第五章 风化作用
2.岩石特征
2.1 岩石成分 ✓主要造岩矿物抵抗风化能力由小到大的次序是: 橄榄石<钙长石<辉石<角闪石<钠长石<黑云
母 <钾长石<白云母<粘土矿物<石英<铝、铁氧化
物 方解石也属于易风化矿物。
2.岩石性质
2.1 岩石成分 ✓沉积岩的破坏是风化与剥蚀共同作用的结果。 石英砂岩:机械破碎为主 粘土岩:风化与剥蚀共同作用,易成洼地。 石灰岩:干旱地区-机械风化;湿热地区-化学
3.2.3 化学风化为主的中期阶段(酸性硅铝阶 段(风化壳遭强烈的淋溶作用)
Ca、Mg、Na、K淋失,H2SiO3部分淋失, 呈酸性反应。粘土矿物以高岭石、埃洛石为主 。多见于秦岭、大巴山谷地及江淮丘陵的红棕 或棕色黄棕壤。
2.化学风化作用
地表岩石在H2O、O2和CO2等的作 用下,发生化学成分变化,并 产生新矿物的过程。 影响因素: H2O、CO2和O2
P115-117
化学风化作用的主要方式:
✓溶解作用: 内因+外因;常见矿物溶解顺序
✓水化(合)作用: CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O ✓水解作用
4K[AlSi3O8]+6H2O →Al4[Si4O10] (OH)8 +8SiO2 +4KOH
钾长石
高岭石
Al4[Si4O10] (OH)8+nH2O →2Al2O3·nH2O+
8SiO2+4H2O
高岭石
铝土矿
P115-117
化学风化作用的主要方式:
✓碳酸化作用
4K[AlSi3O8]+4H2O +2CO2→Al4[Si4O10] (OH)8 +8SiO2 +2K2CO3
钾长石
高岭石
✓氧化作用 黄铁矿→褐铁矿
差异风化:矿物成分、结构、构造及节理 状况不同的岩石共生在一起,他们抵抗风 化能力不一致,抗风化能力强的岩石突出, 抗风化能力弱的岩石凹入,这种现象称为 差异风化。
在自然界,各种影响风化作用的因素是综合作 用的。
✓内因:潮湿条件下,花岗岩-高岭石+石英砂; 石英砂岩难以风化
✓外因:石灰岩,湿热条件下极易化学风化;干 热(缺乏含CO2的水)条件下不易风化。
等)、微生物分解岩石或矿物
三类风化的相互作用关系
• 物理风化 • 化学风化 • 生物风化
第二节 主要岩石的风化特点及 岩石地貌特征
一. 影响岩石风化作用的因素
✓环境条件 ✓岩石特征
1.环境条件
✓气候---气温(纬度,海拔)
降雨量
生物活动(植被,微生物)
✓地形---地势高低(海拔)
坡度
坡向
P117118
SiO2(硅酸盐的), P, Mn
Fe, Al, Ti
5. 实际上不移失的 SiO2(石英)
3.2.1 物理风化为主的阶段(机械破碎为主的碎 屑阶段)
Cl、S 发生移动。
3.2.2 化学风化为主的阶段早期阶段(饱和硅铝 或钙淀积阶段)
Cl、S 淋失,Ca、Mg、K 、Na在风化壳中发生 移动,呈碱性或中性反应。部分钙与CO32-结合 成CaCO3,沉淀在岩石碎屑空隙中,形成富钙 生物残积层,粘土矿物以蒙脱石、水云母为主 (内蒙、新疆、东北的黑钙土、栗钙土、灰钙 土、漠钙土)。
3.1 风化壳剖面
以花岗闪长岩岩体发育的风化壳为例,按 照风化的性质和程度分层:
Ⅰ 土壤 Ⅱ 残积层 Ⅲ 半风化岩石 Ⅳ 基岩(未风化岩石)
3.2 风化作用的阶段
移动性元素迁移序列
元素迁移序列 迁移序列的组成
1. 强烈移失的
Cl (Br, I), S
2. 易移失的
Ca, Na, Mg, K
3. 可移失的 4. 略可移失的
二、主要造岩矿物在风化过程中的变化p120
三、主要岩石的风化特点及岩石地貌特征
p120-123
花岗岩:天涯海角 玄武岩:柱状节理,峨眉山顶 页 岩:四川“天府之国” 砂 岩:丹霞地貌 石灰岩:岩溶地貌 石英岩: 大理岩:
第三节 风化产物
一、风化产物类型
碎屑物质 溶解物质 难溶物质
二、残积物
4FeS2 +14H2O+15O2→2( Fe2O3·3H2O) +8H2SO4
不能用作建筑材料
3、生物风化
生物在其生命活动对岩石、矿物产生的机械 的和化学的破坏作用。
物理 形式
根劈作用 穴居动物(蚂蚁、蚯蚓、穿山甲和田鼠) 的挖掘 人工的开山、碎石、耕作等
化学 形式
生命活动及动植物残体产生的CO2,及 根系分泌物(如有机酸、氨基酸、酶
P114-117
1. 物理风化作用
岩石在外力影响下,机械地分裂成碎 屑,只改变形状大小,不改变成分 的过程。
主要包括以下4种方式:
矿物岩石的差异性胀缩 水的冻融变化产生的冰劈作用 盐分结晶的撑裂作用 层裂或卸荷作用
物理风化作用主要发生在干旱 地区、高山与两极等缺少植被 覆盖的地区。 温度是主导作用。
残积物:岩石风化后在原地残留的物质。
包括:残留原地的碎屑以及新形成的矿物。 其结构松散,其中岩石碎屑大小不均,棱 角显著,通常不具有层理。
主要分布在分水岭、山坡,矿物成分与基岩一致。
堆积物:岩石风化物经迁移在异地堆积的 物பைடு நூலகம்。
三、风化壳
风化的产物成为一个不连续的薄壳覆盖在 基岩上,称为风化壳。 包括:残积物+堆积物。 被较新岩层覆盖而保存下来的风化壳,称 为古风化壳。
球状风化产生的条件:
①岩石具有厚层或块状构造; ②发育几组交叉裂隙; ③岩石难于溶解; ④岩石主要为等粒结构。
海南:天涯海角
位于福建海坛岛西北处海面的“半洋石帆” 是目前发现的全国最大的花岗岩球状风化海蚀 柱。两块巨石分别高达33米和17米,如鼓起 的风帆,而托起“船帆”的石岛恰如船身。这 艘“不沉之舟”与福建人顽强而勇敢地奔向大 海。
风化。 ✓变质岩:矿物组成越多,岩石越易风化
2.岩石性质
2.2 岩石的结构、构造 ✓岩石中矿物或碎屑物颗粒的粗细、分选程度、
及胶结程度决定岩石的致密度和坚硬度。
✓薄层岩石、具有层理(沉积岩)、片理(变 质岩)构造岩石风化速度快。
2.岩石性质
2.3 节理发育状况 ✓节理密集之处风
化作用最强烈
球状风化
第五章 风化作用
目的和要求:了解风化作用的类型;掌握影响岩 石风化的因素和主要造岩矿物在风化中的表现。
风化作用:即地壳表层的岩石在大气、水 的联合作用以及温度变化和生物活动的影 响下发生的一系列崩解和分解。
第一节 风化作用的类型
按作用因素与作用性质的不同,分为: ✓物理风化 ✓化学风化 ✓生物风化