風(fēng)化作用與坡地重力地貌課件

*

風(fēng)化作用與坡地重力地貌*第一節(jié)風(fēng)化作用與風(fēng)化殼一、風(fēng)化作用

風(fēng)化是指巖石發(fā)生物理的和化學(xué)的變化。

風(fēng)化作用是指在地表常溫常壓環(huán)境中，使巖石的物理性狀和化學(xué)成分發(fā)生變化的作用。根據(jù)風(fēng)化的性質(zhì)，風(fēng)化作用可分為物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化。*（一）物理風(fēng)化作用

物理風(fēng)化的定義：物理風(fēng)化是指巖石發(fā)生物理疏松崩解等機(jī)械破壞過(guò)程。物理風(fēng)化的結(jié)果：物理風(fēng)化不引起巖石化學(xué)成分的改變，而只是使巖石崩解成碎屑。

*

卸荷裂隙是指由于自然地質(zhì)作用或人工開(kāi)采使巖體應(yīng)力釋放和調(diào)整而形成的裂隙。

1、因巖石卸荷釋重而引起的剝離作用卸荷釋重壓應(yīng)力釋放巖體膨脹卸荷裂隙巖石破碎*

A、凍融風(fēng)化：凍融風(fēng)化是在寒冷地區(qū)，因氣溫變化于0℃上下，巖石裂隙或空隙中的水反復(fù)凍結(jié)和融化，造成巖石崩解破碎。

B、鹽分結(jié)晶破壞2、外來(lái)晶體在巖石裂隙中的擠壓作用*600-900kg/cm2**

3、熱力風(fēng)化

熱力風(fēng)化是指巖石因其內(nèi)部熱應(yīng)力作用而產(chǎn)生的機(jī)械破碎。**

球狀風(fēng)化**

球狀風(fēng)化*4、生物活動(dòng)對(duì)巖石機(jī)械風(fēng)化作用的影響

根劈作用：樹(shù)根沿巖石裂隙生長(zhǎng)，楔入巖隙，擴(kuò)展裂隙，把巖石擠開(kāi)，這種作用稱為根劈作用。

動(dòng)物作用*根劈作用**（二）化學(xué)風(fēng)化作用

化學(xué)風(fēng)化作用是指位于地表的巖石礦物在水、大氣、生物的相互作用下發(fā)生氧化、溶解、水解、水化等一系列化學(xué)反應(yīng)，因而改變了巖石的物理性質(zhì)和化學(xué)成分，甚至形成新的礦物，破壞了原來(lái)巖石的結(jié)構(gòu)，使巖石疏松甚至逐漸變成松散的土層，這種作用稱為化學(xué)風(fēng)化作用?；瘜W(xué)風(fēng)化作用的影響因素：水、溫度和大氣*1、溶解作用：水對(duì)巖石的直接溶解。常見(jiàn)礦物的溶解度排序：溶解作用的結(jié)果：增加地下水的化學(xué)成分，形成鹽堿地或鹽湖，加劇巖石風(fēng)化。*

2、水解作用水解作用的定義：水解作用是指礦物與水發(fā)生反應(yīng)而分解的作用。水解作用的化學(xué)原理：離子置換反應(yīng)。正長(zhǎng)石水解反應(yīng)化學(xué)方程式：K2O.Al2O3.6SiO2+3H2OAL2O3.2SiO2.2H2O+2KOH+4SiO2

高嶺土

*

3、水化作用水化作用的定義：水化作用是指水與一些不含水的礦物相化合，水參與到礦物的晶格中，改變了原來(lái)礦物的分子結(jié)構(gòu)，形成新的礦物。水化作用的結(jié)果：改變礦物的物理性質(zhì)，如硬度變小、密度降低、體積膨脹，從而加速巖石風(fēng)化。*

4、碳酸鹽化作用碳酸鹽化作用的定義：碳酸與巖石中的金屬離子發(fā)生反應(yīng)形成碳酸鹽。正長(zhǎng)石的溶解反應(yīng)：K2O.Al2O3.6SiO2+2H2O+CO2AL2O3.2SiO2.2H2O+K2CO3+4SiO2*

5、氧化作用氧化作用的原理：不穩(wěn)定的低價(jià)元素礦物，在水和水汽的參與之下，通過(guò)空氣和水中的游離氧進(jìn)行氧化作用，從而形成穩(wěn)定的高價(jià)元素礦物。舉例：黃鐵礦經(jīng)氧化形成褐鐵礦2FeS2+O2+H2O2FeSO4+H2SO412FeSO4+3O2+6H2O4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3Fe2(SO4)3+6H2O2Fe(OH)3+3H2SO4水解*6、生物化學(xué)風(fēng)化作用生物化學(xué)風(fēng)化作用的原理：舉例：鐵細(xì)菌作用使亞鐵鹽變成高價(jià)鐵鹽*二、風(fēng)化殼（一）風(fēng)化殼的概念1、風(fēng)化殼的定義被風(fēng)化了的巖石圈的疏松表層稱為風(fēng)化殼。2、影響風(fēng)化殼厚度的因素氣候、巖性、構(gòu)造、地貌和發(fā)育時(shí)間等。*土壤風(fēng)化碎石風(fēng)化塊石風(fēng)化裂隙3、風(fēng)化殼的垂直分帶*（二）風(fēng)化殼的發(fā)育階段1、物理風(fēng)化階段——巖屑型風(fēng)化殼巖石遭受物理風(fēng)化作用，崩解破碎，形成巖屑型風(fēng)化殼。**（二）風(fēng)化殼的發(fā)育階段2、化學(xué)風(fēng)化為主的階段

（1）化學(xué)風(fēng)化的早期階段——富鈣階段硅鋁酸巖中的K、Na、Ca、Mg等離子與溶液中的Cl-、SO4

2-

結(jié)合，形成氯化物、硫酸鹽，并隨水流失。在低洼的地方，硫酸鹽富集，形成硅鋁-硫酸鹽型風(fēng)化殼。在風(fēng)化原地，相對(duì)難溶的碳酸鹽相對(duì)富集，形成硅鋁-碳酸鹽型風(fēng)化殼。*巖石中的溶解匯集硫酸鹽型可溶礦物于水結(jié)晶風(fēng)化殼化學(xué)風(fēng)化的早期階段相對(duì)難溶的碳酸鹽形成硅鋁-碳酸鹽在原地相對(duì)富集型風(fēng)化殼**2、化學(xué)風(fēng)化為主的階段（2）化學(xué)風(fēng)化的中期階段（硅鋁粘土型風(fēng)化殼或高嶺土型風(fēng)化殼），也叫富硅鋁階段。氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽等淋溶遷移，甚至一些膠體狀的二氧化硅也開(kāi)始遷移，硅鋁酸鹽被分解為高嶺土、蒙脫石等粘土礦物殘留原地，形成硅鋁—粘土型風(fēng)化殼或高嶺土型風(fēng)化殼。這一階段因大量硅鋁富集，因此又稱為富硅鋁階段。

*

化學(xué)風(fēng)化的中期階段巖石中的可溶礦物溶解隨水流失碳酸鹽巖溶蝕隨水遷移流失硅鋁酸巖粘土礦物殘留硅鋁-粘土型被分解原地，硅鋁富集風(fēng)化殼*2、化學(xué)風(fēng)化為主的階段（3）化學(xué)風(fēng)化的晚期階段（鐵鋁型風(fēng)化殼或磚紅壤風(fēng)化殼），也叫富鐵鋁階段風(fēng)化殼發(fā)育到晚期階段，化學(xué)風(fēng)化進(jìn)行得比較徹底，硅酸鹽礦物已被分解，可遷移的元素基本上都流失，殘留下難分解的鐵鋁化合物，形成鐵鋁型風(fēng)化殼或磚紅壤風(fēng)化殼。這一階段也稱為富鐵鋁階段。由于風(fēng)化殼中富含三氧化二鐵，所以呈紅色。Al2O32SiO22H2O

+nH2OAl2O3nH2O+2SiO2H2O*巖石中的可溶礦物溶解隨水流失碳酸鹽巖溶蝕隨水遷移流失硅鋁酸巖粘土礦物殘留原地粘土礦物風(fēng)化SiO2流失二氧化硅與Al2O3分離Al2O3、

Fe2O3富集

化學(xué)風(fēng)化的晚期階段*（三）影響風(fēng)化殼發(fā)育的因素

各地風(fēng)化殼可以發(fā)育到哪個(gè)階段，產(chǎn)生哪種類型的風(fēng)化殼，取決于當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，決不是在任何地區(qū)的風(fēng)化殼都能發(fā)展到化學(xué)風(fēng)化的晚期階段。

影響風(fēng)化殼發(fā)育的因素很多，主要是氣候、地貌、巖性、地質(zhì)構(gòu)造和風(fēng)化殼發(fā)育的時(shí)間等。*

1、氣候條件

氣候是控制巖石風(fēng)化的最普遍、最重要的因素。在不同的氣候下，風(fēng)化殼的發(fā)育階段和風(fēng)化殼的類型都是不同的。因此風(fēng)化殼具有顯著的地帶性特征。（圖3.8）*高寒氣候：碎屑型風(fēng)化殼干旱氣候：硅鋁-硫酸鹽型風(fēng)化殼溫帶半干旱氣候：硅鋁-碳酸鹽型風(fēng)化殼溫帶濕潤(rùn)氣候：硅鋁-粘土型風(fēng)化殼亞熱帶氣候：紅、黃壤型風(fēng)化殼熱帶氣候：磚紅壤型風(fēng)化殼氣候與風(fēng)化殼類型*2、地貌條件山區(qū)的剝蝕作用較強(qiáng)，殘積物已被蝕去，不利于風(fēng)化殼的發(fā)育，主要?dú)埩麸L(fēng)化碎屑。低洼處是風(fēng)化碎屑物不斷堆積的場(chǎng)所。平坦的地形有利于形成深厚的風(fēng)化殼。*

3、巖性與時(shí)間

巖石的成分對(duì)風(fēng)化殼的發(fā)育也很強(qiáng)的影響。如：在熱帶氣候下，各種巖石幾