9第九章 风化作用[精].ppt

第九章 风化作用 第一节 风化作用类型 物理风化作用 化学风化作用 生物风化作用 物理风化作用 在地表或接近地表环境下，由于气温变化，大气、水和水溶液的作用，以及生物的生命活动等因素的影响，使岩石在原地遭受分解和破坏的过程 风化作用使岩石、矿物在物理性状或化学组分上发生变化，使其强度降低或发生崩解，形成与原来岩石有差异的新的物质组合 按作用方式可分为物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用 物理风化作用 主要是在温度变化等因素的影响下，岩石在原地发生的机械破坏作用。它使岩石裂开或崩解，形成大小不等的碎块，但其成分却未发生显著的变化 温差风化 冰劈作用 盐类的结晶与潮解 层裂或卸载作用 温差风化 由于岩石表层温度周期性的变化而使岩石崩解的过程 温度变化的速度和幅度对温差风化作用影响较大，变化速度愈快、幅度愈大，岩石的膨胀和收缩交替得也愈快、伸缩量也愈大，岩石破碎得也愈快，所以这种风化作用在干旱的沙漠地区最为常见 冰劈作用 因充填于岩石裂隙中的水结冰体积膨胀而使岩石崩解的过程 （1）温差风化：岩石表层温度发生周期性变化而使岩石崩解的过程。干旱的沙漠气候带常见。撒哈拉大沙漠温差可达61oC，机理（？）。 （2）冰劈作用：因结冰膨胀而产生压力，使岩石裂隙扩大或发生崩塌。高寒和高山地区常见。结冰可使体积增加9.2％，产生96MPa压力。 （3）盐类的结晶和潮解作用：常见于干旱与半干旱地区 ，原理同冰辟作用。 盐类的结晶与潮解 指充填于岩石孔隙、裂隙中含盐分的溶液，因水溶液浓度的变化，盐类出现结晶和溶解使岩石破碎的过程 常见于干旱和半干旱地区，其原理类似于冰劈作用 层裂或卸载作用 埋藏在地壳较深处的岩石，如岩浆岩、变质岩、沉积岩，都承受上覆岩石重量而产生的静压力，一旦由于某种原因（地壳运动、剥蚀作用、人工采石等），上覆岩石被剥蚀掉而出露地表，岩石就因卸载而产生向上或向外的膨胀作用，从而形成一系列平行、垂直地表的裂隙，促使岩石层层剥落和崩解，这种现象称卸载作用 化学风化作用 水溶液与地表附近的岩石进行化学反应，使岩石逐渐分解的过程 化学风化不仅使岩石遭到破坏，而且还使破坏产物的化学成分发生显著变化，并形成一些新矿物 溶解作用 水解作用 氧化作用 水化（水合）作用 溶解作用 组成岩石的所有矿物都能溶解于水中，仅溶解度有大有小而已 溶解度大的为易溶矿物，如岩盐、石膏等，溶解度小的为难溶矿物,较难溶解的碳酸盐矿物如方解石,硅酸盐矿物最难溶,如长石、云母等。 溶解作用的结果，使岩石中易溶物质流失，难溶物质残留下来，致使岩石孔隙增大，强度减小，有利于进一步风化剥蚀 水解作用(碳酸化作用) 指水和矿物相结合的一种化学反应 以(OH)-离子团的形式出现在新组分中 常见的是长石被水解的作用 4KAlSi3O8+6H2O→Al4(Si4O10)(OH)8+8SiO2+4KOH 在潮湿气候条件下高岭石还会进一步被水解，最后形成铝土矿和二氧化硅，其中二氧化硅呈胶体溶液移走，铝土矿则残留下来 化学风作用（大理石像被酸雨风化） 氧化作用 大气圈中的氧或溶于水中的氧与组成岩石的元素之间的化学作用 常见的黄铁矿（FeS2）在地表很快就被氧化成褐铁矿（Fe203·H20） 在地表形成红褐色或暗褐色的褐铁矿，覆盖于尚未遭受风化的原生矿床之上，称为铁帽。它是一种找寻这些硫化物原生矿床的良好标志 化学风作用（氧化作用） 水化（水合）作用 有些矿物与水接触后，吸收一定数量的水到矿物组成中，成为结晶水或结构水，并形成一种含水的新矿物，这种作用称为水化作用 水化作用改变了原有岩石中的矿物成分，形成一些硬度低的新矿物，从而降低了岩石的强度，同时水化作用过程中，矿物体积常常要膨胀，还会出现风化矿物对周围岩石产生的巨大推挤力，从而引起周围岩石的机械风化 硬石膏 石膏 化学风化作用的最终产物包括三部分：一是能溶于水中的可迁移物质；二是胶体物质,三是难于迁移堆积在原地的不溶残余物 易溶物质在水中常以真溶液形式迁移，而部分难溶物质常以胶体的形式被迁移 矿物和岩石在化学风化过程中是逐步分解的，由于各种矿物的物理、化学性质不同，分解的难易程度也不一样。换句话说，就是矿物的抗风化能力有强弱之别 在自然界中各类矿物抗风化能力的顺序是：氧化物、氢氧化物＞硅酸盐＞碳酸盐＞硫化物＞卤化物、硫酸盐 几种常见造岩矿物的抗风化能力顺序是：石英＞白云母＞长石＞黑云母＞角闪石＞辉石＞橄榄石 生物风化作用 生物的生命活动过程和尸体腐烂分解