坡地重力地貌

1、坡地重力地貌第1頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二坡地地貌：指坡地上的風化巖塊或土體在重力或流水作用下發(fā)生崩塌、滑動或蠕動所形成的地貌。 第2頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二坡地重力地貌形成與發(fā)展的兩個階段： 1、 坡地物質風化巖石破裂具備大量松散物質； 2、坡地上的不穩(wěn)定塊體或風化碎屑，在重力和流水作用下，發(fā)生侵蝕、搬運和堆積。 可見，風化作用在坡地重力地貌的塑造過程中起著很重要的作用。第3頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二第一節(jié) 風化作用一風化作用的概念風化作用： 指地殼表層的巖石與礦物在太陽輻射，大氣，水和生物的參

2、與下，理化性質發(fā)生變化并形成新的物質的過程。實質: 地下深處的巖石在出露或接近地表后，為適應地表常 溫常壓的新環(huán)境，必然發(fā)生的一種變化過程。 第4頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二第5頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二 在花崗巖分布地區(qū)由于巖石完整，物質均勻，破裂面少，因而這種原因引起的物理風化最常見。巖石卸荷釋重引起物理風化Photograph by Peter L. Kresan花崗巖經物理風化后片狀剝落Photograph by Peter L. Kresan地質地貌學下第一章第6頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二二

3、風化作用的類型 熱力風化 物理風化 凍融風化 再結晶風化 融解作用風化作用 氧化作用 化學風化 碳酸鹽化作用 水化作用 水解作用 生物活動引起巖石機械風化 生物風化 生物化學風化第7頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二（一） 物理風化1概念：指地表巖石因溫度變化，孔隙水的凍漲過程，干濕變化，使巖石鹽類的重結晶而產生的機械崩解過程。2熱力風化：由于溫度的變化引起巖石體積膨脹與收縮的尺度不一樣，使石塊逐步崩解為松散狀態(tài)的礦物顆粒和巖屑。 溫度水易碎裂 球狀風化: (開始，沿節(jié)理分割為塊狀 風化集中于節(jié)理的棱角部位石蛋地形)第8頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分

4、，星期二 因溫度變化引起巖石體積發(fā)生膨脹與收縮作用（右圖）：左邊揭示了風化的原因，側重了溫度變化對巖石的破壞作用；右邊顯示了風化的過程。第9頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二第10頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二3凍融作用：水的熱脹冷縮，冰鍥作用4再結晶風化：水分蒸發(fā)，濃度增大，鹽類再結晶，體積增大，膨脹壓力導致巖石崩解。第11頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二外來晶體的擠壓作用（ 又稱冰劈或冰楔作用，如圖）冰辟作用形成過程： 存在于巖石裂隙中的水，在氣溫達到冰點凝固結冰時體積膨脹，使巖石裂隙加寬加深。 冰融化時，水沿著

5、擴大了的裂隙向更深處滲入，再次凍結 如此反復，以致把巖石崩解成碎塊。冰辟作用在氣溫常在0上下變化的亞寒帶潮濕地區(qū)最顯著。第12頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二5.生物活動參與下的機械破壞作用：根劈；地下各種動物把地下巖屑帶到地表（如圖） ；直接在巖石上打洞 。地質地貌學下第一章第13頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二第14頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二第15頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二第16頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二第17頁，共45頁，2022年，5月20

6、日，22點12分，星期二第18頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二（二）化學風化1概念：水溶液以及空氣中的氧氣和二氧化碳對巖石的作用，使巖石的化學成分發(fā)生變化的過程。2各種化學作用 溶解作用：水對礦物的直接融解作用：增加巖石孔隙，破壞巖石結構，削弱巖石抗風化能力，有利于物理風化作用進行。易溶礦物：巖鹽，石膏，方解石形成地貌：鹽湖，堿地，鹽灘第19頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二 水解作用：礦物與水發(fā)生反應而分解的作用。如正長石水解成高嶺土。 一些弱酸強堿或強酸弱堿的巖類礦物離解，和水中游離的H+和OH結合產生新礦物。 陸殼中的花崗巖分布最廣，所以

7、，長石（花崗巖主要成分之一）水解也最普遍（如下式）。 K2OAl2O36SiO2+3H2OAl2O32SiO22H2O+2KOH+ 4SiO2 正長石 固體新礦物 液體 膠體第20頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二水化作用：水與一些不含水的礦物相結合，水參與到礦物晶格中，并改變其分子結構，形成新礦物（如下式）。CaSO4（硬石膏）+2H2OCaSO42H2O（石膏） 水化作用的結果是改變礦物物理性質：硬度下降，密度減小，體積增大，有利于物理風化進一步進行 。第21頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二 氧化作用：在水與水汽的參與下，通過空氣和水中游離

8、氧進行氧化作用。 如:黃鐵礦氧化成褐鐵礦。 碳酸鹽化作用：大氣和土壤中二氧化碳與水化合生成碳酸，并在水中部分電離，氫離子濃度增大，引起對碳酸鹽類的溶蝕能力。第22頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二碳酸鹽化作用（在石灰?guī)r地區(qū)最明顯） 碳酸與巖石中的金屬離子發(fā)生反應形成碳酸鹽化作用（如下式） 。 CaCO3+H2O+CO2 Ca(HCO3)2 方解石 重碳酸鈣 2KAlSi3O3 + 2H2O+CO2 H4Al2Si2O9 + K2CO3 + 4SiO2 正長石 固體礦物 真溶液 膠體地質地貌學下第一章第23頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二生物化學

9、風化作用： 生物新陳代謝過程中分泌出各種化合物，例如：碳酸、硝酸、有機酸等。它們對巖石起強烈的腐蝕作用，甚至在巖石表面溶蝕成許多根的印痕。生物化學風化中的微生物作用尤為重要，事實上，礦物的氧化、還原作用都是在微生物參與下進行的。第24頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二三風化階段 1物理風化為主的階段 2化學風化為主的階段 物理風化和化學風化并非一先一后，二者是同時進行的，只是某一作用占主導地位而已第25頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二化學風化的三階段： 早期（富 鈣階段） 中期（富 硅鋁階段） 晚期 （富鋁階段）風化產物 碳酸鹽 粘土 膠嶺石

10、粘土 高嶺石粘土 （高嶺土） 水鋁石粘土 （鋁土礦） 若含少量褐鐵礦則被染成紅色稱磚紅土 形成環(huán)境 溫帶 暖溫帶 亞熱帶 熱帶 溫度，濕度 增加 第26頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二四影響風化作用的因素1氣候因素 極地高山地帶：物理風化為主 干旱荒漠地帶：物理風化為主溫度 半干旱草原地帶：富鈣階段濕度 半濕潤森林草原地帶：富鈣與富硅鋁兩階段間 溫濕地帶：富硅鋁階段 濕熱地帶：富鋁階段第27頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二2地形因素地形條件（高度，坡度，切割程度等） 風化（強度，深度，保存風化物的厚度及分布）3地質因素巖石的礦物組成，結構，構

11、造風化的速 度，階段，深度 組成：礦物成分 結構：粗粒細粒；多礦物單礦物； 粒度相差大均粒 構造：斷裂破碎帶的裂隙，節(jié)理 層理 頁理第28頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二五殘積物與土壤1殘積物：指巖石經過風化作用后而殘留在原地的松散堆積物。 風化殼：被風化了的巖石圈的疏松表層。A、特點： 巖性與下伏基巖直接有關，并決定于基巖； 無層理，與基巖呈過渡關系； 頂部平坦或呈凸行坡面，底部起伏不平。第29頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二 B、 類型：（風化程度） 碎屑殘積層 物理風化為主的階段 富鈣殘積層化學風化的早期階段硫酸鹽常在地勢低洼的地方富集

12、，形成硅鋁一硫酸鹽型風化殼；碳酸鹽常在原地富集形成硅鋁一碳酸鹽型風化殼，故又稱富鈣階段。 第30頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二 富硅鋁殘積層 化學風化的中期階段硅鋁酸鹽分解為各種粘土礦物。在這些風化物中，硅鋁相對富集，故又稱富硅鋁階段。組成的風化殼稱為硅鋁粘土型風化殼或高嶺土型風化殼 第31頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二 富鋁殘積層化學風化的晚期階段Al2O32SiO22H2O+nH2O Al2O3 nH2O+ 2SiO2H2O最后殘留的多為鐵、鋁、錳的氧化物及耐風化的石英，在這些風化物中，鋁鐵相對富集，故又稱為富鋁鐵階段。所形成的風化殼

13、稱為鐵鋁型風化殼或磚紅壤風化殼。第32頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二 風化殼在剖面上具有明顯的垂直分帶性自上而下可劃分為土壤層、風化土層（全風化帶）、風化碎石帶（強風化帶）、風化塊石帶（弱風化帶）、風化裂隙帶（微風化帶）以及原巖。各帶之間都是逐漸過渡的。第33頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二垂直分帶性根據風化程度、風化特征以及其物理力學特性的不同，可將風化殼自上而下劃分為4個帶，如右圖： 新鮮未風化的巖層 風化裂隙和塊石帶 風化碎石帶 土壤層、風化土層 各風化帶之間都是逐步過渡的，沒有明顯的界線。地質地貌學下第一章第34頁，共45頁，202

14、2年，5月20日，22點12分，星期二影響風化殼發(fā)育的因素(1)氣候條件 不同的氣候條件下，具有不同的水熱條件，風化殼的發(fā)育階段和風化殼的類型均不一樣，使得風化殼具有明顯的水平地帶性： 極地和高山寒冷氣候區(qū)：巖屑型風化殼 溫帶半干旱和沙漠地帶：硅鋁-氯化物-硫酸鹽型風化殼 溫帶草原氣候：硅鋁-碳酸鹽型風化殼 溫帶森林氣候，硅鋁-粘土型風化殼 熱帶、亞熱帶濕熱氣候：磚紅壤風化殼第35頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二(2)地貌條件 不同的地貌條件，影響到風化作用及殘積物的分布。在地面起伏較大、新構造運動較強烈的山區(qū)及地勢低洼的地方均不利于風化殼的發(fā)育，只有在準平原上、分水

15、嶺的鞍部以及較平坦的地區(qū)，才有可能發(fā)育成巨厚的殘積型風化殼；高大山區(qū)會形成風化殼類型的垂直分帶性。(3)巖性和時間：母巖的成分影響風化殼的發(fā)育。風化作用時間直接影響到風化殼的發(fā)育階段。第36頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二2土壤 在殘積物的表層，厚度2m以內 由上向下分為三層： 第一層 顏色較深，腐殖質含量極高 第二層 顏色較淺，腐殖質含量少 第三層 與下伏殘積層相似第37頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二六風化作用與生產建設1巖石風化與工程建設2巖石風化與找尋地下水3巖石風化與找礦第38頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期

16、二七、風化作用小結 1、風化作用總的結果 削弱破壞巖石顆粒間的連接，形成、擴大巖體裂隙，降低斷面的粗糙程度，產生次生粘土礦物等，從而降低巖體的強度和穩(wěn)定性。Photograph by Peter L. Kresan地質地貌學下第一章第39頁，共45頁，2022年，5月20日，22點12分，星期二2、各種風化作用關系 （1）區(qū)別 物理風化只機械破壞物理性質（由大變?。?，不改變化學性質，不產生新礦物；化學風化發(fā)生化學反應，改變化學成分，產生新礦物。 （2）聯系 物理風化是基礎和先導；化學風化反過來促進物理風化的進行和深入，由于巖性、構造、氣候、流水等條件不同，同一地點風化程度不完全相同，產生差異風化現象。地質地貌學下第一章第40頁，共45頁，2022年，5月20日，22點1