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第二章 岩石 第四节 岩石风化.ppt

(3)岩石的构造
坚硬而致密结构的岩石,比疏松多孔的岩石抗风化能力强,有层理、片 理、节理和裂隙的岩石,水分、空气容易侵入而引起风化。
影响因素
总结
岩石的形成环境与所处环境差别越大越容易风化。 岩浆岩、变质岩主要是在高温高压下形成的,在
地表极易风化; 沉积岩抗风化能力比岩浆岩等强; 花岗岩、片麻岩露头多呈疏松分解状态; 砂岩露头则常常保持良好。
指岩石在外力影响下,机械地分裂成碎屑,只改变 其大小与外形,而不改变成分的过程。
(1) 温度作用 引起岩石内外胀缩不一致,岩石是热不良导体。 (2) 结冰作用(冰劈作用) (3) 风和水的磨蚀作用 风沙磨蚀岩石,使之表面裸露,加速物
理风化。
风化作用
寒裂风化
风化作用
2. 化学风化 指岩石在外界条件的影响下,引起化学成分的改变,产
原生矿物
粘土矿物
可溶性盐
土壤砂粒
土壤细粒
土壤溶液离子
岩石与土壤肥力的关系
土壤肥 水气热:受土壤中不同粗细颗粒的控制 力性质 养 分:(1)受母岩释放的养分多少控制
(2)受土壤细粒部分吸持养分能力的 影响
(1)土壤颗粒的粗细取决于母岩中稳定性矿物和易分解矿物 的比例 (2)土壤养分取决于母岩中含有的盐基离子即金属离子的数 量,如K、Na、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Co、Mo等。岩石是由 矿物组成的, 所以要充分分析矿物的性质(元素组成及稳
小结:
各种岩石在化学风化作用下,逐渐遭破坏, 一 部分形成不溶物质(如各种粘土矿物、氧化铁等) 残留在原地, 另一部分形成可溶性物质(如碳 酸盐类、硫酸盐类等)随水淋失或搬运到其他地 方。
风化作用
3. 生物风化
指岩石中的矿物在生物及其分泌物或有机质分 解产物的作用下,进行的机械性破碎和化学分 解过程。 生物风化的作用因素是生物及其代谢物发生的 风化,是物理和化学风化并存。
生新的物质的过程。
(1)溶解作用 水是一种极性溶剂,岩石中的矿物都是无 机盐, 虽然占绝大部分的硅酸盐和铝硅酸盐矿物溶解度很小, 但很大的地质年代中,水溶解的规模是相当大的, 况且地表 的水常常溶有CO2、NO2以及有机酸等, 这样大大提高了水 的溶解能力。
风化作用
(2)水化作用 指无水矿物与水结合成为含水矿物的 作用。
CaSO4+2H2O 2Fe2O3+3H2O
赤铁矿
CaSO4.2H2O
2Fe2O3.3H2O 褐铁矿
风化作用
(3)水解和碳酸化作用
水解
2KAlSi3O8+3H2O 钾长石
H2 Al2Si2O8. H2O+ 4SiO2+2KOH 高岭石
碳酸化水解作用
2KAlSi3O8+CO2+2H2O Al2Si2O8. H2O +4SiO2+K2CO3
风化产物
碎屑物质 难溶物质 溶解性物质
形成不同类型的风化壳。
总之,各种岩石在风化作用下,逐渐遭 破坏,稳定性矿物以原生矿物留下,不 稳定性矿物, 一部分形成不溶物质(如 各种粘土矿物、氧化铁等)残留在原地, 另一部分形成可溶性物质(如碳酸盐类、 硫酸盐类等)随水淋失或搬运到其他地 方。
风化产物
风化产物
CO2溶于水时,对碳酸盐的溶解力,较纯水增强几十倍。
水解和碳酸化作用的实质,矿物中的盐基离子被氢离 子取代。
风化作用
石灰岩的风化


CaCO3 + H2CO3
溶解度很低
(H2O+CO2)
Ca(HCO3) 2
溶解度较高
平衡的变化:
(1)当CO2充足时,且有一定的湿度,平衡一直向右
。 (2)当湿度较小,Ca(HCO3) 2脱水并放出CO2,平衡向左进行
深色矿物容易比浅色矿物更容易风化。 显晶结构中的岩石,粗粒的比细粒的更容易进行物理风化。 硬度和胶结作用也影响岩石矿物的崩解速度。
影响因素
(2)矿物岩石的结构
矿物的化学元素性质和结晶构造决定其分解的难易。 注:在外界环境条件大致相同的情况下,常见的各种矿物抗风化的稳定 性顺序如下: 石英>白云母>正长石>斜长石>黑云母>角闪石>辉石>橄榄石(结合矿物 结晶顺序图) 隐晶或等粒细粒的稳定性大于等粒粗粒或斑状(物理风化弱)。 但 是一当岩石破碎崩解,细粒由于表面积大,容易受到水、空气、CO2等化 学物质作用而发生化学风化。
风化作用
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
物理风化 生物风化
化学风化
自然界中,三种风化作用通常是联合进行与相 互助长的, 划分它是为了讨论方便。的许多石灰岩溶洞不断地进行着以上反应, 形成 千姿百态的地形。如石笋、石钟乳、石柱、石林等,
风化作用
(4)氧化作用 空气中的氧在有水的条件下,氧化能力很强。
4FeS2+2H2O+15O2
2Fe2(SO4)3+2H2SO4
湿润的条件下含铁、硫的矿物(含变价元素)普遍地进行着 氧化过程。深色矿物(因含二价铁)容易风化。
第四节 岩石风化
一、风化作用的概念
地表的岩石在大气和水的联合作用以及温度变化和生物 活动影响下,所发生的一系列崩解和分解作用。
岩石发生风化作用的原因 岩石处在它生成的环境条件下是稳定的(处于一种平衡状 态),但条件发生变化,为了适应新的环境,必然发生变 化,以达到适应新环境的新平衡。这种变化是慢长的,如 果环境不断发生变化,则岩石或风化物可能一直在变化。
微生物、植物根系、动物等,在岩石风化初期主 要是低等生物如细菌、真菌、 地衣等。
风化作用
根劈作用
三、 影响风化的因素
1. 内因(岩石的性质)
岩石本身的性质以及组成岩石的矿物纯度影响着风 化的速度和强度。
组成岩石的矿物成分和性质

石 特
岩石的结构

岩石的构造
影响因素
(1)矿物岩石的物理特性 组成岩石的矿物颜色、颗粒大小、解理和胶结程度。
影响因素
2. 外因(岩石所处的环境条件)
(1)气候 :控制风化作用的类型和速度 a.极地气候区 b.沙漠干旱气候区 c.温带湿润气候区 d.热带炎热气候区
(2)地形和植被:地形可影响风化作用的速度、 深度及风 化产物的堆积厚度和分布状况。
四 、风化作用的产物
地表的风化产物构成一层薄薄的外壳-----风化壳
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