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地质风化作用与坡地重力地貌课件.ppt

发布:2025-03-22约3.83千字共37页下载文档
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風化作用與坡地重力地貌第一節風化作用與風化殼一、風化作用(一)概念(二)實質地下深處的岩石在出露或接近地表後,為適應地表常溫常壓的新環境,必然發生的一種變化過程。(三)分類通常分為物理風化、化學風化1、物理風化概念:岩石發生物理疏鬆崩解等機械破壞的過程,一般不引起化學成分的改變,以溫度變化為主要影響因素,破壞只使岩石由大塊變為小塊,再變成細沙,細粉,最後變成岩土。引起物理風化的主要原因有:(1)岩石卸荷釋重引起的剝離作用:形成於地殼深處的岩石,後來受到地殼抬升,釋放了原來受壓的應力,由此引起岩體膨脹,當膨脹超過彈性限度,岩石就發生破裂。在花崗岩分佈地區由於岩石完整,物質均勻,破裂面少,因而這種原因引起的物理風化最常見。岩石卸荷釋重引起物理風化PhotographbyPeterL.Kresan花崗岩經物理風化後片狀剝落PhotographbyPeterL.Kresan(2)外來晶體的擠壓作用(又稱冰劈或冰楔作用,如圖)冰辟作用形成過程:①存在於岩石裂隙中的水,在氣溫達到冰點凝固結冰時體積膨脹,使岩石裂隙加寬加深。②冰融化時,水沿著擴大了的裂隙向更深處滲入,再次凍結……③如此反復,以致把岩石崩解成碎塊。冰辟作用在氣溫常在0℃上下變化的亞寒帶潮濕地區最顯著。(3)因溫度變化引起岩石體積發生膨脹與收縮作用(右圖):左邊揭示了風化的原因,側重了溫度變化對岩石的破壞作用;右邊顯示了風化的過程。(4)生物活動參與下的機械破壞作用:①根劈;②地下各種動物把地下岩屑帶到地表(如圖);③直接在岩石上打洞。Photographfrom:2、化學風化(1)概念位於地表的岩石礦物在水、大氣、生物的相互作用下,發生氧化、溶解、水解、水化等一系列化學反應,因而改變了岩石的物理性質和化學成分,甚至形成新的礦物,破壞岩石原來的結構,使岩石疏鬆甚至逐漸變成鬆散的土層。(2)影響因素:水:地表化學風化過程中最活躍的因素大氣:氧氣、二氧化碳溫度:影響化學風化進行的速度(3)分類化學風化分溶解、水解、水化、氧化、碳酸鹽化、生物化學風化等。①溶解:水對礦物直接溶解作用:增加岩石孔隙,破壞岩石結構,削弱岩石抗風化能力,有利於物理風化作用進行。②水解:礦物與水發生反應而分解一些弱酸強鹼或強酸弱鹼的岩類礦物離解,和水中游離的H+和OH—結合產生新礦物。陸殼中的花崗岩分佈最廣,所以,長石(花崗岩主要成分之一)水解也最普遍(如下式)。K2O·Al2O3·6SiO2+3H2O→Al2O3·2SiO2·2H2O+2KOH+4SiO2正長石固體新礦物液體膠體③水化:水與一些不含水的礦物相結合,水參與到礦物晶格中,並改變其分子結構,形成新礦物(如下式)。CaSO4(硬石膏)+2H2O→CaSO4·2H2O(石膏)水化作用的結果是改變礦物物理性質:硬度下降,密度減小,體積增大,有利於物理風化進一步進行。④碳酸鹽化作用(在石灰岩地區最明顯)碳酸與岩石中的金屬離子發生反應形成碳酸鹽化作用(如下式)。CaCO3+H2O+CO2→Ca(HCO3)2方解石重碳酸鈣2KAlSi3O3+2H2O+CO2→H4Al2Si2O9+K2CO3+4SiO2正長石固體礦物真溶液膠體⑤氧化作用:氧是強烈的氧化劑,常通過空氣和水中的游離氧進行氧化作用。氧化作用隨溫度上升而加劇。許多變價元素在地下缺氧條件常形成低價元素的礦物,出露地表後,在氧化環境下易氧化為高價元素的新礦物,以適應新環境。易氧化的元素多為金屬元素,尤其是鐵。⑥生物化學風化作用:生物新陳代謝過程中分泌出各種化合物,例如:碳酸、硝酸、有機酸等。它們對岩石起強烈的腐蝕作用,甚至在岩石表面溶蝕成許多根的印痕。生物化學風化中的微生物作用尤為重要,事實上,礦物的氧化、還原作用都是在微生物參與下進行的。(四)風化作用小結

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