(zhǎng)期停留在富硅鋁階段。在上述環(huán)境中氣溫較低，形成的粘土礦物一般為蒙脫石和伊利石。風(fēng)化層的SiO2/Al2O3一般在24之間。第55頁(yè)/共81頁(yè)（三）（三）富鋁階段富鋁階段化學(xué)風(fēng)化經(jīng)過(guò)一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期以后，在濕熱的熱帶、亞熱帶地區(qū)，不但氯化物、硫酸鹽和碳酸鹽類礦物完全淋

22、失，而且鋁硅酸鹽礦物風(fēng)化形成的次生高嶺土粘土礦物還被水解，使二氧化硅從水中游離出來(lái)，形成氫氧化鋁膠體和硅酸的真溶液或膠體。硅酸膠體一部分流失，另一部分沉淀下來(lái)；氫氧化鋁很容易凝聚，形成水鋁礦。第56頁(yè)/共81頁(yè)在這種情況下，SiO2的流失，但巖石風(fēng)化物中的鋁相對(duì)富集起來(lái)，故這一階段又稱富鋁階段富鋁階段。 應(yīng)當(dāng)說(shuō)明，SiO2的風(fēng)化需要較高的溫度和較多的降水，富鋁階段的巖石風(fēng)化一般僅出現(xiàn)在熱帶、亞熱帶地區(qū)。這一階段因SiO2的大量流失，風(fēng)化層的SiO2/Al2O3一般在2以下。第57頁(yè)/共81頁(yè)巖石的風(fēng)化受兩方面的因素控制，一是風(fēng)化的條件，二是巖石本身的特征。 一、氣候因素一、氣候因素降水降水和溫

23、度溫度使控制巖石風(fēng)化條件的兩個(gè)主要因素。晝夜溫差和寒暑變化幅度大的地區(qū)，有利于物理風(fēng)化的進(jìn)行；干旱地區(qū)鹽類易于結(jié)晶也有利于物理風(fēng)化。溫度較低抑制生物的新陳代謝和化學(xué)反應(yīng)的速度，對(duì)化學(xué)風(fēng)化也有重要的意義。 第三節(jié)第三節(jié)影響風(fēng)化作用的因素影響風(fēng)化作用的因素第58頁(yè)/共81頁(yè)在低溫地區(qū)，生物的新陳代謝緩慢，分泌的有機(jī)化合物較少，化學(xué)反應(yīng)的速度也較低，水溶液易于飽和，故化學(xué)風(fēng)化作用相對(duì)較弱；在高溫地區(qū)生物新陳代謝迅速，分泌的有機(jī)酸較多，化學(xué)反應(yīng)速度較快，有利于化學(xué)風(fēng)化的進(jìn)行。第59頁(yè)/共81頁(yè)降水的多少對(duì)化學(xué)風(fēng)化也有重要的作用，雨水多的地區(qū)，水溶液不易達(dá)到飽和，流動(dòng)性較強(qiáng)，有利于元素的遷移，故化學(xué)風(fēng)化

24、作用較強(qiáng)。相反，雨水稀少的地區(qū)對(duì)化學(xué)風(fēng)化作用不利。地球上各氣候帶的氣溫和降水特征相互不同，其內(nèi)巖石風(fēng)化的特征也不一樣。第60頁(yè)/共81頁(yè)各氣候帶的風(fēng)化特征1、極低和高山地帶溫度低，冬夏氣溫較差大，地面處于冬凍干融狀態(tài)，凍融風(fēng)化盛行，化學(xué)風(fēng)化緩慢，故長(zhǎng)期處于物理風(fēng)化為主的階段。第61頁(yè)/共81頁(yè)2、干旱荒漠地帶日照強(qiáng)，降水稀少，蒸發(fā)量大于降水量，晝夜溫差大，鹽類易于結(jié)晶，故以熱力和鹽風(fēng)化為主的物理風(fēng)化旺盛，化學(xué)風(fēng)化較弱，鹽類不易淋溶，故也長(zhǎng)期處于物理風(fēng)化為主的階段。第62頁(yè)/共81頁(yè)3、半干旱草原地帶日照強(qiáng)，降水量在250500mm之間，降水量小于蒸發(fā)量，熱力風(fēng)化較差，氯化物和硫酸鹽類礦物大部分

25、淋失，鈣、鎂等碳酸鹽礦物相對(duì)富集，風(fēng)化作用長(zhǎng)期處于富鈣階段。第63頁(yè)/共81頁(yè)4、半濕潤(rùn)溫帶草原地帶降水量500700mm，降水量與蒸發(fā)量相近，風(fēng)化作用長(zhǎng)期處于富鈣與富硅鋁之間。 5、溫帶濕潤(rùn)地區(qū)降水量7501000mm，降水量大于蒸發(fā)量，風(fēng)化作用處于富硅鋁階段。 6、濕熱地區(qū)降水量大于1000mm，風(fēng)化作用處于富鋁階段。第64頁(yè)/共81頁(yè)二、地形因素二、地形因素地形對(duì)風(fēng)化作用的影響是通過(guò)地下水位的高低、溫度和風(fēng)化物的搬運(yùn)等來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一般來(lái)說(shuō)，在低緩的平原和緩丘地區(qū)，地下水位高，水的流動(dòng)速度慢，鹽類在水溶液中容易飽和，不易淋失，其化學(xué)風(fēng)化過(guò)程較慢。低緩的地形使風(fēng)化物不易被沖刷搬運(yùn)，故風(fēng)化殼一般

26、較厚。第65頁(yè)/共81頁(yè)而在高差較大的起伏山丘，地下水位較低，流動(dòng)性也較強(qiáng)，巖石中的O2、CO2等參與風(fēng)化的物質(zhì)較多，水溶液不易達(dá)到飽和，鹽類易于隨水流失，故化學(xué)風(fēng)化較強(qiáng)；但是因?yàn)槠露群偷匦吻懈钶^大，風(fēng)化形成的殘留物質(zhì)容易被搬運(yùn)，故風(fēng)化殼一般較薄。第66頁(yè)/共81頁(yè)地面的坡向也是影風(fēng)化的一個(gè)重要地形因素。坡向的不同對(duì)地方小氣候的差異有重要作用。在陽(yáng)坡，受太陽(yáng)輻射的時(shí)間長(zhǎng)，晝夜溫差大，有利于物理風(fēng)化的進(jìn)行；而陰坡，氣溫的日較差較小，則不利于物理風(fēng)化作用。 第67頁(yè)/共81頁(yè)三、地質(zhì)因素三、地質(zhì)因素影響風(fēng)化的地質(zhì)因素主要是巖石的礦物組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。 不同巖石有著不同的礦物組成和巖石結(jié)構(gòu)，各種不同

27、的礦物和結(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)化作用的反映是不同的。深色礦物易吸熱，它比淺色礦物易風(fēng)化，粗粒巖石比細(xì)粒巖石易風(fēng)化，多礦巖石比單礦巖石易風(fēng)化，因此不同的巖石抗風(fēng)化能力是不一樣的。第68頁(yè)/共81頁(yè)如果一個(gè)地區(qū)的地層是由不同巖石組成的，抗風(fēng)化強(qiáng)的巖石就會(huì)風(fēng)化較慢，地表相對(duì)凸起，而抗風(fēng)化弱的巖石就會(huì)風(fēng)化較快，地表相對(duì)下凹，這種因巖石抗風(fēng)化能力差異造成的地形起伏，稱為差別侵蝕地貌侵蝕地貌。 地質(zhì)構(gòu)造對(duì)風(fēng)化作用也有重要的意義?？紫妒歉鞣N風(fēng)化介質(zhì)侵入巖石內(nèi)部的通道。第69頁(yè)/共81頁(yè)地質(zhì)構(gòu)造對(duì)風(fēng)化的影響主要是通過(guò)影響孔隙的多少來(lái)完成的。一般說(shuō)來(lái)，斷裂破碎帶的裂隙、節(jié)理、層理十分發(fā)育，構(gòu)造破碎，孔隙度大，這十分有利于風(fēng)化

28、作用的進(jìn)行，故在斷裂帶內(nèi)風(fēng)化殼一般較厚，地質(zhì)構(gòu)造的差異也可形成差異侵蝕地貌。第70頁(yè)/共81頁(yè)一、殘積物、風(fēng)化殼與古土壤的概念一、殘積物、風(fēng)化殼與古土壤的概念巖石經(jīng)風(fēng)化后，部分物質(zhì)和元素被遷移后殘留在原地的松散堆積物稱殘積物殘積物。由殘積物組成的風(fēng)化巖石的表層稱為風(fēng)化殼風(fēng)化殼。 風(fēng)化殼上部具有一定肥力和發(fā)生結(jié)構(gòu)的疏松土層稱為土壤土壤。第四節(jié)殘積物、風(fēng)化殼與古土壤第四節(jié)殘積物、風(fēng)化殼與古土壤第71頁(yè)/共81頁(yè)根據(jù)風(fēng)化程度、風(fēng)化特征以及其物理力學(xué)特性的不同，可將風(fēng)化殼自下而上劃分為4個(gè)帶，如右圖： 新鮮未風(fēng)化的巖層 風(fēng)化裂隙和塊石帶 風(fēng)化碎石帶 土壤層、風(fēng)化土層 各風(fēng)化帶之間都是逐步過(guò)渡的，沒(méi)有明顯的界線。第72頁(yè)/共81頁(yè)土壤在剖面上可簡(jiǎn)單分為三層：上部植物落葉、根系死亡、腐爛形成的腐腐殖質(zhì)層殖質(zhì)層；中部水的淋溶作用形成的淋溶層淋溶層；下部上層物質(zhì)下移再沉淀形成的淀積層淀積層。殘積物、風(fēng)化殼和土壤，包括巖石風(fēng)化時(shí)的許多氣候信息，它們對(duì)研究氣候地貌和氣候變化有重要意義。 第73頁(yè)/共81頁(yè)二、殘積物的特征和類型二、殘積物的特