1、2020/10/1612020/10/163物理风化作用物理风化作用v在地表或接近地表环境下，由于气温变化，在地表或接近地表环境下，由于气温变化，大气、水和水溶液的作用，以及生物的生命大气、水和水溶液的作用，以及生物的生命活动等因素的影响，使岩石在原地遭受分解活动等因素的影响，使岩石在原地遭受分解和破坏的过程和破坏的过程v风化作用使岩石、矿物在物理性状或化学组风化作用使岩石、矿物在物理性状或化学组分上发生变化，使其强度降低或发生崩解，分上发生变化，使其强度降低或发生崩解，形成与原来岩石有差异的新的物质组合形成与原来岩石有差异的新的物质组合v按作用方式可分为按作用方式可分为 2020/10/16
2、4n温差风化温差风化n冰劈作用冰劈作用n盐类的结晶与潮解盐类的结晶与潮解n层裂或卸载作用层裂或卸载作用 2020/10/165温差风化温差风化 由于岩石表层温度周期由于岩石表层温度周期性的变化而使岩石崩解性的变化而使岩石崩解的过程的过程 温度变化的速度和幅度对温差风化作用影响较大，变化速度愈快、幅度愈大，岩石的膨胀和收缩交替得也愈快、伸缩量也愈大，岩石破碎得也愈快，所以这种风化作用在干旱的沙漠地区最为常见 岩石温差风化过程示意图2020/10/166冰劈作用冰劈作用 因充填于岩石裂隙中的水结冰体积膨胀而使岩石因充填于岩石裂隙中的水结冰体积膨胀而使岩石崩解的过程崩解的过程 冰劈作用（据WK汉布林
3、，1980）2020/10/167（1 1）温差风化）温差风化：岩石表层温度发生周期性变化而使岩石崩解岩石表层温度发生周期性变化而使岩石崩解的过程。的过程。干旱的沙漠气候带常见。干旱的沙漠气候带常见。撒哈拉大沙漠温差可达撒哈拉大沙漠温差可达61C61C，机理（？）。机理（？）。2020/10/168（2 2）冰劈作用）冰劈作用：因结冰膨胀而产生压力，使岩石裂隙扩大或因结冰膨胀而产生压力，使岩石裂隙扩大或发生崩塌。发生崩塌。高寒和高山地区常见。高寒和高山地区常见。结冰可使体积增加结冰可使体积增加9.2，产生产生96MPa压力。压力。（3 3）盐类的结晶和潮解作用盐类的结晶和潮解作用：常见于干旱与
4、半干旱地区常见于干旱与半干旱地区 ，原，原理同冰辟作用。理同冰辟作用。2020/10/169盐类的结晶与潮解盐类的结晶与潮解 指充填于岩石孔隙、裂隙中含盐分的溶液，指充填于岩石孔隙、裂隙中含盐分的溶液，因水溶液浓度的变化，盐类出现结晶和溶因水溶液浓度的变化，盐类出现结晶和溶解使岩石破碎的过程解使岩石破碎的过程 常见于干旱和半干旱地区，其原理类似于冰劈作用 2020/10/1610层裂或卸载作用层裂或卸载作用 埋藏在地壳较深处的岩石，如岩浆岩、变埋藏在地壳较深处的岩石，如岩浆岩、变质岩、沉积岩，都承受上覆岩石重量而产质岩、沉积岩，都承受上覆岩石重量而产生的静压力，一旦由于某种原因（地壳运生的静压
5、力，一旦由于某种原因（地壳运动、剥蚀作用、人工采石等），上覆岩石动、剥蚀作用、人工采石等），上覆岩石被剥蚀掉而出露地表，岩石就因卸载而产被剥蚀掉而出露地表，岩石就因卸载而产生向上或向外的膨胀作用，从而形成一系生向上或向外的膨胀作用，从而形成一系列平行、垂直地表的裂隙，促使岩石层层列平行、垂直地表的裂隙，促使岩石层层剥落和崩解，这种现象称卸载作用剥落和崩解，这种现象称卸载作用 2020/10/1611n化学风化不仅使岩石遭到破坏，而且还使破坏产物的化学成分发生显著变化，并形成一些新矿物 n溶解作用溶解作用 n水解作用水解作用 n氧化作用氧化作用 n水化（水合）作用水化（水合）作用2020/10/
6、1612溶解作用溶解作用 组成岩石的所有矿物都能溶解于水中，仅组成岩石的所有矿物都能溶解于水中，仅溶解度有大有小而已溶解度有大有小而已 溶解度大的为易溶矿物，如岩盐、石膏等，溶解度大的为易溶矿物，如岩盐、石膏等，溶解度小的为难溶矿物溶解度小的为难溶矿物,较难溶解的碳酸盐较难溶解的碳酸盐矿物如方解石矿物如方解石,硅酸盐矿物最难溶硅酸盐矿物最难溶,如长石、如长石、云母等。云母等。溶解作用的结果，使岩石中易溶物质流失，溶解作用的结果，使岩石中易溶物质流失，难溶物质残留下来，致使岩石孔隙增大，难溶物质残留下来，致使岩石孔隙增大，强度减小，有利于进一步风化剥蚀强度减小，有利于进一步风化剥蚀 2020/1
7、0/1613水解作用水解作用(碳酸化作用碳酸化作用)指水和矿物相结合的一种化学反应指水和矿物相结合的一种化学反应 以以(OH)-离子团的形式出现在新组分中离子团的形式出现在新组分中 常见的是长石被水解的作用 4KAlSi3O8+6H2OAl4(Si4O10)(OH)8+8SiO2+4KOH 在潮湿气候条件下高岭石还会进一步被水解，最后形成铝土矿和二氧化硅，其中二氧化硅呈胶体溶液移走，则残留下来 2020/10/1614 化学风作用化学风作用（大理石像被酸雨风化）（大理石像被酸雨风化）2020/10/1615氧化作用氧化作用 大气圈中的氧或溶于水中的氧与组成岩石大气圈中的氧或溶于水中的氧与组成岩
8、石的元素之间的化学作用的元素之间的化学作用 常见的黄铁矿（FeS2）在地表很快就被氧化成褐铁矿（Fe203H20）在地表形成红褐色或暗褐色的褐铁矿，覆盖于尚未遭受风化的原生矿床之上，称为。它是一种找寻这些硫化物原生矿床的良好标志 2020/10/1616 化学风作用（氧化作用）化学风作用（氧化作用）2020/10/1617水化（水合）作用水化（水合）作用 有些矿物与水接触后，吸收一定数量的水到矿物有些矿物与水接触后，吸收一定数量的水到矿物组成中，成为组成中，成为，并形成一种，并形成一种含水的新矿物，这种作用称为水化作用含水的新矿物，这种作用称为水化作用 水化作用改变了原有岩石中的矿物成分，形成
9、一水化作用改变了原有岩石中的矿物成分，形成一些硬度低的新矿物，从而降低了岩石的强度，同些硬度低的新矿物，从而降低了岩石的强度，同时水化作用过程中，矿物体积常常要膨胀，还会时水化作用过程中，矿物体积常常要膨胀，还会出现风化矿物对周围岩石产生的巨大推挤力，从出现风化矿物对周围岩石产生的巨大推挤力，从而引起周围岩石的机械风化而引起周围岩石的机械风化 硬石膏 石膏2020/10/1618v化学风化作用的最终产物包括三部分：一是化学风化作用的最终产物包括三部分：一是能溶于水中的可迁移物质；二是胶体物质能溶于水中的可迁移物质；二是胶体物质,三三是难于迁移堆积在原地的不溶残余物是难于迁移堆积在原地的不溶残余
10、物v易溶物质在水中常以真溶液形式迁移，而部易溶物质在水中常以真溶液形式迁移，而部分难溶物质常以胶体的形式被迁移分难溶物质常以胶体的形式被迁移 v矿物和岩石在化学风化过程中是逐步分解的，矿物和岩石在化学风化过程中是逐步分解的，由于各种矿物的物理、化学性质不同，分解由于各种矿物的物理、化学性质不同，分解的难易程度也不一样的难易程度也不一样。换句话说，就是 2020/10/1619v在自然界中各类矿物抗风化能力的顺序是：在自然界中各类矿物抗风化能力的顺序是：v几种常见造岩矿物的抗风化能力顺序是：几种常见造岩矿物的抗风化能力顺序是：2020/10/1620v生物的机械风化作用生物的机械风化作用 v生物
11、的化学风化作用生物的化学风化作用2020/10/1621生物的机械风化作用生物的机械风化作用v生物的机械风化主要表现在生物的生命活动生物的机械风化主要表现在生物的生命活动过程对岩石的机械破坏过程对岩石的机械破坏 v蚯蚓和穴居动物等使松软的岩石破碎，土粒蚯蚓和穴居动物等使松软的岩石破碎，土粒变细，有蹄类动物的践踏等对地表岩石和土变细，有蹄类动物的践踏等对地表岩石和土层的破坏，都是生物的机械风化作用的表现层的破坏，都是生物的机械风化作用的表现2020/10/16221 1 生物物理风化作用：生物物理风化作用：根劈作用根劈作用（root wedgingroot wedging）2020/10/162
12、32020/10/1624生物的化学风化作用生物的化学风化作用v生物生命活动过程中的新陈代谢及尸体腐烂分解的生物生命活动过程中的新陈代谢及尸体腐烂分解的产物，与岩石中矿物的化学元素之间进行化学反应，产物，与岩石中矿物的化学元素之间进行化学反应，从而促使岩石分解破坏的作用从而促使岩石分解破坏的作用 v植物和细菌等在新陈代谢过程中，不仅可直接吸取植物和细菌等在新陈代谢过程中，不仅可直接吸取岩石中的某些元素（如钾、钠、磷等），而且可分岩石中的某些元素（如钾、钠、磷等），而且可分泌出有机酸溶解和分解岩石，以供所需的养份，结泌出有机酸溶解和分解岩石，以供所需的养份，结果便使岩石逐渐分解破坏果便使岩石逐渐
13、分解破坏v生物死后尸体腐烂分解形成的有机酸亦会对岩石进生物死后尸体腐烂分解形成的有机酸亦会对岩石进行腐蚀破坏行腐蚀破坏 2020/10/1625 v一、气候条件的影响一、气候条件的影响v二、地形条件的影响二、地形条件的影响 v三、岩性的影响三、岩性的影响 2020/10/1626一、气候条件的影响一、气候条件的影响v地表各地温度、湿度变化和降水性质与降水量都取地表各地温度、湿度变化和降水性质与降水量都取决于该地区的气候情况。同时，影响水溶液性质的决于该地区的气候情况。同时，影响水溶液性质的因素。生物的生长更受气候条件的控制。因而各种因素。生物的生长更受气候条件的控制。因而各种不同气候条件地区的
14、风化速度和主要风化作用类型不同气候条件地区的风化速度和主要风化作用类型均不相同均不相同 v气候严寒或干燥地区气候严寒或干燥地区生物稀少，降水以固态形式为生物稀少，降水以固态形式为主（寒冷区）或者很少（干旱区）。这些地区以机主（寒冷区）或者很少（干旱区）。这些地区以机械风化作用为主，化学和生物风化较弱械风化作用为主，化学和生物风化较弱 v气候潮湿炎热的地区气候潮湿炎热的地区降水量大，生物繁茂，生物的降水量大，生物繁茂，生物的新陈代谢和尸体分解过程产生的大量有机酸，具有新陈代谢和尸体分解过程产生的大量有机酸，具有较强的腐蚀力，所以在潮湿炎热区的化学风化和生较强的腐蚀力，所以在潮湿炎热区的化学风化和
15、生物风化都十分强烈，甚至比较稳定的硅酸盐矿物亦物风化都十分强烈，甚至比较稳定的硅酸盐矿物亦分解得比较彻底，形成大量残余粘土，在有利的条分解得比较彻底，形成大量残余粘土，在有利的条件下，可形成残余矿床件下，可形成残余矿床 2020/10/1627二、地形条件的影响二、地形条件的影响v地形一方面地形一方面影响气候影响气候，从而间接影响风化作用，另，从而间接影响风化作用，另一方面，地形又可直接影响风化作用的进行一方面，地形又可直接影响风化作用的进行v在陡坡上，地下水位较低，生物较少，故以机械风在陡坡上，地下水位较低，生物较少，故以机械风化为主，风化产物不断向陡坡下坠落，使新鲜岩石化为主，风化产物不断
16、向陡坡下坠落，使新鲜岩石暴露于大气中继续遭受机械风化。暴露于大气中继续遭受机械风化。v坠落在坡脚下的风化产物，或在地形平坦地区的风坠落在坡脚下的风化产物，或在地形平坦地区的风化产物，受生物影响较大，经受着长期风化破坏，化产物，受生物影响较大，经受着长期风化破坏，而且以化学风化作用为主，使其矿物分解得比较彻而且以化学风化作用为主，使其矿物分解得比较彻底，形成大量粘土矿物和土壤底，形成大量粘土矿物和土壤2020/10/1628三、岩性的影响三、岩性的影响不同矿物的机械强度和化学成不同矿物的机械强度和化学成分不同，因而由不同矿物组成的岩石，其风分不同，因而由不同矿物组成的岩石，其风化速度和程度亦显著
17、不同化速度和程度亦显著不同 岩石的结构包括组成矿岩石的结构包括组成矿物是晶质或非晶质，等粒或不等粒，细粒或物是晶质或非晶质，等粒或不等粒，细粒或粗粒等。这些都对风化速度有明显的影响，粗粒等。这些都对风化速度有明显的影响，厚层砂岩或块状岩浆岩中常见厚层砂岩或块状岩浆岩中常见 2020/10/1629球形风化球形风化2020/10/1630v地壳表层岩石经机械、化学风化后形成的松散地壳表层岩石经机械、化学风化后形成的松散物保留在原地称物保留在原地称，残积物经生物风化，残积物经生物风化，便使这些松散的无机物中含有生物生长必不可便使这些松散的无机物中含有生物生长必不可少的有机物一腐植质。这种具有腐植质
18、、矿物少的有机物一腐植质。这种具有腐植质、矿物质、水和空气的松散物质，称为质、水和空气的松散物质，称为。它是。它是各种风化作用的综合产物，其中尤以生物风化各种风化作用的综合产物，其中尤以生物风化最为重要最为重要 2020/10/1631一、风化壳的垂直分带一、风化壳的垂直分带 上上 土壤层土壤层：粘土矿物和腐：粘土矿物和腐 殖质。殖质。残积层残积层（近土壤层）：（近土壤层）：不含腐植质，由不含腐植质，由 粘土矿物或其它粘土矿物或其它 风化产物组成，风化产物组成，半风化岩石半风化岩石下下 基岩基岩：未风化岩石：未风化岩石2020/10/1632土壤层土壤层残积层残积层半风化岩石半风化岩石基岩基岩
19、2020/10/1633v风化壳若为后来沉积物所覆盖，则称为埋藏风化壳若为后来沉积物所覆盖，则称为埋藏风化壳或风化壳或v如果我们在地层中见到发育良好的古风化壳，如果我们在地层中见到发育良好的古风化壳，则可推知该区在形成风化壳时，曾经是处于则可推知该区在形成风化壳时，曾经是处于构造运动不强烈且经历了长期风化的陆地，构造运动不强烈且经历了长期风化的陆地，而且从风化壳中风化产物的厚度和成分，又而且从风化壳中风化产物的厚度和成分，又能推知当时的气候条件能推知当时的气候条件 2020/10/1634v风化壳下大面积存在的岩石称为风化壳下大面积存在的岩石称为。v地表有些地方风化产物被流水等外动力地表有些地
20、方风化产物被流水等外动力地质作用剥蚀搬走，使基岩出露于地表，地质作用剥蚀搬走，使基岩出露于地表，这种露出地表的基岩，称为基岩的露头，这种露出地表的基岩，称为基岩的露头，或简称或简称 2020/10/1635研究研究古风化壳古风化壳(palaeocrust of weathering)的意义的意义1了解构造运动状况；了解构造运动状况；2.2.寻找矿产：寻找矿产：70%铁矿、铁矿、85%钻土矿钻土矿、80%镍；镍；3.工程建筑方面；工程建筑方面；4.了解古气候：潮湿气候，化学风化了解古气候：潮湿气候，化学风化5.5.古风化壳是油气良好的运移通道及储集场所。THANKSFOR WATCHING谢谢大家！本文档为精心编制而成，您可以在下载后自由修改和打印，希望下载对您有帮助！演讲人:XXX PPT文档教学课件
