风化作用和剥蚀作用.ppt
第五章 风化作用与剥蚀作用,课程内容,第一节 风化作用 风化作用概念及其类型 风化作用的产物 影响风化作用的因素 第二节 剥蚀作用 地面流水的剥蚀作用 地下水、冰川和风的剥蚀作用 海洋（及湖泊）的剥蚀作用,一、风化作用（weathering）的概念及类型,第一节 风化作用,地表或近地表的条件下，由于气温、大气、水及生物等因素的影响，使地壳或岩石圈的矿物、岩石在原地发生分解和破坏的过程。,风化作用的重要特征：岩石或矿物在原地遭受分解和破坏，风化的产物仍保留在原地。,风化带：风化作用强烈发育的地带。,黄山,天平山山顶,连续岩层被破坏成孤峰,风化作用的类型,（一）物理风化作用（mechanicol weathering）（二）化学风化作用（chemical weathering）（三）生物风化作用（biological weathering）,按风化作用的方式和特点，风化作用可分为：,（一）、物理风化作用,主要由气温、大气、水等因素的作用引起的矿物、岩石在原地发生机械破碎的过程。,特点：矿物、岩石的物质成分不发生变化，只是碎裂成为大小不等的碎块。,物理风化又可分为温差风化、冰劈作用、盐类的结晶与潮解、层裂或卸载作用。,物理风化作用,物理风化作用,1、温差风化,由于温差变化，岩石在热胀冷缩过程中逐渐破碎的过程，常发生在温差较大的干旱气候地区。,温差风化,2、冰冻作用(frost action)或冰劈作用,充填于岩石裂隙中的水结冰体积膨胀而岩石裂解的过程。,冰劈作用示意图,冰劈作用,冰劈作用发生的条件,（1）岩石有贯通的空隙，可使水渗入并流动；（2）有足够的水份；（3）温度常在冰点上下波动。,3、盐类的结晶与潮解,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，盐类出现结晶与溶解使岩石破碎的过程。,盐结晶作用引起是蜂窝状风化,4、层裂或卸载作用,岩石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或垂直地表的裂隙，促使岩石层层剥落和裂解的过程。,（二）、化学风化作用,岩石在原地以化学变化的方式使岩石破碎的过程。,特点：不仅破坏岩石，而且使其化学成分变化、并形成新矿物；岩石在水、氧、二氧化碳作用下，产生化学分解。温湿的南方地区表现明显。,化学风化又可分为几种次级方式：溶解作用、氧化作用、水解和碳酸化作用,1、氧化作用,矿物、岩石与大气或水中的游离氧起化学反应形成氧化物使岩石破碎的过程，常使多价态元素从低价向高价态转变。,氧化作用形成的褐铁矿使岩石染色为砖红色,2、溶解作用,水溶液溶解岩石的某些易溶组分，使其松软、破碎的过程。,常见矿物的溶解度由大至小顺序为：石盐、石膏、方解石与白云石、橄榄石、辉石、角闪石、滑石、蛇纹石、绿帘石、钾长石、黑云母、白云母、石英。,纪念碑被酸雨化学风化前后,3、水解和碳酸化作用,水解是指水离解出的OH-离子与矿物离解出的阳离子结合形成带OH-新矿物的过程。碳酸化作用是指当CO3溶解于水中时，形成CO32-和HCO31-离子，它们与矿物中的阳离子结合形成易溶于水的碳酸盐或碳酸氢盐的过程。,如钾长石转变成高岭石、铝土矿和蛋白石。,（三）、生物风化作用,由生物的生命活动引起的岩石的破坏过程，分生物物理风化作用和生物化学风化作用。,1、植物的根劈作用 2、生物分泌的有机酸 3、生物腐烂分解的有机酸 4、人类的破坏,二、风化作用的产物,（一）物理风化作用的产物,粗细不等、棱角分明的碎石块。在地势较陡的情况下可形成倒石锥。,（二）化学风化作用的产物,两部分产物：能溶于水的可迁移物。难于迁移堆积在原地的残积物。矿物的抗风化系列：石英白云母长石黑云母角闪石辉石橄榄石（性质稳定的元素如Fe、Al、Mn、Ni等，富集时形成残余矿床。）,（三）生物风化作用的产物,土壤(soil)-地壳上部岩石、矿物在物理、化学风化作用以后，再经过生物的化学风化作用，形成具有腐殖质、矿物质、水和空气的松散物质。,一般地，自上而下可分为表土层、淀积层或心土层、母质层。,土壤的主要类型,（四）风化壳,地表岩石经物理、化学、生物风化的长期作用，形成由风化产物组成的、分布于大陆基岩面上的不连续薄壳。剖面上风化壳在成分和结构上都有明显的差异。,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、风化壳的结构,2、研究风化壳的意义,可以了解地壳运动的情况可以恢复古地理环境可以帮助寻找风化壳型矿产,三、影响风化作用的因素,气候、地形、岩石是影响风化作用的主要因素。,（一）气候因素,降水量和温度是影响风化作用的主要气候因素。,（1）气温：1)温度高低影响化学风化速度；2)昼夜温差大小影响岩石物理风化作用。（2）降水量：降水量大，出现潮湿气候，有利于化学风化和生物风化作用；降水量小，出现干旱气候，温差大，雨量小，物理风化作用显著。,三、影响风化作用的因素,（二）地形因素,（1）地形高低的变化会造成气候垂直分带；（2）山坡的陡缓影响地下水位、植物的生长。（3）朝阳面温差大，风化强，而背阳面则相反。,山顶，风化作用较强，风化速度快。坡下风化作用相对较弱。,三、影响风化作用的因素,（三）岩石因素,（1）岩石的矿物成分（2）岩石的结构、构造：结构均匀者难以风化。（3）沉积岩中的胶结物：钙质胶结比泥质和硅质胶结易风化。（4）岩石裂隙的发育程度：裂隙越发育则岩石越易风化。,球星风化,岩浆岩和变质岩比沉积岩易于风化。差异风化(differential weathering)-由于岩性不同导致风化速度不同，使岩面或地面形成凹凸不平的现象。,差异风化,本节重点,1 风化作用的概念及其常见类型、特征；2 风化壳的概念、组成及其研究意义；3 岩石和矿物的抗风化能力。4 影响风化作用的因素,
