第四章外力風(fēng)與風(fēng)化作用

外動(dòng)力地質(zhì)作用外動(dòng)力地質(zhì)作用的主要任務(wù)就是削高補(bǔ)低，重塑地表形態(tài)并產(chǎn)生相應(yīng)的地質(zhì)產(chǎn)物——沉積物學(xué)習(xí)要點(diǎn)何謂外動(dòng)力地質(zhì)作用？外動(dòng)力作用指以太陽(yáng)能為主、重力參與所驅(qū)動(dòng)的地球過(guò)程。在形式上分別表現(xiàn)為風(fēng)的作用、海洋與湖泊作用、河流與地下水作用、冰川與重力作用；在過(guò)程上則依次表現(xiàn)為風(fēng)化作用，剝蝕作用，搬運(yùn)作用和沉積作用。外動(dòng)力地質(zhì)作用類型按地質(zhì)營(yíng)力分：地面流水地質(zhì)作用、海洋地質(zhì)作用、地下水地質(zhì)作用、風(fēng)的地質(zhì)作用、湖泊地質(zhì)作用、冰川地質(zhì)作用、生物地質(zhì)作用等。按作用程序分：風(fēng)化作用、剝蝕作用、搬運(yùn)作用、沉積作用。成巖作用是介于內(nèi)、外作用之間的一個(gè)特殊階段風(fēng)化作用

風(fēng)化作用是指在地表?xiàng)l件下，由于太陽(yáng)，大氣，水，生物等的作用，使巖石在原地遭受破壞的地質(zhì)作用。

根本原因：巖石在新的環(huán)境下調(diào)整達(dá)到新的平衡狀態(tài)。風(fēng)化作用是所有外動(dòng)力地質(zhì)作用得以發(fā)生的序幕。

風(fēng)的地質(zhì)作用≠風(fēng)化作用§1風(fēng)化作用類型物理風(fēng)化作用化學(xué)風(fēng)化作用生物風(fēng)化作用§1風(fēng)化作用方式

物理風(fēng)化（脹縮交替）溫差、冰劈、鹽類結(jié)晶與潮解等

化學(xué)風(fēng)化（化學(xué)反應(yīng)）溶解、氧化、水化、水解和碳酸化

生物風(fēng)化（生命活動(dòng)）生物物理和生物化學(xué)過(guò)程1.物理風(fēng)化作用定義：巖石和礦物主要受溫度變化等因素影響，在原地發(fā)生機(jī)械破碎而無(wú)明顯化學(xué)改變的過(guò)程。物理風(fēng)化的主要方式1.溫差風(fēng)化：巖石表層溫度的周期性變化使巖石崩解，多在溫差大的干旱和半干旱地區(qū)發(fā)生。2.冰劈作用：巖石裂隙中的水結(jié)冰后體積膨脹,溶化后體積變小，再加入水，然后再次膨脹,長(zhǎng)期反復(fù)作用引起巖石破裂。主要發(fā)生有高緯度及高山區(qū)。3.鹽類的結(jié)晶與潮解作用：與冰劈類似。鹽類結(jié)晶使體積增大，多發(fā)生在干旱及半干旱地區(qū)。物理風(fēng)化作用的產(chǎn)物定義：地表附近巖石和礦物因化學(xué)反應(yīng)，而使其成分和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的過(guò)程。2.化學(xué)風(fēng)化作用化學(xué)風(fēng)化的主要方式:氧化作用:

礦物與大氣或水中的氧化合生成氧化物的作用。如：

4FeS2(黃鐵礦)+19O2+mH2O

2Fe2O3.nH2O+8H2SO4溶解作用:

鹵化物、硫酸鹽、碳酸鹽等礦物易溶于水的作用。最常見(jiàn)是碳酸鹽礦物溶于含CO2的水溶液中，如：

CaCO3(方解石)+H2O+CO2

Ca(HCO3)2水解作用:水中H

和OH

離子置換礦物在水中離解出的離子的作用。如4K[AlSi3O8](鉀長(zhǎng)石)+6H2O

Al4[Si4O10](OH)8(高嶺石)+8SiO2(蛋白石膠體)+4K(OH)(溶液)水化作用：水分子結(jié)合到礦物晶格中變成為含水的新礦物。如Fe2O3(赤鐵礦）+nH2O

Fe2O3nH2O（褐鐵礦）化學(xué)風(fēng)化的主要方式:定義：生物在生命活動(dòng)中引起巖石的分解和破壞作用。3.生物風(fēng)化作用生物機(jī)械風(fēng)化作用:

根劈作用；人類活動(dòng)。2.

生物化學(xué)風(fēng)化作用:生物的分泌物和死亡后遺體腐爛分解產(chǎn)物對(duì)巖石和礦物的破壞作用。化學(xué)風(fēng)化的主要方式1）巖石成分對(duì)風(fēng)化作用的影響：元素的遷移能力：某些元素易于從礦物中析出。如K、Ca、Na、Mg等，有些不易析出，如Al、Fe、Ti及SiO2等。礦物的抗風(fēng)化能力：淺色或無(wú)色礦物抗風(fēng)化能力大于深色礦物；表層形成的礦物比地下深處高溫高壓環(huán)境中形成的礦物耐風(fēng)化；巖漿巖礦物中抗風(fēng)化能力與結(jié)晶順序相反。4.影響風(fēng)化作用的因素?

礦物抗風(fēng)化序列：自然元素>氧化物、氫氧化物>硅酸鹽、硫化物>硫酸鹽、鹵化物?

造巖礦物抗風(fēng)化序列：石英>白云母>正長(zhǎng)石>黑云母（酸性斜長(zhǎng)石）>角閃石（中性斜長(zhǎng)石）>輝石（基性斜長(zhǎng)石）>橄欖石花崗閃長(zhǎng)巖中閃長(zhǎng)巖包體差異風(fēng)化現(xiàn)象差異風(fēng)化現(xiàn)象：在相同風(fēng)化條件下由于巖性的不同導(dǎo)致風(fēng)化速度不同，使巖石表面出現(xiàn)凸凹不平的現(xiàn)象2）巖石結(jié)構(gòu)、裂隙度的影響：巖石中礦物顆粒大小、孔隙度、裂隙度等均會(huì)對(duì)巖石的風(fēng)化產(chǎn)生影響。通常顆粒大者易風(fēng)化，裂隙發(fā)育者易風(fēng)化。

球形風(fēng)化現(xiàn)象：巖石中因發(fā)育多組裂隙，在風(fēng)化作用下趨于球形化的現(xiàn)象。常見(jiàn)于較細(xì)、均質(zhì)巖石中，如粉砂巖、凝灰?guī)r、火山熔巖中。細(xì)砂巖、中淺層侵入巖等巖性均一的巖石最易發(fā)生3）氣候的影響：炎熱潮濕區(qū)化學(xué)生物風(fēng)化作用十分強(qiáng)烈，干旱、半干旱區(qū)以溫差風(fēng)化為主，寒冷冰凍區(qū)以冰劈作用為主。

氣候?qū)︼L(fēng)化作用的程度、類型和深度影響也是顯著的4）地形條件：地形高低造成氣候垂直分帶；陽(yáng)坡比陰坡風(fēng)化作用強(qiáng)風(fēng)化殼：由殘積物和土壤在陸地上構(gòu)成的，厚薄不均的不連續(xù)薄殼。古風(fēng)化殼：地質(zhì)時(shí)期形成、已經(jīng)成巖但仍保留相應(yīng)特征的風(fēng)化殼風(fēng)化殼的垂直分帶結(jié)構(gòu)：土壤層、殘積層、半風(fēng)化層§5風(fēng)化殼的組成與結(jié)構(gòu)風(fēng)化殼的垂向結(jié)構(gòu)土壤層：經(jīng)過(guò)生物風(fēng)化作用的改造而富含腐殖質(zhì)的殘積物。殘積層：經(jīng)長(zhǎng)期物理和化學(xué)風(fēng)化作用后殘留在原地的風(fēng)化產(chǎn)物。半風(fēng)化層：遭受初步風(fēng)化作用影響、巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和成分尚未發(fā)生徹底變化的巖石部分現(xiàn)代風(fēng)化殼剖面土壤層殘積層半風(fēng)化層腐殖質(zhì)是一種復(fù)雜化合物的混合物，通常呈黑色或棕色，性質(zhì)為膠體狀。它具有比土壤無(wú)機(jī)組成中粘粒更強(qiáng)的吸持水分和養(yǎng)分離子的能力，因此，少量的腐殖質(zhì)就能顯著提高土壤的肥力。

風(fēng)化作用的元素序列與發(fā)展階段昆侖山頂風(fēng)化殼古風(fēng)化殼現(xiàn)代風(fēng)化殼風(fēng)化殼與土壤腐殖質(zhì)層（O）淋溶層（A）淀積層（B）半風(fēng)化層（C）O、A、B層合稱為土體，是成土作用最為活躍的層次和真正意義上的土壤層。風(fēng)的地質(zhì)作用風(fēng)是空氣的水平運(yùn)動(dòng)。它起源于太陽(yáng)對(duì)大氣的幅射，形成于不同的緯度分帶和地理分區(qū)。風(fēng)是導(dǎo)致沙漠化，風(fēng)成黃土與風(fēng)災(zāi)的直接原因之一。大氣系統(tǒng)是一個(gè)受到多種不確定因素影響的復(fù)雜系統(tǒng)；因此氣候變化的長(zhǎng)期行為是不可預(yù)測(cè)的。多發(fā)生于植被稀少、地表物質(zhì)疏松、蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降雨量的干旱地區(qū)。是一種純機(jī)械性作用，即風(fēng)的侵蝕、搬運(yùn)、沉積均以機(jī)械方式進(jìn)行。風(fēng)是氣體介質(zhì)，多無(wú)固定的流動(dòng)路線；風(fēng)速和風(fēng)向變化大。

§1風(fēng)的地質(zhì)作用特點(diǎn)在海洋與陸地交界的部位，會(huì)產(chǎn)生一種特殊的“海陸風(fēng)”。主要成因是源于海洋與陸地的熱容不同，導(dǎo)致了相互間溫度的不同步變化，從而產(chǎn)生了晝夜風(fēng)向不同的海陸風(fēng)。海陸風(fēng)的形成與運(yùn)動(dòng)1.大氣的結(jié)構(gòu)

大氣圈在垂直和水平兩個(gè)方向上分別存在著非均一現(xiàn)象，據(jù)此可以對(duì)大氣進(jìn)行垂向和水平劃分。對(duì)流層是大氣圈的最下一層，平均厚度為10km左右，厚度不到大氣圈的1％，但集中了大氣質(zhì)量的3／4，大氣水汽的90％。主要天氣現(xiàn)象如云、霧、雨、雪、雹都形成在此層內(nèi)。風(fēng)的地質(zhì)作用也因此而起。2.大氣的運(yùn)動(dòng)大氣的運(yùn)動(dòng)既有垂直方向，也有水平方向的。前者可形成大氣環(huán)流，后者則形成氣旋和風(fēng)。大氣的運(yùn)動(dòng)是在氣壓梯度的驅(qū)動(dòng)下發(fā)生和維持的。大氣每時(shí)每刻都在不停地運(yùn)動(dòng)著，其運(yùn)行是極其復(fù)雜和多變的。大氣環(huán)流就是大氣運(yùn)動(dòng)的基本形式之一，可以按運(yùn)動(dòng)方向分為水平環(huán)流和垂向環(huán)流，按地理方向分為經(jīng)圈環(huán)流和緯圈環(huán)流。大氣環(huán)流平均經(jīng)圈環(huán)流平均緯圈環(huán)流

太陽(yáng)輻射造成高低緯之間的溫度差異，形成低緯低壓和高緯高壓的局面，進(jìn)而產(chǎn)生了高低緯之間的氣壓梯度。在氣壓梯度的控制下，赤道附近空氣受熱膨脹上升，高空空氣流向兩極；在極地空氣冷卻下沉，向低緯地區(qū)流動(dòng)，于是形成南北方向高低緯之間的大氣環(huán)流圈。大氣環(huán)流的實(shí)質(zhì)——熱對(duì)流厄爾尼諾與拉尼娜

厄爾尼諾(ElNino)是一種異常性災(zāi)害天氣現(xiàn)象。泛指某些年份圣誕節(jié)前后，南美秘魯和厄瓜多爾附近出現(xiàn)的尺度為幾千km的赤道東太平洋上海面溫度的異常增溫現(xiàn)象。厄爾尼諾現(xiàn)象之后往往出現(xiàn)赤道東太平洋上溫度異常變冷現(xiàn)象，稱為拉尼娜（LaNina）現(xiàn)象。吹蝕作用：風(fēng)將地表松散物質(zhì)吹離原地的過(guò)程。對(duì)象主要為粘土—粉沙級(jí)的松散物質(zhì)。磨蝕作用：風(fēng)攜帶的沙粒對(duì)地表巖石的沖擊、磨擦使其破壞的作用。風(fēng)的含沙量具明顯的垂直分帶性，絕大部分沙粒集中在距地面30cm范圍內(nèi)，尤其是10cm以下，故風(fēng)的磨蝕作用主要發(fā)生在30cm的高度內(nèi)§2風(fēng)的侵蝕作用風(fēng)蝕作用的產(chǎn)物包括風(fēng)蝕的巖石和風(fēng)蝕地形兩種風(fēng)蝕作用改造的巖石有：風(fēng)棱石；蜂窩石；蘑菇石等風(fēng)蝕作用形成的地形有：風(fēng)蝕洼地；風(fēng)蝕谷；風(fēng)蝕殘丘等風(fēng)蝕作用的產(chǎn)物風(fēng)蝕作用的產(chǎn)物蘑菇石風(fēng)蝕作用產(chǎn)物示意圖風(fēng)蝕作用的產(chǎn)物“駱駝”石風(fēng)蝕作用的產(chǎn)物風(fēng)棱石風(fēng)棱石風(fēng)蝕地貌新月形沙丘風(fēng)蝕地貌新月形沙丘月牙湖風(fēng)蝕地貌風(fēng)城定義：風(fēng)將碎屑物攜帶至它處的過(guò)程。由于風(fēng)是氣體，密度小，其搬運(yùn)力通常不大，但有其獨(dú)特的特征：1.風(fēng)主要搬運(yùn)沙級(jí)以下的物質(zhì)（粒徑＜2mm）。但風(fēng)暴的搬運(yùn)量和搬運(yùn)距離可很大（幾百萬(wàn)噸、上萬(wàn)公里）。細(xì)小的懸浮物可環(huán)球旅行.§3風(fēng)的搬運(yùn)作用2.在風(fēng)的搬運(yùn)過(guò)程中，特別在定向風(fēng)的作用下，搬運(yùn)物的分選性非常明顯。通常，推移（滾動(dòng)）粒徑＞2mm、躍移物粒徑2—0.2mm（距地面30cm）、懸移物粒徑＜0.2mm。3.因風(fēng)是氣體，風(fēng)運(yùn)物更容易碰撞、磨圓磨細(xì)。風(fēng)的搬運(yùn)方式風(fēng)的沉積作用：當(dāng)風(fēng)速的降低，紊流的上舉速度低于沙粒的沉降速度時(shí)，沙粒和塵土便堆積下來(lái)形成的風(fēng)積物的過(guò)程從風(fēng)源區(qū)順著風(fēng)的前進(jìn)方向，沉積物由礫逐漸成為粉塵，并具明顯分帶性，同一帶中的沉積物粒度相等，分選性很好§4風(fēng)的沉積作用風(fēng)積物主要分為兩類：一類為沙級(jí)（2-0.05mm）稱風(fēng)成沙；一類為粉沙和粘土（粒度＜0.05毫米）稱風(fēng)成黃土。風(fēng)成沙和風(fēng)成黃土在空間分布上有嚴(yán)格的規(guī)律性，其生成條件也不同。風(fēng)積物分選性極好，大多數(shù)顆粒直徑為0.1-1mm;磨圓度好,顆?；旧蠠o(wú)棱角