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
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
风化作用 地表及接近地表的视 岩石,在大气、温 度、水和生物的影 风 化 风响下,使原来的岩作 也石在物理性质或化 地平面侵蚀 作学性质上发生改变 周的地质作用。 SAEI EEKRICRACN( ILKS, (. COPTEICHT (Np. 的第一节风化作用的类型 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 物作用、物风化作用。 理风化 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
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
1、剥离作用(温度风化) 由于 地面上的温度变化(目温差可达40— 60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 风 长日人岩石就产生裂隙,小裂隙串成大 裂隙乃至阕裂隙,导致岩石表层的逐层 剥离。这个过程称为剥离作用。 你看典翌的有秋风 用 2、冰劈作用——岩石孔 隙和裂隙中的水,当温度下 类降到0废以下时就会结冰 型体和就会膨胀92%对裂隙周 围产生很大的挤压力。在零 物下22度时,每平方公里面积 旗上可产生108kg的压力,致使 化「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 （ 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40—— 60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
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 旦因上覆岩石剥去,压力解 公图除,岩石随之而产生向上或向外的膨胀 风 形成平行于地面的层状裂隙。 也二、化学风化作用 作 是指岩石在大气,水以及水中溶解物质的作用下 用使岩石发生化学变化,改变其化学成分,从而使岩石分解破 的坏,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 型矿物氧化,改变其化学成分,并形成新的矿物 伦1、硫牝物的氧化 学FeS2+14H20+1502=2(Fe2QO33H2O)+8H2SO4 2、磁铁矿氧化成赤铁矿 4Fe3O4+O2=6Fe2O3 在地表常形成的铁帽是寻找原生矿物的重要标志
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 FeS2+14H2O+15O2=2(Fe2O3·3H2O)+8H2SO4 2、磁铁矿氧化成赤铁矿 4Fe3O4+O2=6Fe2O3 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
(二)、溶解作用——水是溶剂,自然界中的水总会有 定颜量的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。 风 石灰岩和白云岩与CO2、水的作用 也CaQ2+CO2+H2O=ca(HCO)z(重碳酸钙) 作 2、含硫酸的水的作用 CacO,hso=Caso +Co , +ho 用 3、含碱质水的作用 的|Feso+co:Feco+Kso 类 型(三)水解作用—一扬酸强碱盐武 强酸弱碱盐遇水解离或带不同电荷 北「的离子。这些离子与水中的H和 学 OH发生反应形成含OH的新矿物 矿物和岩石因此遭到破怀。 4KAISi3 O8+6H2O=Al4Si4O10(OH)4+8Sio2+4KOH (钠长石) (高岭石)(石英)
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。 4KAlSi3O8+6H2O= Al4Si4O10(OH)4+8SiO2+4KOH （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 CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3 )2（重碳酸钙） 2、含硫酸的水的作用 CaCO3+H2SO4=CaSO4+CO2+H2O 3、含碱质水的作用 FeSO4+K2CO3=FeCO3+K2SO4
(四)、水化作用——有些矿物质能吸收一定 s 量的水参加到矿物晶格中,形成含水分子的矿 物 风 re CaSo4+2H20=CaSO4: 2H2O (硬石膏) (石膏) 作 用体积扩大6%→物理破坏作用 两种反应加速风化 类太大一容易被水路夫 化学风化
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 。 CaSO4+2H2O CaSO4·2H2O （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
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 风|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 化的破坏作用 作 用 (二)生物化学风化作用 的1、生物的新陈代谢作用——-生物生存要吸取养分同时分泌酸 类 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,从而破探岩石 上述三类风化作用在大多 风数情泥下都是相伴而生,相互 也「影响和促进,共同破坏着岩石
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
第二节影响风化作用的因素 、气候——通过气温、降水量以及生物繁衍表现出来 影 1.寒泠地区:以物理风化为主 响2干早地区:以物理风化为主; 风3.湿热地区:以化学风化生物风化为主。 地形 作地势起伏高度 用②布山区物理风化主 2、山坡朝向 因⑦朝阳面:以化学风化为主 素②背阳面。以物理风化为主 气候、地形
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
A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 影 物成分和数量有密切的关系 响⑦常见矿物的抗风化能力由小到大的次序为 风方解石撒榄石群石角闪石长石云母黏土矿物石英 他②一般相对而言,岩石成分均一的较难风化,成分复杂、矿 作 物种类多的较容易风化。 用 2岩石的结构、构造 致密程度、竖硬程度越高,岩层厚度越大越难风化(等 结构、块收结构),疏松多孔容易风化。 3.节理发育状况 岩 节理越发育 石越容易风化
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
第三节风化作用的产物 风化产物及特征 01碎屑物质一一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 风石碎屑和矿物碎屑,是碎眉沉积物的重要来原 2溶解物质——是化学风化和生物风化作用的产物。 你|是落形式批水着走(NM等亮有的壁酸盐 限的要来。另一都分是SO2以体落浪形式被水希走。 的三.难溶物质 坐相对不活跃的Fe、A等元素残留 物在原地,形成褐铁矿、黏土矿和铝土矿 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 产1成分主要为族留原地的碎屑物以及新形成的矿物。 物 為2岩石碎屑物质大小不的,棱角显著,结构松散,不具层理。 3表面鞍平坦,派界起伏不平与基岩是过渡关系,具有垂直 分带性
4.3 风 化 作 用 的 产 物 （ 产 物 及 特 征 ） 第三节 风化作用的产物 一、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（K Na Ca Mg 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