第五章 風化作用

第五章風化作用第一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期五

1、溫度的變化(熱脹冷縮)——由于地面上的溫度變化（日溫差可達40——60度），以及巖石中各種礦物膨脹系數(shù)的不同，就產生了膨脹收縮的差異，天長日久巖石就產生裂隙，小裂隙串成大裂隙乃至網裂隙，導致巖石表層的逐層剝離。這個過程稱為剝離作用。較為典型的有球狀風化

第二頁，共十七頁，編輯于2023年，星期五

2、水的凍融作用——巖石孔隙和裂隙中的水，當溫度下降到0度以下時就會結冰，體積就會膨脹1/11對裂隙周圍產生很大的擠壓力。在零下22度時，每平方公里面積上可產生108kg的壓力，致使裂隙不斷擴大，巖石破裂成碎塊。在高寒地區(qū)和溫帶冬季冰劈作用特別突出。第三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期五3．層裂或卸載作用（巖石的釋荷）深部的巖石處于上覆巖石的強大壓力之下，一旦因上覆巖石剝去，壓力解除，巖石隨之而產生向上或向外的膨脹，形成平行于地面的層狀裂隙。第四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期五二、化學風化作用——是指巖石在大氣，水以及水中溶解物質的作用下，使巖石發(fā)生化學變化，改變其化學成分，從而使巖石分解破壞，并產生新的礦物。（一）氧化作用——空氣和水中的游離氧使地表及其附近的礦物氧化，改變其化學成分，并形成新的礦物。1、硫化物的氧化

FeS2+14H2O+15O2=2(Fe2O3·3H2O)+8H2SO4

2、磁鐵礦氧化成赤鐵礦

4Fe3O4+O2=6Fe2O3

在地表常形成的鐵帽是尋找原生礦物的重要標志。第五頁，共十七頁，編輯于2023年，星期五第六頁，共十七頁，編輯于2023年，星期五

(三）、水解作用——弱酸強堿鹽或強酸弱堿鹽遇水解離或帶不同電荷的離子。這些離子與水中的H+和OH-發(fā)生反應形成含OH-的新礦物，礦物和巖石因此遭到破壞。4KAlSi3O8+6H2O=Al4Si4O10(OH)4+8SiO2+4KOH（鈉長石）（高嶺石）（石英）（二）、溶解作用——水是溶劑，自然界中的水總會有一定數(shù)量的O2、CO2和一些酸、堿物質，因此具有較強的溶解能力，能溶解大多數(shù)礦物。1、石灰?guī)r和白云巖與CO2、水的作用CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2（重碳酸鈣）2、含硫酸的水的作用CaCO3+H2SO4=CaSO4+CO2+H2O3、含堿質水的作用FeSO4+K2CO3=FeCO3+K2SO4第七頁，共十七頁，編輯于2023年，星期五第八頁，共十七頁，編輯于2023年，星期五（四）、水化作用——有些礦物質能吸收一定量的水參加到礦物晶格中，形成含水分子的礦物。CaSO4+2H2OCaSO4·2H2O（硬石膏）（石膏）體積擴大60%

物理破壞作用兩種反應加速風化溶解度大容易被水溶解流失

第九頁，共十七頁，編輯于2023年，星期五

三、生物風化作用——生物活動對巖石造成的物理或化學破壞作用。（一）生物物理風化作用1.根系的擠壓作用——植物根系膨大過程程中對礦物、巖石具有擠壓作用。如生長在巖石裂隙中的樹樹根2.穴居動物破壞作用——打洞對巖石造成的破壞作用第十頁，共十七頁，編輯于2023年，星期五（二）生物化學風化作用1、生物的新陳代謝作用——生物生存要吸取養(yǎng)分同時分泌酸性物質，從而破壞礦物巖石2、生物遺體腐爛分解的產物引起巖石的溶解，從而破壞巖石

上述三類風化作用在大多數(shù)情況下都是相伴而生，相互影響和促進，共同破壞著巖石第十一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)影響風化作用的因素

一、氣候——通過氣溫、降水量以及生物繁衍表現(xiàn)出來

1.寒冷地區(qū)以物理風化為主；2.干旱地區(qū)以物理風化為主；3.濕熱地區(qū)以化學風化生物風化為主。二、地形1、地勢起伏高度①高山區(qū)以物理風化為主②低山丘陵以及平原區(qū)以化學風化為主2、山坡朝向

①朝陽面以化學風化為主②背陽面以物理風化為主第十二頁，共十七頁，編輯于2023年，星期五三、巖石特征1.巖石成分

巖石抗風化能力的強弱與它所含礦物成分和數(shù)量有密切的關系①常見礦物的抗風化能力由小到大的次序為：方解石橄欖石輝石角閃石長石云母黏土礦物石英②一般相對而言，巖石成分均一的較難風化，成分復雜、礦物種類多的較容易風化。2.巖石的結構、構造

致密程度、堅硬程度越高,巖層厚度越大越難風化（等粒結構、塊狀結構），疏松多孔容易風化。3.節(jié)理發(fā)育狀況

節(jié)理越發(fā)育越容易風化。第十三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)風化作用的產物

、風化產物及特征

1.碎屑物質——主要是物理風化作用的產物，也有一部分是巖石在化學風化過程種完全分解的礦物碎屑。包括巖石碎屑和礦物碎屑，是碎屑沉積物的重要來源。

2.溶解物質——是化學風化和生物風化作用的產物。一部分是以溶液形式被水帶走（KNaCaMg等元素的碳酸鹽硫酸鹽氯化物以及少數(shù)Mn、P的氯化物）它是化學沉積物的主要來源。另一部分是SiO2

以膠體溶液形式被水帶走。

3.難溶物質——一些相對不活躍的Fe、Al等元素殘留物在原地，形成褐鐵礦、黏土礦和鋁土礦。二、殘積物——巖石風化后在原地殘留的物質稱為殘積物。殘積物的特征：3.表面較平坦，底界起伏不平與基巖是過渡關系，具有垂直分帶性。

1.成分主要為殘留原地的碎屑物以及新形成的礦物。2.巖石碎屑物質大小不均，棱角顯著，結構松散，不具層理。第十四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期五三、風化殼——在大陸地殼的表層由風化殘積物組成的一層不連續(xù)的薄殼稱為風化殼。厚度一般為數(shù)厘米至數(shù)十米。

如果被較新的巖石覆蓋而保存下來的風化殼稱為古風化殼。2、研究風化殼的意義①可以了解地殼運動的情況②可以恢復古地理環(huán)境③可以幫助尋找風化殼型礦產。土壤層殘積層(