第四章 风化作用.ppt

普通地质学,第四章风化作用,江西应用技术职业学院谢文伟谢宇飞制作,4.1风化作用的类型（物理风化）,风化作用地表及接近地表的岩石，在大气、温度、水和生物的影响下，使原来的岩石在物理性质或化学性质上发生改变的地质作用。,第一节风化作用的类型,按照风化作用的性质和方式，可分为三种类型物理风化作用、化学风化作用、生物风化作用。,一、物理风化作用,是指由于气温频繁升降的反复变化，使岩石在原地发生碎裂，形成岩石、矿物碎屑，并不改变岩石化学成分的一种机械破坏作用。,影视风化作用,4.1风化作用的类型（物理风化）,1、剥离作用（温度风化）由于地面上的温度变化（日温差可达4060度），以及岩石中各种矿物膨胀系数的不同，就产生了膨胀收缩的差异，天长日久岩石就产生裂隙，小裂隙串成大裂隙乃至网裂隙，导致岩石表层的逐层剥离。这个过程称为剥离作用。,较为典型的有球状风化,2、冰劈作用岩石孔隙和裂隙中的水，当温度下降到0度以下时就会结冰，体积就会膨胀9.2对裂隙周围产生很大的挤压力。在零下22度时，每平方公里面积上可产生108kg的压力，致使裂隙不断扩大，岩石破裂成碎块。在高寒地区和温带冬季冰劈作用特别突出。,4.1风化作用的类型（化学风化）,二、化学风化作用,是指岩石在大气，水以及水中溶解物质的作用下，使岩石发生化学变化，改变其化学成分，从而使岩石分解破坏，并产生新的矿物。,（一）氧化作用空气和水中的游离氧使地表及其附近的矿物氧化，改变其化学成分，并形成新的矿物。,1、硫化物的氧化,FeS214H2O15O22Fe2O33H2O8H2SO4,2、磁铁矿氧化成赤铁矿,4Fe3O4O26Fe2O3,在地表常形成的铁帽是寻找原生矿物的重要标志。,3．层裂或卸载作用,深部的岩石处于上覆岩石的强大压力之下，一旦因上覆岩石剥去，压力解除，岩石随之而产生向上或向外的膨胀，形成平行于地面的层状裂隙。,4.1风化作用的类型（化学风化）,,三）、水解作用弱酸强碱盐或强酸弱碱盐遇水解离或带不同电荷的离子。这些离子与水中的H和OH-发生反应形成含OH-的新矿物，矿物和岩石因此遭到破坏。,4KAlSi3O86H2OAl4Si4O10OH48SiO24KOH（钠长石）（高岭石）（石英）,（二）、溶解作用水是溶剂，自然界中的水总会有一定数量的O2、CO2和一些酸、碱物质，因此具有较强的溶解能力，能溶解大多数矿物。,1、石灰岩和白云岩与CO2、水的作用,CaCO3CO2H2OCaHCO32（重碳酸钙）,2、含硫酸的水的作用,CaCO3H2SO4CaSO4CO2H2O,3、含碱质水的作用,FeSO4K2CO3FeCO3K2SO4,4.1风化作用的类型（化学风化）,（四）、水化作用有些矿物质能吸收一定量的水参加到矿物晶格中，形成含水分子的矿物。,CaSO42H2OCaSO42H2O（硬石膏）（石膏）,,,体积扩大60物理破坏作用两种反应加速风化溶解度大容易被水溶解流失,,,,,,,4.1风化作用的类型（生物风化）,三、生物风化作用生物活动对岩石造成的物理或化学破坏作用。,（一）生物物理风化作用,1.根劈作用树根对岩石的劈裂作用2.穴居动物破坏作用打洞对岩石造成的破坏作用,（二）生物化学风化作用,1、生物的新陈代谢作用生物生存要吸取养分同时分泌酸性物质，从而破坏矿物岩石2、生物遗体腐烂分解的产物引起岩石的溶解，从而破坏岩石,上述三类风化作用在大多数情况下都是相伴而生，相互影响和促进，共同破坏着岩石。,4.2影响风化作用的因素（气候、地形）,第二节影响风化作用的因素,一、气候通过气温、降水量以及生物繁衍表现出来,1.寒冷地区以物理风化为主；2.干旱地区以物理风化为主；3.湿热地区以化学风化生物风化为主。,二、地形,1、地势起伏高度,①高山区以物理风化为主②低山丘陵以及平原区以化学风化为主,2、山坡朝向,①朝阳面以化学风化为主②背阳面以物理风化为主,4.2影响风化作用的因素（岩石）,三、岩石特征,1.岩石成分,岩石抗风化能力的强弱与它所含矿物成分和数量有密切的关系,①常见矿物的抗风化能力由小到大的次序为,方解石橄榄石辉石角闪石长石云母黏土矿物石英,②一般相对而言，岩石成分均一的较难风化，成分复杂、矿物种类多的较容易风化。,2.岩石的结构、构造,致密程度、坚硬程度越高,岩层厚度越大越难风化（等粒结构、块状结构），疏松多孔容易风化。,3.节理发育状况,节理越发育越容易风化。,4.3风化作用的产物（产物及特征）,第三节风化作用的产物,、风化产物及特征,1.碎屑物质主要是物理风化作用的产物，也有一部分是岩石在化学风化过程种完全分解的矿物碎屑。包括岩石碎屑和矿物碎屑，是碎屑沉积物的重要来源。,2.溶解物质是化学风化和生物风化作用的产物。一部分是以溶液形式被水带走（KNaCaMg等元素的碳酸盐硫酸盐氯化物以及少数Mn、P的氯化物）它是化学沉积物的主要来源。另一部分是SiO2以胶体溶液形式被水带走。,3.难溶物质一些相对不活跃的Fe、Al等元素残留物在原地，形成褐铁矿、黏土矿和铝土矿。,二、残积物岩石风化后在原地残留的物质称为残积物。,残积物的特征,3.表面较平坦，底界起伏不平与基岩是过渡关系，具有垂直分带性。,1.成分主要为残留原地的碎屑物以及新形成的矿物。,2.岩石碎屑物质大小不均，棱角显著，结构松散，不具层理。,4.3风化作用的产物（风化壳）,三、风化壳,在大陆地壳的表层由风化残积物组成的一层不连续的薄壳称为风化壳。厚度一般为数厘米至数十米。,如果被较新的岩石覆盖而保存下来的风化壳称为古风化壳。,1、风化壳的分层,2、研究风化壳的意义,①可以了解地壳运动的情况②可以恢复古地理环境③可以帮助寻找风化壳型矿产。,风化壳厚度与环境因素的对应关系,土壤层,残积层碎屑层,半风化层,基岩,本章学习要求与习题,了解风化作用及其结果和风化壳的特征，初步掌握风化作用的基本原理。,学习重点,重点是风化作用的原理。,作业及思考题,1.物理风化与化学风化它们的作用方式及产物有何区别,2.为什么在不同气候条件下，风化作用类型不同而在同一气候条件下，不同的矿物和岩石，风化的结果也不一样,本章学习要求,3.根据自己所见过的风化现象，说明其形成的原因以及属于何种风化作用。,