化學(xué)侵蝕課件省公開(kāi)課金獎(jiǎng)全國(guó)賽課一等獎(jiǎng)微課獲獎(jiǎng)?wù)n件

化學(xué)侵蝕史康婕化學(xué)侵蝕史康婕1/77其外營(yíng)力主要是水化學(xué)溶解作用化學(xué)侵蝕巖溶侵蝕淋溶侵蝕土壤鹽漬化2/77化學(xué)侵蝕是以水化學(xué)溶解作用為主土壤侵蝕類(lèi)型，表現(xiàn)為巖溶現(xiàn)象發(fā)育及土壤中鹽分和有機(jī)質(zhì)流失。巖溶地貌（喀斯特地貌）:在地表水和地下水物理過(guò)程和化學(xué)過(guò)程共同作用下，對(duì)可溶性巖石破壞和改造，造成巖溶侵蝕過(guò)程發(fā)生，所形成地貌。3/77在我國(guó)，碳酸鹽巖分布面積約125萬(wàn)km2，著名云南石林和以“山水甲天下”著稱桂林景觀都是巖溶侵蝕現(xiàn)象。巖溶侵蝕經(jīng)常造成巖溶地域土層變薄、土地退化、基巖裸露，形成奇特喀斯特石漠化。普定縣4/77鹽漬土氣候干旱、地下水位高而排水不暢地域，地表附近蒸發(fā)量大，土壤中毛管水垂向運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，將下部鹽分帶至土壤表層沉積，從而造成土壤鹽堿化，也稱鹽漬化，包含土壤鹽化和堿化，鹽漬化后土壤叫鹽漬土。5/77鹽漬化對(duì)農(nóng)業(yè)危害極大，并造成區(qū)域內(nèi)物種多樣性退化，生態(tài)環(huán)境惡化。分布區(qū)域多為地勢(shì)平坦、低洼易澇、排水不暢盆地和內(nèi)陸沖積平原。6/77土壤化學(xué)侵蝕還經(jīng)過(guò)淋溶造成土層中孔隙增多，促進(jìn)水分運(yùn)動(dòng)和機(jī)械潛蝕，造成土壤養(yǎng)分經(jīng)過(guò)水分和細(xì)粒土壤大量淋溶流失，降低土地生產(chǎn)力。分布在降水量大于600mm地域。7/778.1巖溶侵蝕巖溶侵蝕地表巖溶地下巖溶巖溶侵蝕特征：是指可溶性巖層在水作用下發(fā)生以化學(xué)溶蝕作用為主，伴隨有塌陷、沉積等物理過(guò)程而形成獨(dú)特地貌景觀過(guò)程及結(jié)果。8/771、地表巖溶侵蝕（一）溶溝(karren)和石芽地表水流沿石灰?guī)r坡面上流動(dòng)，溶蝕和侵蝕出許多凹槽，稱為溶溝。溶溝之間突出部分，稱為石芽。石芽除有裸露外，還有埋藏。從山坡上部到下部，由全裸露石芽過(guò)渡為半裸露石芽至埋藏石芽。溶溝和石芽特征常和地形、地質(zhì)等條件相關(guān)。9/771）地形地形坡度較大地面上，常形成彼此平行溶溝和石芽，而在平緩地面上，溶溝和石芽則縱橫交織。（2）地質(zhì)在節(jié)剪發(fā)育區(qū)域，形成格狀溶溝。在純而致密石灰?guī)r地面，溶溝和石芽較密集；在硅質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r和白云巖等組成地面，溶溝和石芽發(fā)育較差。石林(stoneforest;pinnaclekarst)是一個(gè)非常高大石芽，它是在熱帶多雨氣候條件下形成。云南路南石林，高達(dá)20～30m，密布如林，故名石林。10/77石林11/77（二）漏斗與落水洞漏斗是巖溶化地面上一個(gè)口大底小圓錐形洼地，平面輪廓為圓形或橢圓形，直徑數(shù)十米，深十幾至數(shù)十米。漏斗下部常有管道通往地下，地表水沿此管道下流，假如通道被粘土和碎石堵塞，則可積水成池。按成因可分為溶蝕漏斗、沉陷漏斗和塌陷漏斗三種。溶蝕漏斗是地面低洼處聚集雨水沿節(jié)理裂隙垂直向下滲漏而不停溶蝕形成。12/77沉陷漏斗：在有較厚渙散沉積物或砂巖覆蓋巖溶地域，如有通往地下裂隙，水流在下滲過(guò)程中，帶走一部分細(xì)粒砂和粘土物質(zhì)，使地面下沉形成沉陷漏斗。塌陷漏斗多是溶洞頂板受到雨水滲透、溶蝕或強(qiáng)烈地震發(fā)生塌陷而成。漏斗是巖溶水垂直循環(huán)作用地面標(biāo)志，因而漏斗多數(shù)分布在巖溶化高原面上。假如地面上有成連續(xù)分布成串漏斗，這往往是地下暗河存在標(biāo)志。13/77豎井14/77(三)溶蝕洼地(uvalas)—峰叢洼地溶蝕洼地是由四面為低山丘陵和峰林所包圍封閉洼地。它形狀和溶蝕漏斗相同，但規(guī)模比溶蝕漏斗大得多。溶蝕洼地底較平坦，直徑超出100m，最大可達(dá)1～2km。溶蝕洼地是漏斗深入溶蝕擴(kuò)大而成。溶蝕洼地底部如被紅土或邊緣墜積巖塊覆蓋，底部漏斗和落水洞就被阻塞，將形成巖溶湖15/7716/77巖溶盆地是指巖溶地域一些寬廣平坦盆地或谷地。南斯拉夫?qū)W者J.司威治最先叫這種地形為Polje，原意為可耕種平地，在我國(guó)地學(xué)文件中稱為坡立谷。寬度自數(shù)百米至數(shù)公里，長(zhǎng)度可達(dá)幾十公里。盆地邊坡陡峭，底部平坦。17/77四）干谷、盲谷和伏流

干谷是指喀斯特地域地表干涸河谷。在地表河流某一段河道，河水沿著谷底發(fā)育漏斗、落水洞等全部流入地下，使河谷干涸，則形成干谷。18/77盲谷是一個(gè)死胡同式地表河谷，其前方常被陡崖所阻，河水從崖腳落水洞潛入地下，變?yōu)榈叵潞印?9/77伏流：地表河轉(zhuǎn)入地下河流暗流段，叫伏流。20/77（五）峰叢、峰林和孤峰

峰叢是由上部為聳立錐形山峰和下部為相連基座組成，相對(duì)高度為300～600m，山峰坡度為30°～60°。從峰叢或峰林單個(gè)山峰外形看，有呈錐狀、塔狀、圓柱狀等不一樣形態(tài)，山峰表面發(fā)育石芽和溶溝，山峰之間洼地或平原有河流落水洞和溶洞。它們組成峰叢洼地和峰林平原兩個(gè)地貌組合單元。21/77峰林峰林是高聳林立石灰?guī)r山峰，相對(duì)高度100～200m，直徑小于高度，坡度較陡，大多在60°以上，分散或成群出現(xiàn)在平地上，形似樹(shù)林，故而得名。22/77孤峰是巖溶區(qū)孤立石灰?guī)r山峰，常分布在巖溶平原或巖溶盆地中，相對(duì)高度由數(shù)十米至百余米。孤峰是在地殼相對(duì)長(zhǎng)久穩(wěn)定條件下，峰林不停溶蝕降低產(chǎn)物。孤峰23/77峰叢洼地峰叢洼地是由連座山峰和其間洼地組成，山峰形似錐形，洼地平面形狀為多邊形。24/77峰林平原峰林平原是在較平坦地面上散布分離塔形山峰和峰間平原組合體。依據(jù)山峰規(guī)模和分布疏密程度，又可分為峰林平原、孤峰平原和殘丘平原25/77關(guān)于峰林地貌發(fā)育在新結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)、氣候和地形剝蝕度等原因影響下，通慣用地貌循環(huán)理論來(lái)解釋?zhuān)杭捶鍏彩菐r溶發(fā)育早期由巖溶水垂直滲透溶蝕擴(kuò)大而成，所以峰洼之間相對(duì)高度較小，山峰下部有還未溶蝕基座相連。峰林是由峰叢深入演化而成。當(dāng)峰叢之間深入溶蝕向深處發(fā)展，直到水平循環(huán)帶，這時(shí)地下河可能出露成地表河，使侵蝕作用加強(qiáng)，峰叢基座被切開(kāi)，山峰相互分離成為峰林。26/77二、地下巖溶（一）溶洞洞穴又稱溶洞，是地下水沿著可溶性巖石層面、節(jié)理或斷層進(jìn)行溶蝕和侵蝕而成地下孔道。27/771.洞穴發(fā)育和形態(tài)特征依據(jù)洞穴剖面形態(tài)可分為水平洞穴、垂直洞穴、階梯狀洞穴、袋狀洞穴和多層狀洞穴等。在巖溶侵蝕基準(zhǔn)面以下，還有深部巖溶洞穴，當(dāng)前世界上發(fā)覺(jué)最大深部洞穴在喀爾巴阡山阿爾瑪河流域，洞穴位于地面以下800m至1331m處，我國(guó)已知最大深部洞穴位于湖南某礦區(qū)，在地面以下186m至430m。28/772．洞穴堆積物和堆積形態(tài)

洞穴堆積物歸納起來(lái)可分為三大類(lèi)型，

即

化學(xué)堆積物、

機(jī)械堆積物

生物堆積物。

這些堆積物對(duì)應(yīng)形成一些特殊形態(tài)，尤以化學(xué)堆積物堆成形態(tài)最為絢麗多彩。29/77（1）化學(xué)堆積物。地下水沿著石灰?guī)r細(xì)小孔隙和裂隙流動(dòng)時(shí)，CaCO3分解為Ca2+和HCO3-離子，隨水流走，當(dāng)水進(jìn)入洞穴時(shí)，CO2分壓力降低和溫度升高，水中CO2逸出，CaCO3又沉積下來(lái)，形成方解石，在洞穴中常成為石鐘乳、石筍、石柱、石幕和泉華等形態(tài)。30/77石鐘乳(stalactites)：地下水從洞內(nèi)滲出時(shí)，滯留在洞頂上小水滴中CaCO3逐步沉積并向下伸展懸掛，形似鐘乳，稱為石鐘乳(stalactites)。它橫剖面有同心圓狀層次。石筍是從洞頂?shù)温湎聛?lái)水濺到洞底，其中CaCO3逐步沉積形成，它形似竹筍，稱石筍(stalagmites)。石筍是自下而上逐層增加，它橫剖面為疊層狀。石鐘乳和石筍各自向相對(duì)方向伸展，最終連結(jié)起來(lái)，成為石柱(column)。石幕：從洞壁沿裂隙滲出水，CaCO3呈片狀沉積，如同帷幕一樣展開(kāi)，故稱為石幕。石灰華：溶洞底沉淀碳酸鈣。泉華是由泉水出露CaCO3沉積物。31/7732/7733/77（2）碎屑堆積物（機(jī)械堆積物）洞穴中機(jī)械堆積物有:河流沉積，湖泊沉積和崩塌沉積三種。河流沉積物是地下河沉積小礫石和砂，或者是地表河流在洪水期帶到溶洞中泥沙沉積。有時(shí)在地下溶洞河流沉積物中，可見(jiàn)到磨圓度極好小礫石。湖泊沉積是一個(gè)含有極薄層理粘土——粉砂沉積，它們是在地下湖中沉積，也可能是地表河流在洪水期灌入到溶洞中沉積。在很多地方，洞穴中河流沉積和湖泊沉積是互層。崩塌沉積物是從洞頂、洞壁崩塌下來(lái)一些碎屑堆積物，常和洞底石灰華、粘土混雜在一起，膠結(jié)以后就成為一個(gè)堅(jiān)硬角礫巖。34/77湖泊沉積35/77（3）生物堆積物石灰?guī)r洞是史前原始人類(lèi)棲息之場(chǎng)所。北京猿人和山頂洞人，湖北長(zhǎng)陽(yáng)人，廣西柳江人和廣東韶關(guān)馬壩人，都是在石灰?guī)r洞中發(fā)覺(jué)。除了人類(lèi)化石外，溶洞中還能夠找到史前人類(lèi)用過(guò)石器和骨器以及用火痕跡。古人類(lèi)將狩獵得到一些動(dòng)物和采集果實(shí)帶到洞中，因而洞穴中常保留著許多哺乳動(dòng)物化石和植物化石。另外，洞穴中常有鳥(niǎo)糞和蝙蝠糞堆積。36/77（二）地下河和巖溶泉1．地下河地下河是石灰?guī)r地域地下水沿裂隙溶蝕而成地下水聚集和排泄通道。地下河水流主要由地表降水沿巖層滲流或由地表河流經(jīng)落水洞進(jìn)入地下河，少數(shù)地下河水流由深源和遠(yuǎn)源地下水補(bǔ)給。37/772.巖溶泉晉祠泉38/7739/77巖溶侵蝕影響原因1、水溶蝕力（1）.CO2氣體對(duì)水溶蝕力影響水對(duì)碳酸鹽巖溶蝕力，主要取決于其所含CO2。CaCO3在含有不一樣CO2水中溶解度是極不相同。水中CO2含量越高，CaCO3溶解度越大。除了水中溶解CO2生成碳酸，其它酸類(lèi)一樣解離H+而提升水中CaCO3溶解度。天然條件下，對(duì)提升水溶蝕能力有意義是植物腐殖質(zhì)產(chǎn)生有機(jī)酸。（2）溫度和壓力影響溫度和壓力對(duì)碳酸鹽類(lèi)被水溶蝕能力大小影響主要是間接，是經(jīng)過(guò)對(duì)CO2在不一樣溫度壓力下溶解于水中特征改變起作用。40/77（3）pH值對(duì)水溶蝕性影響許多化合物溶解度都與溶劑pH值相關(guān)，既使一些非常難溶物質(zhì)，也會(huì)在pH值變動(dòng)時(shí)改變其溶解特征。41/772、水流動(dòng)性42/773、巖石可溶性可溶性巖層是發(fā)生溶蝕作用必要前提，普通質(zhì)純，層厚石灰?guī)r巖溶十分發(fā)育。巖石可溶性是指組成巖石全部礦物或部分礦物可溶性。巖漿巖主要由硅酸鹽礦物組成，難溶于水。變質(zhì)巖除大理巖外，也難以被水溶解。這就決定了地表水、地下水在巖漿巖和絕大多數(shù)變質(zhì)巖分布地域難以進(jìn)行化學(xué)溶蝕作用。而化學(xué)沉積或生物沉積碳酸鹽類(lèi)巖石，硫酸鹽類(lèi)巖石便成為溶蝕作用主要對(duì)象。43/774、巖石透水性水要在巖石中運(yùn)動(dòng)，就要受到巖石透水性限制?？扇苄詭r石透水性。主要取決于巖石孔隙度和裂隙發(fā)育及連通情況。巖石中孔隙及裂隙存在，首先能夠?yàn)樗魈峁┩罚硎紫纫苍龃罅藥r石與水接觸面積，使溶蝕作用更加快和更輕易發(fā)生。碳酸鹽類(lèi)巖石中有許多原生孔隙，如顆粒之間孔隙，或生物骨架間、生物體腔間孔隙，還有晶粒之間孔隙。測(cè)量巖石比重和容重，能夠得到該巖石孔隙度。具溶蝕能力水，首先沿裂隙進(jìn)入巖石內(nèi)部，在不停進(jìn)行溶蝕循環(huán)情況下，裂隙逐步擴(kuò)大。裂隙越發(fā)育，水循環(huán)條件越好，溶蝕條件也越好。因而裂隙密集帶和未膠結(jié)斷層破碎帶都是巖溶發(fā)育有利地段。44/778.2淋溶侵蝕淋溶作用是指土壤內(nèi)水向下流動(dòng)，使土壤上層部分（表土）可溶性物質(zhì)（礦物質(zhì)、有機(jī)物）伴隨水分流失（至底土）作用。為土壤形成作用，成土作用第一步。45/77淋溶影響原因1.水分子結(jié)構(gòu)與極性水元素組成是氫和氧，其化學(xué)分子式用H2O表示，是一個(gè)鍵能很強(qiáng)偶極分子，這是H與O原子電子層結(jié)構(gòu)決定。在H－O鍵中共價(jià)鍵成份很高，其形式是等腰三角型，兩個(gè)H－O鍵角為105°另外，水分子間分子鍵強(qiáng)大，使水含有較高溶點(diǎn)和沸點(diǎn)。這一特征使得自然界水多數(shù)條件下以液態(tài)形態(tài)存在。離子健化合物在水中極易溶解。水中各種溶質(zhì)極易發(fā)生相互之間及其與水之間各種化學(xué)反應(yīng)，含有良好對(duì)自然界物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化能力。即含有很強(qiáng)溶解力。46/772、水中溶解物質(zhì)氣體，在水循環(huán)過(guò)程中，大氣中N2、O2、CO2、Ar、He等氣體都可能以不一樣量溶于水中，在一些有機(jī)物富集水體中，還常有CH4、H2、H2S等還原劑氣體存在。47/773、溶質(zhì)分子極性水分子是偶極性分子，假如某一物質(zhì)分子也是極性分子，當(dāng)它作為溶質(zhì)進(jìn)入水中時(shí)，必定會(huì)與水分子形成某一個(gè)形式化學(xué)鍵而產(chǎn)生水合離子，由此造成這種物質(zhì)在水中有較大溶解度。這就是所謂“相同相溶”規(guī)律。48/774、水溶解能力水溶解能力受到溶質(zhì)分子極性特征，溫度、壓力、水pH值等原因影響。溫度氣體溶解度隨溫度升高而減小（表8.1）。其原因在于當(dāng)溫度升高時(shí)，大部分溶解氣體會(huì)因獲取了能量而造成動(dòng)能增加，于是擺脫溶劑分子束縛向溶液外逸出。壓力不一樣類(lèi)型物質(zhì)在水中溶解度受壓力影響程度不一樣，固體物質(zhì)受影響小，而氣體受影響則十分顯著。但總體而言，壓力越大，物質(zhì)在水中溶解越大。pH值水溶液酸堿度對(duì)物質(zhì)在水中溶解度有重大影響。常溫常壓下，純水pH值為7，天然水pH值普通在4到9之間變動(dòng)。49/775、土壤透水性土透水性就是指水在土孔隙中滲透流動(dòng)性能。水在土體孔隙中流動(dòng)現(xiàn)象稱為滲流。50/778.3土壤鹽漬化土壤鹽漬化是指土壤底層或地下水鹽分隨毛管水上升到地表，水分蒸發(fā)后，使鹽分積累在表層土壤中過(guò)程。是指易溶性鹽分在土壤表層積累現(xiàn)象或過(guò)程，也稱鹽堿化。中國(guó)鹽漬土或稱鹽堿土分布范圍廣、面積大、類(lèi)型多，總面積約1億hm2。主要發(fā)生在干旱、半干旱和半濕潤(rùn)地域。鹽堿土可溶性鹽主要包含鈉、鉀、鈣、鎂等硫酸鹽、氯化物、碳酸鹽和重碳酸鹽。硫酸鹽和氯化物普通為中性鹽，碳酸鹽和重碳酸鹽為堿性鹽。51/7752/7753/77一、土壤鹽漬化形成條件1、干旱氣候2、地下水位高，礦化度大54/7755/7756/7757/7758/7759/7760/7761/7762/7763/7764/77四、土壤堿化土壤表層堿性鹽逐步積累、交換性鈉離子飽和度逐步增高現(xiàn)象。我國(guó)北方各地都有分布。堿化過(guò)程往往與脫鹽過(guò)程相伴發(fā)生，但脫鹽并不一定引發(fā)堿化。堿化過(guò)程是因?yàn)橥寥烂擕}時(shí)，土壤溶液中鈉離子與土壤膠體中鈣、鎂離子相交換，使土壤膠體吸附較多交換性鈉，土壤呈強(qiáng)堿性反應(yīng)，pH在8.5-9以上，使土壤物理性質(zhì)惡化，土壤高度離散，濕時(shí)膨脹，干時(shí)板結(jié)，通透性很差，嚴(yán)重妨礙作物生長(zhǎng)發(fā)育。普通以交換性鈉占交換性陽(yáng)離子總量20%以上為堿土指標(biāo)（堿化度）。65/77

影響土壤堿化自然原因主要包含：

1、氣候原因：堿土都分布在干旱、半干旱和漠境地域。這些地域年降水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于蒸發(fā)量，尤其在冬春干旱季蒸降比普通為5--10，甚至20以上。降雨量集中分布在高溫6--9月份，可占年降雨量70%--80%。土壤含有顯著季節(jié)性積堿和脫堿頻繁交替特點(diǎn)，是土壤堿化主要條件。

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2、生物原因：因?yàn)楦叩戎参镞x擇性吸收，富集了鉀、鈣、鈉、鎂等鹽基離子，不一樣植被類(lèi)型選擇性吸收不一樣影響著土壤形成?；哪菰突哪脖粚?duì)堿土形成起主要作用。

3、母質(zhì)影響：母質(zhì)是堿性物質(zhì)起源，如基性巖和超基性巖富含鈣、鎂、鉀、鈉等堿性物質(zhì)，風(fēng)化體含較多堿性成份。另外，土壤不一樣質(zhì)地和不一樣質(zhì)地在剖面中排列影響土壤水分運(yùn)動(dòng)和鹽分運(yùn)移，從而影響土壤堿化程度。67/77五、土壤鈣積層1.鈣積層形成你可能看過(guò)很多溶洞，漂亮鐘乳石、石筍在燈光映襯下份外妖嬈神秘。這一下都是碳酸鈣溶解-沉淀作用結(jié)果。其實(shí)在土壤中也進(jìn)行著這一過(guò)程。在我國(guó)北方降雨量不大地域，土壤風(fēng)化過(guò)程釋放出大量鈣離子，土壤表層殘余鈣離子與植物殘?bào)w分解時(shí)產(chǎn)生碳酸結(jié)合，形成重碳酸鈣，在雨季向隨水分向下移動(dòng)，并在剖面中部或下部淀積，變成碳酸鈣，日積月累就形成一個(gè)白色鈣積層，其碳酸鈣含量普通在10－20％之間。68/772.鈣積層對(duì)土地生產(chǎn)力影響鈣積層出現(xiàn)層位與該地域降雨量相關(guān)，降雨量大地域，鈣積層出現(xiàn)位置深，降雨量小地域改積層出現(xiàn)位置高，越靠近地表。土壤中碳酸鈣是土壤中膠結(jié)能力很強(qiáng)一個(gè)粘結(jié)劑，它能夠把較粗礦質(zhì)土粒膠結(jié)起來(lái)，形成緊實(shí)塊狀或柱狀結(jié)構(gòu)體，土