風化作用與坡地重力地貌課件

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風化作用與坡地重力地貌*第一節(jié)風化作用與風化殼一、風化作用

風化是指巖石發(fā)生物理的和化學的變化。

風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成分發(fā)生變化的作用。根據風化的性質，風化作用可分為物理風化、化學風化和生物風化。*（一）物理風化作用

物理風化的定義：物理風化是指巖石發(fā)生物理疏松崩解等機械破壞過程。物理風化的結果：物理風化不引起巖石化學成分的改變，而只是使巖石崩解成碎屑。

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卸荷裂隙是指由于自然地質作用或人工開采使巖體應力釋放和調整而形成的裂隙。

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

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

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

3、熱力風化

熱力風化是指巖石因其內部熱應力作用而產生的機械破碎。**

球狀風化**

球狀風化*4、生物活動對巖石機械風化作用的影響

根劈作用：樹根沿巖石裂隙生長，楔入巖隙，擴展裂隙，把巖石擠開，這種作用稱為根劈作用。

動物作用*根劈作用**（二）化學風化作用

化學風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、水化等一系列化學反應，因而改變了巖石的物理性質和化學成分，甚至形成新的礦物，破壞了原來巖石的結構，使巖石疏松甚至逐漸變成松散的土層，這種作用稱為化學風化作用?；瘜W風化作用的影響因素：水、溫度和大氣*1、溶解作用：水對巖石的直接溶解。常見礦物的溶解度排序：溶解作用的結果：增加地下水的化學成分，形成鹽堿地或鹽湖，加劇巖石風化。*

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

高嶺土

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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，改變了原來礦物的分子結構，形成新的礦物。水化作用的結果：改變礦物的物理性質，如硬度變小、密度降低、體積膨脹，從而加速巖石風化。*

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)生反應形成碳酸鹽。正長石的溶解反應：K2O.Al2O3.6SiO2+2H2O+CO2AL2O3.2SiO2.2H2O+K2CO3+4SiO2*

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

（1）化學風化的早期階段——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-硫酸鹽型風化殼。在風化原地，相對難溶的碳酸鹽相對富集，形成硅鋁-碳酸鹽型風化殼。*巖石中的溶解匯集硫酸鹽型可溶礦物于水結晶風化殼化學風化的早期階段相對難溶的碳酸鹽形成硅鋁-碳酸鹽在原地相對富集型風化殼**2、化學風化為主的階段（2）化學風化的中期階段（硅鋁粘土型風化殼或高嶺土型風化殼），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—粘土型風化殼或高嶺土型風化殼。這一階段因大量硅鋁富集，因此又稱為富硅鋁階段。

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化學風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，硅鋁富集風化殼*2、化學風化為主的階段（3）化學風化的晚期階段（鐵鋁型風化殼或磚紅壤風化殼），也叫富鐵鋁階段風化殼發(fā)育到晚期階段，化學風化進行得比較徹底，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，形成鐵鋁型風化殼或磚紅壤風化殼。這一階段也稱為富鐵鋁階段。由于風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化SiO2流失二氧化硅與Al2O3分離Al2O3、

Fe2O3富集

化學風化的晚期階段*（三）影響風化殼發(fā)育的因素

各地風化殼可以發(fā)育到哪個階段，產生哪種類型的風化殼，取決于當地的自然條件，決不是在任何地區(qū)的風化殼都能發(fā)展到化學風化的晚期階段。

影響風化殼發(fā)育的因素很多，主要是氣候、地貌、巖性、地質構造和風化殼發(fā)育的時間等。*

1、氣候條件

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

3、巖性與時間

巖石的成分對風化殼的發(fā)育也很強的影響。如：在熱帶氣候下，各種巖石幾