第五章 风化作用与剥蚀作用
2015/11/4
氧化作用:矿物与大气或水中的游离氧反应，生成氧化 物的过程。是地球表面最为活跃的风化作用形式之一， 氧化作用通常使一些具有多种化学性质的元素由低价氧 化物转变为高价氧化物。如黄铁矿到褐铁矿的风化过程： FeS2 + nO2 + mH2O → FeSO4 → Fe2(SO4)3 → Fe2O3•nH2O
球形风化
2015/11/4
球形风化
2015/11/4
岩石的物质成分对风化作用的影响
岩石的物质成分不但影响了化学风化的过程， 也同样影响了物理风化的过程。岩石中不同的 物质成分具有不同的物理特征，还会形成不同 的结构、构造，形成差异风化。
2015/11/4
差异风化( differential weathering)----由于岩性不同导致风化速度不
风化作用产物 影响风化作用的因素
第二节 剥蚀作用
地面流水剥蚀作用
地下水、冰川剥蚀作用
海洋的剥蚀作用
2015/11/4
第一节 风化作用
风化作用的概念: 在地表或近地表的环境中, 在大气和水的联 合作用以及温度变化和生物活动的影响下， 所发生的一系列崩解和分解作用。
2015/11/4
风化是矿物和岩石的物理破碎崩解、化学分解 和生物分解等复杂过程的综合。
2015/11/4
温差风化
温差风化的原因是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。
2015/11/4
黄 果 树 大 瀑 布
2015/11/4
维 多 利 亚 瀑 布
2015/11/4
错由 动于 ，地 会质 形条 成件 纵的 向差 上异 河， 道或 的者 跌由 水于 局 瀑部 布的 。断 裂
黄 河 壶 口 瀑 布
2015/11/4
---
山 区 河 流 的 跌 水
2015/11/4
2015/11/4
土 壤 残 积 层 风 化 壳
基 岩
二、风化作用的产物
土壤层 残积层 半风化层
风 化 壳 剖 面
基岩
2015/11/4
土壤
铁铝土
2015/11/4
钙层土
红土
土壤的主要类型
三、影响风化作用的因素
气候
岩石类型
花 岗 岩
石 灰 岩
2015/11/4
地 形
气候和植被
气候因素主要包括温度、降雨量和湿度，他们 是控制风化作用的重要因素 植被对风化作用的影响体现在：直接参与生物 风化作用；间接影响物理风化作用
“风化”被广泛用于地球科学的许多分支学 科，但“风化”一词并不能反映出这一复杂过 程的全部。风化作用可以相对的划分出物理风 化和化学风化.
风化作用的重要特征是岩石或矿物在原地遭受 分解或破坏，风化的产物仍保留在原地
2015/11/4
一、风化作用的类型
（一）物理风化作用 由于温度作用或机械作用引起岩石发生崩解、 破坏，但又不改变其化学成分的风化过程称为 物理风化。引起物理风化的因素也是多种多样 的。 温差风化:在一些情况下风化过程是由于岩石自 身的原因和温度变化的作用，而没有外部机械 营力的作用，称这种风化作用为温差风化。 机械风化:由于外部营力的机械作用使岩石发生 崩解的过程称为机械风化。
河谷横剖面 “V”型谷、U型谷 河谷三要素：谷坡、谷底、河床
2015/11/4
河谷三要素：谷坡、谷底、河床
河漫滩：经常被洪水淹没的谷底部分
2015/11/4
河谷横剖面示意图
1、下蚀作用：使河床加深的作用
溯源侵蚀（溯源侵蚀的一种形式——瀑布）
使河床加深的作用
2015/11/4
瀑布后退----溯源侵蚀的一种形式
盐类的结晶与潮解:由于岩石裂 隙中的盐类反复结晶、 潮解，使岩石崩解的作用。
2015/11/4
层裂或卸载作用
2015/11/4
2015/11/4
2015/11/4
2015/11/4
化学风化
化学风化作用：在大气、水和水溶液的作用下, 使岩石、矿物发生分解的作用。 发生了化学反应, 成分改变 化学风化的方式： 溶解作用、氧化作用、水化作用、水解作用
2015/11/4
岩石的结构构造对风化作用的影响
岩石中的一些原生的次生的构造将影响风化作 用的进程，形成一些特殊的风化地貌。岩石中 的原生流面构造形成了板状风化 岩石中经常存在一些原生的或次生的节理，节 理的交会处是风化作用容易进行的地方，并逐 渐地形成球形风化。
2015/11/4
2015/11/4
2015/11/4
温差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、缺少植被的地区，因 此温度风化在沙漠地区最为盛 行。
2015/11/4
2015/11/4
冰劈作用:由于气温的变化，岩石裂隙中的水反 复结冰和融化，从而造成岩石裂隙不断扩大， 使岩石发生崩解的作用。
2015/11/4
2015/11/4
2015/11/4
二、风化作用的产物
岩石遭受风化作用后其最终结果是形成各种风 化作用的产物。 残积物 未移动的残留在原地的风化产物 倒石堆 风化作用崩落的碎石、泥砂和其他残 积物构成的锥形堆积物，分选性、磨圆度都很 差 风化壳 大陆基岩面上的各种残积物的总和
2015/11/4
2015/11/4
2015/11/4
由于岩石中矿物的抗风化能力不同，随着风化 作用的进行，风化壳将保留某些特殊的矿物或 成分，形成特殊的矿产。 残积型沙矿：如锡石、金刚石、自然金、铂 等 残余型矿床：如高岭土矿、铝土矿、钴土矿 等 风化壳型铁矿是风化壳矿产最重要的矿产类 型之一 风化壳矿床通常与基岩地分布范围一致，是 寻找原生矿床的标志
长 白 山 天 池 瀑 布
2015/11/4
尼 亚 加 拉 瀑 布
2015/11/4
在极干旱地区的干涸的湖底中，常因干缩裂开，风 沿着这些裂隙吹蚀，裂隙愈来愈大，原来平坦的地 面发育成许多不规则的背鳍形垄脊和宽浅沟槽，这 种支离破碎的地貌为雅丹地貌。
2015/11/4
乌尔禾——魔鬼的住所
2015/11/4
岩石特征
岩石的地球化学特征是影响化学风化作用的主要 因素。不同的岩石由于化学成分的不同，其化学 活动性也明显不同（主要表现在原子价、离子半 径、离子亲和力、化合能力和极化能力等方面）， 容易被氧化、溶解的岩石出露区，总是化学风化 作用较为强烈的地段。同一岩石中由于不同矿物 成分的差异，也会造成风化作用的差异。
2015/11/4
岩屑型风化壳
2015/11/4
碳酸化风化壳
2015/11/4
砖红土型风化壳
2015/11/4
古风化壳及其研究意义
古风化壳：地质历史时期形成的风化壳。 1、找矿：风化壳上常有风化矿床 2、回复古地理古气候：与风化壳厚度及成分有关 3、构造研究：风化壳具有不整合面意义（不整合 面上常有古风化壳），因此称风化剥蚀面，通过 研究不整合面（古风化壳）可知构造运动的性质。
2015/11/4
2015/11/4
风 蚀 磨菇
石林
2015/续岩层被破坏成孤峰
2015/11/4
山坡脚的碎屑堆
植物生长使岩石破裂
第五章 风化作用与剥蚀作用
Chapter 5 Weathering and Denudation
第一节 风化作用
风化作用类型
2015/11/4
风化壳
由未移动过的残积物构成的一类风化壳称为自 形壳，其特征是全部由原岩风化而成。在风化 过程中，从自形壳中带出或加入某些化学元素， 构成了次生壳。目前大多数地质工作者对风化 壳的理解基本上是那些未经移动的、原生的自 形壳。风化壳的形成是各种风化作用及其影响 因素共同作用的结果。
水化作用形成新的含水矿物改变了矿物原来的结构， 也改变了含有改矿物岩石的结构，其结果往往使矿物、 岩石的抗风化能力减弱，加速了风化的进程。
2015/11/4
生物的风化作用
生物的机械风化作用 植物的根系和掘地动物 对岩石也会产生机械风化作用。随着树木的生 长，其根系越来越大，同时对岩石的裂隙壁产 生了极大的作用力，就像楔子一样将岩石沿裂 隙劈开，造成机械风化。各种掘地动物，如啮 齿类动物、蠕虫动物等，也会产生机械作用。
2015/11/4
风化壳类型： 1、碎屑型风化壳（寒冷气候）； 2、碳酸盐风化壳（干旱、半干旱气候 ，残积 物中的标志矿物为石膏、方解石） 3、硅铝型风化壳（湿热气候花岗岩经风化形 成高岭石粘土矿物 ，也称高岭石型风化壳） 4、富铝风化壳（湿热，风化较为彻底，形成 鲜明的红色硅、铝、铁的氧化物 ）
黄铁矿 硫酸亚铁 硫酸铁 褐铁矿
氧化作用发生的第一阶段形成硫酸亚铁和硫酸。硫酸的 存在又大大加速了风化的进程，促使矿物进一步分解。 第二阶段从硫酸亚铁变成硫酸铁。由于硫酸铁是不稳定 的，在氧和水的作用下进一步地转变成铁的含水化合物 褐铁矿。
2015/11/4
水解作用: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。 如地壳表层普遍存在的长石通过中间形式形成高岭石的过程就是 水解作用的典型代表： K(AlSi3O8)+H2O→ KOH+Al﹝Si4O10﹞+SiO2 正长石 高岭石 K(AlSi3O8)+CO2+H2O→ K2CO3+ Al﹝Si4O10﹞+SiO2 中间过程中会有氢氧化钾和二氧化硅随水溶液流失，只有高岭 石保留在原地，形成高岭石矿床。
