普通地質(zhì)學(xué)南京大學(xué)地球科學(xué)系舒良樹第十章風(fēng)化作用1整理ppt

第十章風(fēng)化作用Weathering●停留原地的風(fēng)化為離開原地的剝蝕創(chuàng)造了條件，為去偽存真恢復(fù)變形地殼的原貌提供科學(xué)依據(jù)?！袢魺o(wú)風(fēng)化會(huì)帶來(lái)一系列麻煩第一節(jié)風(fēng)化作用的類型一．物理風(fēng)化1.定義：地表巖石在外力（大氣、水、生物）作用下發(fā)生的機(jī)械破碎作用或化學(xué)分解作用。2.特征:●機(jī)械風(fēng)化與破碎●不能改變化學(xué)成分,不會(huì)形成新礦物●溫差大的沙漠、戈壁及干寒地區(qū)表現(xiàn)明顯2整理ppt2.物理風(fēng)化四方式(1)熱漲冷縮方式（溫差大的沙漠、戈壁）●巖石里外受熱不一致,在表面溫度大于50度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生鱗片狀層層剝落。●礦物的膨脹系數(shù)不同，石英31×10-6，長(zhǎng)石17×10-6，使內(nèi)部構(gòu)造破壞,完整的巖石不斷松散破碎?！駮円箿夭畲笥诩竟?jié)性溫差時(shí),物理風(fēng)化的表現(xiàn)就特別明顯.★夏季新疆沙漠地區(qū)、冰達(dá)坂的實(shí)例(晝夜溫差達(dá)60-70多度).3整理ppt

花崗巖風(fēng)化外貌-黃山云海（紅樓夢(mèng)頑石）

4整理ppt砂巖的柱狀風(fēng)化5整理ppt大自然的神來(lái)之筆花崗巖風(fēng)化地貌6整理ppt搖擺石(砂巖)7整理ppt砂巖的差異風(fēng)化8整理ppt物理風(fēng)化滾石坡（一號(hào)冰川，4044m）9整理ppt(2)冰劈作用(干寒區(qū))●巖石裂隙中的水結(jié)冰后體積會(huì)增大，達(dá)到一定限度后巖石就會(huì)崩解滾落?！駰l件：a.巖石有貫通的空隙，可使水滲入并流動(dòng)（封閉空隙如氣孔不行）；b.有足夠的水分；c.溫度常在冰點(diǎn)上下波動(dòng)?！锔珊畢^(qū)（烏市）的馬路、道路與經(jīng)濟(jì)發(fā)展10整理ppt11整理ppt⑶層裂或卸載作用fracture&unloading

深部巖石上升減壓會(huì)造成向上或向外的膨漲,產(chǎn)生與地面平行的膨脹節(jié)理.★黃山?jīng)]有層理的花崗巖區(qū);新疆凝灰?guī)r地區(qū);南方采石場(chǎng)。⑷鹽分結(jié)晶撐裂作用●巖石中多含鹽類,這些鹽分在晚上因吸收大氣水分會(huì)潮解,并滲入巖石內(nèi)部，溶解所經(jīng)巖石中鹽分。白天烈日照曬,使地下水沿巖石裂隙上升蒸發(fā),巖石中鹽分飽和結(jié)晶、撐裂巖石?！袢绱朔磸?fù),使巖石崩解?！癜l(fā)生在蒸發(fā)量大于降水量的半干旱地區(qū)。（哈密）12整理ppt

物理風(fēng)化：草地鼓包(哈密)13整理ppt二．化學(xué)風(fēng)化作用1.特征:

●不僅破壞巖石，而且使其化學(xué)成分變化、并形成新礦物。

●巖石在水、氧、二氧化碳作用下,產(chǎn)生化學(xué)分解。●溫濕的南方地區(qū)表現(xiàn)明顯。2.化學(xué)風(fēng)化五種方式(1)溶解作用使礦物發(fā)生部分溶解分化的作用?！褚兹芪镔|(zhì)的流失將導(dǎo)致巖石空隙加大,加速剝蝕?！翊蠖鄶?shù)礦物可溶解于水，但溶解度不同。每公斤25度的純水中，可溶解：1/340g云母,1/115g滑石,1.5/100g方解石,2.1g硬石膏,320g巖鹽●影響溶解度的因素：溫度、壓力、PH值。14整理ppt蘇州天平山一線天15整理ppt⑵水化作用●礦物加水會(huì)形成含水礦物(CaSO4+2H2O=CaSO4·2H2O),從而使體積膨脹、硬度降低。●有些礦物能吸收一定水參加到礦物品格中，形成含水分子的礦物。⑶水解作用●弱酸強(qiáng)堿鹽或強(qiáng)酸弱堿鹽,遇水會(huì)解離成帶不同電荷的離子，這些離子分別與水中的H+、OH-發(fā)生反應(yīng)，形成含OH-的新礦物，稱為水解。●水解：鉀長(zhǎng)石→高嶺土(富集)+SiO2(帶走)+K(OH)(帶走)進(jìn)一步水解：高嶺土→鋁土礦(耐火材料富集)+SiO2(帶走)16整理ppt⑷碳酸化作用含CO2的水溶液和某些礦物中K、Na、Ca等金屬陽(yáng)離子結(jié)合,可形成隨水遷移的碳酸鹽礦物。如鉀長(zhǎng)石+H2O+CO2→高嶺土（富集）+8SiO2+2K2CO3●斜長(zhǎng)石易碳酸化,可使很硬的花崗巖被瓦解！●碳酸鉀有利于植物生長(zhǎng),因而花崗巖地區(qū)(富長(zhǎng)石)植被發(fā)育。17整理ppt⑸氧化作用礦物被氧化后可形成新礦物；在地表富氧條件下某些礦物中的元素可從低價(jià)變?yōu)楦邇r(jià)。如黃鐵礦或磁鐵礦→褐鐵礦（見P．136）●松散褐鐵礦及反應(yīng)中產(chǎn)生的硫酸,導(dǎo)致巖石破壞。●地表褐鐵礦常是地下大礦的表層標(biāo)志,稱為鐵帽。●含黃鐵礦較多的巖石不宜作建筑、裝潢材料?！癜瞪V物黑云母、角閃石含量高的花崗巖，容易風(fēng)化，不是好的建筑材料。18整理ppt柱狀風(fēng)化：湘西張家界19整理ppt天平山風(fēng)化花崗巖20整理ppt云南元謀：土林21整理ppt化學(xué)風(fēng)化-褐鐵礦暈圈

22整理ppt三．生物風(fēng)化:生物活動(dòng)引起的巖石物理與化學(xué)變化1.植物的根劈作用蘇州天平山花崗巖中的根劈、天山雪蓮的根劈snowlotus2.生物分泌的有機(jī)酸3.生物腐爛分解的有機(jī)酸4.人類的破壞：礦山濫采和爆破、長(zhǎng)江沿岸化工廠的污水排放，導(dǎo)致環(huán)境污染，嚴(yán)重危害人類生存條件，同時(shí)也對(duì)巖石起著破壞改造作用。23整理ppt蘇州天平山花崗巖根劈24整理ppt

第二節(jié)．控制巖石風(fēng)化的因素一．氣候北方:花崗巖(低山、圓滑的山頭);灰?guī)r(高山)南方:花崗巖(高山峻嶺),灰?guī)r(低山溶洞)二．地形高度(高易遭風(fēng)化),起伏(易帶走風(fēng)化物),坡向(南坡易風(fēng)化）三．巖石性質(zhì)1．成分：?jiǎn)蔚V物巖石抗風(fēng)化強(qiáng)，如石英,膨脹、收縮系數(shù)相同；2．早結(jié)晶者易風(fēng)化：火成巖中礦物的風(fēng)化能力與鮑曼反應(yīng)系列中的晶出順序一致。25整理ppt3．結(jié)構(gòu)

疏松的結(jié)構(gòu)易風(fēng)化(雨花臺(tái)礫石層);堅(jiān)硬的巖石抗風(fēng)化力強(qiáng)(硅化帶)。4．節(jié)理發(fā)育者易風(fēng)化:試劍石、石桌(蘇州虎丘），鯽魚背（黃山）四、球狀風(fēng)化

節(jié)理包圍的碎塊，在化學(xué)風(fēng)化（水溶液）、物理風(fēng)化（溫度變化）下，棱角消失，圓化成球狀；以化學(xué)風(fēng)化為主。

花崗巖、閃長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖、厚層砂巖,塊狀、等粒巖石易形成球狀風(fēng)化;與結(jié)核的區(qū)別是成分是否一致。26整理ppt桂林：球狀風(fēng)化27整理ppt

湛江：球狀風(fēng)化28整理ppt29整理ppt

第三節(jié)風(fēng)化作用的產(chǎn)物一．風(fēng)化產(chǎn)物的類型

1.不同的巖石有不同的風(fēng)化產(chǎn)物2.風(fēng)化產(chǎn)物構(gòu)成

a.碎屑:機(jī)械風(fēng)化的碎塊

b.易溶物質(zhì)：K，Na，Ca，Mg

c.難溶物質(zhì)：Fe，Al3.研究風(fēng)化產(chǎn)物的目的:推測(cè)母巖的性質(zhì)、尋找原生礦體Au,Cu,Ni等.二．殘積物：巖石風(fēng)化后殘留原地的物質(zhì),以風(fēng)化殼為標(biāo)志。30整理ppt1.基巖上由風(fēng)化產(chǎn)物組成的不連續(xù)的薄層叫風(fēng)化殼。2.典型特征：沒(méi)有層理、底界起伏、結(jié)構(gòu)松散，代表不整合面(造山事件結(jié)束)。3.風(fēng)化殼典型剖面:Ⅰ土壤(粘土、細(xì)小石英顆粒、植物的根)→Ⅱ殘積物→Ⅲ半風(fēng)化巖→Ⅳ基巖4.五種氣候帶的風(fēng)化