地質(zhì)地貌風(fēng)化作用

關(guān)于地質(zhì)地貌風(fēng)化作用第1頁，講稿共14頁，2023年5月2日，星期三第六章風(fēng)化作用一慨念：地殼表層的巖層，在大氣和水的聯(lián)合作用以及溫度變化和生物活動(dòng)的影響下，所發(fā)生的一系列崩解和分解作用。二類型：物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化。三影響因素：環(huán)境條件、巖石性質(zhì)。第2頁，講稿共14頁，2023年5月2日，星期三物理風(fēng)化是指地表巖石因溫度變化和孔隙中水的凍融以及鹽類的結(jié)晶而產(chǎn)生的機(jī)械崩解過程。物理風(fēng)化產(chǎn)生的主要原因：溫差反復(fù)變化所引起的熱力風(fēng)化，巖石裂隙和孔隙中水的凍融變化出現(xiàn)的冰劈作用，以及由巖石空隙中鹽類的結(jié)晶而造成巖石的崩裂。物理風(fēng)化作用類型：熱力風(fēng)化、凍融風(fēng)化、礦物的水分與結(jié)晶膨脹作用一物理風(fēng)化作用第3頁，講稿共14頁，2023年5月2日，星期三熱力風(fēng)化：地球表面所受太陽輻射有晝夜和季節(jié)的變化，因而氣溫與地表溫度均有相應(yīng)變化。巖石是不良導(dǎo)體，所以受陽光影響的巖石晝夜溫度變化僅限于很淺的表層，而由溫度變化引起巖石的膨脹和收縮，這一過程的頻繁交替遂使巖石表層產(chǎn)生裂隙以致成片狀剝落。晝夜溫差的變化還將使巖石中具有不同膨脹系數(shù)礦物之間的鏈接力喪失，使他們彼此分離成為砂粒。溫度變化引起巖石崩解示意圖一、陽光照射時(shí)巖石表層的溫差二、夜間降溫時(shí)的逆溫差三四、巖石逐漸發(fā)生崩解1012熱力風(fēng)化作用第4頁，講稿共14頁，2023年5月2日，星期三凍融風(fēng)化：寒冷地帶，巖石的孔隙或裂隙中的水在凍結(jié)成冰時(shí)，體積膨脹，對孔隙周圍產(chǎn)生壓力，使巖石裂隙加深加寬。當(dāng)冰融化時(shí)，水沿?cái)U(kuò)大了的裂隙更深的滲入巖石的內(nèi)部，并再次凍結(jié)成冰。凍結(jié)，融化反復(fù)，不斷加深擴(kuò)大裂隙，使巖石崩裂成巖屑，又稱冰劈作用。凍融風(fēng)化作用第5頁，講稿共14頁，2023年5月2日，星期三礦物的水分與結(jié)晶膨脹作用概念：當(dāng)巖石裂隙中的水溶解著大量鹽類礦物時(shí)，一旦水分蒸發(fā)，濃度逐漸達(dá)到飽和，鹽類便再結(jié)晶，使體積增大，對圍限它的裂隙產(chǎn)生膨脹壓力，也可以使巖石崩裂。第6頁，講稿共14頁，2023年5月2日，星期三二化學(xué)風(fēng)化作用概念：化學(xué)風(fēng)化指巖石在水、水溶液和空氣中的氧與二氧化碳等的作用下所發(fā)生的溶解、水化、水解、碳酸化和氧化等一系列復(fù)雜的化學(xué)變化的作用。類型：化學(xué)風(fēng)化分為溶解、水化、水解、碳酸化和氧化這五種作用。第7頁，講稿共14頁，2023年5月2日，星期三水是一種極性溶劑，巖石中的礦物都是無機(jī)鹽，在水中都將產(chǎn)生一定程度的溶解。礦物在水中的溶解度主要是由組成礦物的各種元素的電價(jià)、離子半徑、負(fù)電性、離子電位和化合鍵的類型等決定的。一些礦物的溶解度大小順序?yàn)椋菏雏}>石膏>方解石>橄欖石>輝石>角閃石>滑石>蛇紋石>綠簾石>正長石>黑云母>白云母>石英，巖石中易溶解礦物的含量越多越易風(fēng)化。溶解作用第8頁，講稿共14頁，2023年5月2日，星期三在巖石中，大部分礦物不含水，但某些礦物和水接觸后，可以形成新的含水礦物。如硬石膏和赤鐵礦

CaSO4（硬石膏）+H2O=CaSO4?2H20（石膏）

Fe2O3（赤鐵礦）+nH2O---—Fe2O3·nH2O（褐鐵礦）

礦物水化，硬度降低，密度減小，體積增大，溶解度增加。同時(shí)，由于自身體積膨脹，對圍巖產(chǎn)生巨大壓力，從而促進(jìn)風(fēng)化進(jìn)行。水化作用第9頁，講稿共14頁，2023年5月2日，星期三水解作用、碳酸化作用、氧化作用水解作用：水中呈離解狀態(tài)的H+和OH-離子與風(fēng)化礦物中的離子發(fā)生交換的反應(yīng)。碳酸化作用：溶解在水中的CO2成為H2CO3溶液后，其可以促進(jìn)對巖石的水解作用。氧化作用：氧化作用經(jīng)常是在水的參與下，通過空氣和水中游離氧實(shí)現(xiàn)的。許多變價(jià)元素在缺氧情況下常形成低價(jià)元素的礦物，在地表氧環(huán)境下易形成高價(jià)元素的新礦物。第10頁，講稿共14頁，2023年5月2日，星期三三生物風(fēng)化作用概念：生物及其生命活動(dòng)對巖石、礦物產(chǎn)生的破壞作用。表現(xiàn)形式：物理和化學(xué)生物的物理風(fēng)化：主要表現(xiàn)為機(jī)械破碎作用，如樹根在巖隙中的穿插與長大，穴居幼物的挖掘作用等。生物的化學(xué)風(fēng)化：如生命活動(dòng)與動(dòng)植物殘?bào)w的分解所產(chǎn)生的大量CO2，在碳酸化方面中起著重要作用。第11頁，講稿共14頁，2023年5月2日，星期三一、環(huán)境條件作者：Rhea（一）氣候：

氣候是通過氣溫、降雨量以及生物活動(dòng)而表現(xiàn)的。氣溫的高低對于巖石的機(jī)械破壞程度、各種化學(xué)反應(yīng)速度、生物界的面貌以及新陳代謝速度都有重大影響;降雨量多少關(guān)系到水在風(fēng)化作用中的活躍程度，直接或間接影響到巖石的風(fēng)化速度；生物的繁殖狀況直接關(guān)系到生物風(fēng)化作用的進(jìn)行及其對其他風(fēng)化作用的影響。（二）地形

1、地勢高度：隨海拔高度增加，氣溫逐漸降低，氣候表現(xiàn)出明顯的垂直分帶性。

2、地勢起伏程度：地勢起伏大的山區(qū)或巨大懸崖峭壁上，表面風(fēng)化產(chǎn)物不斷下墜，使新鮮巖石裸露，風(fēng)化速率越大，其物理風(fēng)化更為活躍。地勢低緩的地區(qū)，風(fēng)化產(chǎn)物多殘留在遠(yuǎn)處或只經(jīng)短距離搬運(yùn)，松散的風(fēng)化產(chǎn)物可以形成很厚的覆蓋層，使風(fēng)化作用強(qiáng)度減弱。

3、坡向：直接影響日照強(qiáng)度和水分蒸發(fā)，對于中低緯度山區(qū)巖石的風(fēng)化影響較大。影響風(fēng)化作用的因素第12頁，講稿共14頁，2023年5月2日，星期三作者：Rhea（二）巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造組成巖石的礦物或碎屑物顆粒粗細(xì)、分選程度及膠結(jié)程度等結(jié)構(gòu)特征，決定著巖石的致密程度和堅(jiān)硬程度。（三）巖石節(jié)理狀況節(jié)理使巖石產(chǎn)生裂隙，促使巖石風(fēng)化，因而巖石節(jié)理密集處，往往風(fēng)化最為劇烈，尤其是在幾組節(jié)理交匯的地方，常因風(fēng)化及剝蝕作用的疊加而形成各種地形。（一）巖石的礦物成分在風(fēng)化帶中，各種造巖礦物對風(fēng)化作用的抵抗能力明顯不同，在相同的外界環(huán)境中，各種礦物的穩(wěn)定性與他們生成的環(huán)境條件關(guān)系密切，生成環(huán)境與地表環(huán)境的差異越大，越容易風(fēng)化。如在最高溫