2、化学风化
是指岩石在大气、水与生物作用下发生分解进 而形成化学组成与性质不同的新物质的过程。
化学风化的作用方式
（1）水化作用
（2）水解作用 （3）溶解作用 （4）氧化作用
（1）水化作用（hydration)

水与一些不含水的矿物结合，把水分子结 合到矿物的晶格中的作用。
水化作用
赤铁矿褐铁矿

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
岩浆岩： 酸性岩（花岗岩） > 基性岩（玄武岩）

变质岩：
浅变质 > 深变质
不同矿物抗风能力不同
单矿物岩石—— 抗物理风化能力强 复矿物岩石 —— 抗物理风化能力弱，
有利物理风化
化学风化对造岩矿物的相对稳定性
相对稳定性 极稳定 稳 定 石 英 造岩矿物
白云母，正长石，微斜长石，酸性斜石 普通角闪石，辉石类 基性斜长石，碱性角闪石，黑云母， 普通辉石，橄榄石，海绿石，方解石， 白云石，石膏
2、古土壤
地质时期形成的土壤称为古 土壤 研究对象：颜色、岩性、化 学成分、矿物组分、微结构、 孢粉组合、粘土矿物、磁化 率、磁组构等
古土壤与现代土壤的区别：
古土壤的剖面一般不完整，大多没有腐殖质层，即
使有也由于易遭分解而颜色变浅，或易遭炭化而染成黑 棕色。淋溶层下部与淀积层则为质地较粘的粘化层，因 铁的富集，颜色带红。淀积层下部为富含碳酸钙的淀积 层，常聚集形成钙结核或姜结石。
山区地形条件影响最为突出。 由山顶到山脚不同海拨及气候有明显的垂直分带
山顶：物理风化强烈。
山脚：化学风化生物风化为主。
（二） 地形因素
• 陡： 风化碎屑物很快剥蚀掉，易于
物理风化的进行。
地
势
•缓：生物化学风化为主。
（三） 岩性因素
岩性影响
三大岩类抗风化的能力排序

沉积岩： 碎屑岩 > 化学岩、生物岩
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(2)风化壳形成条件
①有利于风化作用持续进行的气候、岩性和构造 条件。 如高温多雨，温差大，岩石多节理、裂隙， 构造破裂等 ②有利于风化产物残留原地的地貌、植被、水文 与地质条件。
如地势起伏和缓，地貌稳定，植被覆盖高， 地表流水侵蚀弱，地下水流动显著且地下水位低
(3)风化壳的基本特征
①风化壳空间上分布呈不连续性，厚度差异也很 大，厚者可达100—200m，薄者不足1m；
在水中电离的矿物阴离子或阳离子与H2O 离解成的H+和OH-相互结合，形成难电离的 弱电解质的过程。
NaHCO3 NaOH Na2CO3 H 2O
Cu (OH)2 H 2 SO4 Cu2 SO4 2 H 2O
水解作用的实例
4K[AlSi3O8] +6H2OAl4[Si4O10](OH)8 +8SiO2+4K(OH）
钾长石
高岭石
蛋白石胶体
Al4[Si4O10](OH)8+nH2O2Al2O3+4SiO2+4H2O 高岭石 铝土矿
水解作用的结果
水解作用导致岩石和矿物的破坏。
水解时OH-离子与金属阳离子一 起进入海 洋，而H+则与铝硅酸络阴离子结合生成难溶 解的粘土矿物，残留在大陆。
（3）溶解作用(solution)
(2)冰劈作用——冻结风化(水的冻融)
花岗岩物理风化及冰楔
在冰岛南部的一块岩石因冻融风化而分解
(3)盐结晶作用或称为盐风化
由于岩石裂隙 中的盐类反复结晶、 潮解，使岩石崩解 的作用。 多发生在干旱 及半干旱地区。
盐结晶作用引起的蜂窝状风化
建筑物上的石头的盐风化
沙岩上的盐风化，位于阿塞拜疆上的科布斯坦
体破裂为碎屑，裂隙、空隙和比面积增加、物
理性质发生显著变化而化学性质不变的过程。
物理风化的作用方式
(1)温差风化
(2)冰劈作用
(3)盐类结晶 (4)其它
(1)温差风化——岩石的热胀冷缩效应
由于昼夜温差和季节温差的影响造成岩石发生不 均匀的热胀冷缩而引起的。 岩石通常是由多种矿物组成的，不同的矿物具有 不同的膨胀系数，在温度变化过程中会导致岩石中矿 物之间的结合力减弱，最终松弛崩解。 即便是成分较为均一的岩石，由于存在着岩石的 各向异性，甚至是晶格结构的差异，也可以造成热胀 冷缩的差异，导致岩石的风化。 温度风化在温差大的地区最为强烈，特别是昼夜 温差大、空气干燥、缺少植被地地区，因此温度差异 沙漠地区最为盛行。
岩石中矿物溶解于水而产生分解的过程。卤化 物、硫酸盐、碳酸盐等矿物易溶于水，常见是碳 酸盐矿物溶于含CO2的水溶液中，发生碳酸盐化作 用。
如CaCO3(方解石)+H2O+CO2Ca(HCO3)2
溶解作用
溶解作用是化学风化过程的一种常见的形式。含有 CO2或者其 他酸性气体的水，可以使岩石发生溶解。对于一些蒸发盐类， 如石膏、岩盐等，水的溶解作用表现尤为明显。
（4）氧化作用(oxidation)
矿物与大气或水中的游离氧反应， 生成氧化物的 过程。 4FeS2(黄铁矿)+19O2+mH2O2Fe2O3 •nH2O+8H2SO4
• 化学风化作用残留物的特点：
– 松散
– 出现富铁、铝、硅的化合物，如褐铁矿、铝土矿、 高岭土、蛋白石等。
（二）风化作用的类型
（一） 气候因素
（二） 地形因素 （三） 岩性因素
（四） 地质构造因素
（一） 气候因素
气温 降雨
生物活动
（一） 气候因素
气候影响 地表温度 降水量 干冷地区 低 少 温热地区 高 大
降水性质
水溶液性质 生物活动状况
固体
酸性少 少
雨
酸性水 多
（一） 气候因素
潮湿炎热地区

降水量大，生物繁茂，生物的新陈代谢和尸体分解 强烈。 该过程产生大量有机酸，以酸性作用为主。 化学风化和生物风化十分强烈，速度快，矿物分解 彻底。
4、干旱区（发育初期） 碱性风化壳（以物理风化为主，化学风化很弱） 5、高寒区与极旱荒漠区－－残积粗岩屑型
第二节 土壤与古土壤
1、土壤 岩石经过物理风化作用、化 学风化作用之后，再经过生物风 化作用，形成具有矿物质、腐殖 质、水和空气的松散堆积。
土 壤 残 积 层 风 化 壳
基 岩
Leached layer A
断层带两侧：节理裂隙
节理与风化
三、风化作用的阶段和产物 （一）风化作用的阶段
弱
强
1、碎屑残积阶段 主要发生物理的机械破碎作用 2、钙质残积阶段 长石开始分解, 形成碳酸盐, 蛋白石和胶岭石 3、硅铝残积阶段 长石基本分解完成, 碳酸盐分解, 蛋白石形成, 高岭石形成 4、铁铝残积阶段 高岭石分解, 水铝石和蛋白石形成

（一） 气候因素
干冷地区：
物理风化为主，程度差，速度慢，产物 以岩石碎屑为主。 以碱性作用为主
已矗立于干燥的埃及3500多年，并 保持完好的克雷帕特拉石柱照片
克雷帕特拉石柱被搬移到空 气污染的纽约75年后的照片
（二） 地形因素
地形的高度、起伏程度及坡向，具体影响到气候、
风化产物的保存、日照、植被等条件。
一、风化作用及其类型
风化作用实质上表现为一系列崩解和分解
崩解：岩石由大块变成碎块，再渐变成细粒，
其形状和大小改变了，但化学成分不发生变化
分解：岩石风化过程中化学成分发生变化
（二）风化作用的类型 1、物理风化
2、化学风化
3、生物风化
（二）风化作用的类型
1、物理风化
又称机械风化或崩解，它是一个岩石由整
（二）风化作用的产物 1、残积物
(1)残积物：地表岩石受到风化作用发生物理破坏和化 学成分改变后，残留在原地的堆积物。 残积物岩性： 原岩岩屑 风化残余矿物 地表新生矿物
(2)残积物的特征
①岩石成分、矿物成分、化学成分和下伏基岩有密 切的联系； ②是基岩风化破碎后留在原地的风化物质，未经搬 运磨圆，未经分选，不具层理； ③残积物经长期风化，所形成粘土矿物，常粘附在 石英砂的表面； ④残积物的结构等特征向下伏基岩逐渐过渡； ⑤由上而下风化程度逐渐减弱，颗粒由细变粗。
A00 A1 A2
A
Layers Illuvial
layer Parent material layer Rock
B
C R
土壤
不同类型土壤
Red soil
Yellow soil
Brown soil
Black soil
土壤与残积物的区别
残积物与土壤最根本的区别是它不
具有肥力。 土壤形成速度比风化壳和残积物的 形成快得多。
温差风化过程
温差大的地区，在白天当 太阳光直射时，岩石表层增温而 膨胀，而内部膨胀小甚至未发生
变化。
到了夜晚气温骤降，岩石表 面收缩。这样使其岩石表面与内 部产生应力差。 这种应力差就会使岩石破裂。
(2)冰劈作用——冻结风化(水的冻融)
水在冻结过程中由于密度降低，体积增大， 会产生巨大的破坏力。 当水进入岩石的孔隙或裂隙中，如果产生 冻结过程，其相应的膨胀力可以导致岩石发生 解体。 尤其是周期性的冻结作用，很容易把岩石 破坏成较小的块体，这种风化作用称为冻结风 化。 主要发生有高纬度及高山区
第一节 风化作用和残积物 第二节 土壤与古土壤 第三节 重力地貌与堆积物
第一节 风化作用和残积物
一、风化作用及其类型
二、影响风化作用的因素
三、风化作用的产物
一、风化作用及其类型
（一）风化作用的概念 风化作用是指出露地表或接近地表的岩 石和矿物，由于受到气温、大气、水及生物 等因素的影响，使它们在原地发生分解和破 坏的过程。
不大稳定