第五章+风化作用+2节
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第五章风化作用与剥蚀作用
第五章风化作用与剥蚀作用风化作用和剥蚀作用是地表岩石破裂、溶解、剥蚀的主要力量。
它们对地壳的侵蚀和形成地貌起到了至关重要的作用。
本文将分别介绍风化作用和剥蚀作用的定义、类型和影响。
一、风化作用风化作用指的是地表岩石在大气和水的作用下，因化学反应、物理反应或生物作用而溶解、破裂、磨损的过程。
可以分为物理风化和化学风化两种类型。
1.物理风化物理风化是指岩石在外力作用下发生的破坏和破裂。
主要的物理风化过程有以下几种：（1）热胀冷缩：岩石受到昼夜温差的影响，由于热胀冷缩而发生破裂。
（2）冻融作用：水在进入岩裂隙后冻结，由于水的膨胀而导致岩石破碎。
（3）物理分选：风化物理过程中，岩石颗粒根据大小和重量的不同，进行分选，大颗粒下沉，小颗粒飘浮。
（4）植物根系作用：植物根系在生长过程中可以进入岩缝，由于根系生长的推力也会导致破坏岩石。
物理风化的主要影响是产生岩屑，为沉积作用提供原料。
2.化学风化化学风化是指在大气和水的作用下，岩石中的矿物和岩石发生化学变化和溶解的过程。
主要的化学风化过程有以下几种：（1）水解作用：水分子与矿物质反应，形成新的物质，导致岩石破碎和溶解。
（2）碳化作用：二氧化碳与岩石中的钙、镁等金属离子发生反应，形成碳酸盐矿物。
（3）氧化作用：氧气与金属离子发生反应，产生氧化物或氢氧化物，导致颜色变化和破坏岩石结构。
（4）水合作用：水分子进入岩石晶体中，导致晶体膨胀，最终导致岩石破裂和溶解。
化学风化会改变岩石的物理性质和化学性质，促进土壤发育和岩石溶解。
二、剥蚀作用剥蚀作用指的是外力在地表运动，将岩石破碎、磨损并搬运到其他地方的过程。
可以分为糜积作用、冲击作用和风蚀作用三种类型。
1.糜积作用糜积作用是指由于重力作用下，岩石碎块在斜坡上滑行和堆积的过程。
主要的糜积作用有以下几种：（1）滑坡：斜坡上部的岩石和土壤产生位错和滚动，形成滑坡。
（2）崩塌：山体岩石发生破裂和断层，导致大块岩石从山体上脱落。
高教版自然地理学第五章(第二节)
• 硅铝铁型酸性风化壳 分布于热带亚热带地 区，富铝型酸性风化 壳主要分布于热带部 分地区，后者的特点 是比前者铁铝的富集 程度更甚，粘土矿物 不仅是硅铝质的高岭 土类，而且以三水铝 石为主，常形成铝和 镍等风化矿床。
江西龙南红砂岩风化壳
2 块体运动与重力地貌
• 概念：岩体和土体在重力作用及地表水 地下水影响下沿坡地向下的运动。 • 2.1 崩落与崩塌地貌 • 2.2 滑落与滑坡地貌 • 2.3 蠕动
1.1风化作用的类型
• 1.1.1物理风化 • 物理风化：又称机械崩解作用，主要是由于温度 的变化、水分的冻结、碎石劈裂以及风力、流水、 冰川的摩擦力等物理因素引起的，结果是使岩石 矿物由大变小，由粗变细，矿物在化学性质和组 成上均未发生变化。 • 物理风化过程在温度变化剧烈的干燥地区较突出。
安徽大别山花岗岩球状风化
2.1 崩落与崩塌地貌
• 形成的地貌： • 1）山坡上部的崩塌崖壁 • 2）坡麓的岩堆（倒石堆）
2.1 崩落与崩塌地貌
• 倒石堆的底面形状多为半圆形，倒石堆为匍匐 于陡坡坡麓的半锥状堆积体，横向上常有多个 倒石堆彼此连接构成带。
2.2 滑落与滑坡地貌
• 2.2.1 概念 • 滑坡－由岩体、土体或碎屑堆积物构成的山坡 体在重力作用下沿软弱面发生整体滑落的过程。 • 发生条件：下滑力>抗滑力 • 内在因素：地层岩性、地质构造、坡体结构和 有效临空面 • 诱发因素：强度降水、地下水、地震、地表径 流对坡面的冲淘、坡面加积作用，以及人为的 在坡地上蓄水灌溉、建房筑路时破坏坡地稳定 性。
1.2 风化壳
• 概念：风化产物虽经风化与剥蚀而依然 残留原地覆盖于母岩表面，则称为风化 壳或残积物。 • 厚层风化壳的形成条件：1）有利于风化 作用持续进行的气候、岩性和构造条件； 2）有利于风化产物残留原地的地貌、植 被、水文与水文地质条件。 • 1.2.1 风化壳的基本特征 • 1.2.2 风化壳基本类型及分布
江西龙南红砂岩风化壳
2 块体运动与重力地貌
• 概念：岩体和土体在重力作用及地表水 地下水影响下沿坡地向下的运动。 • 2.1 崩落与崩塌地貌 • 2.2 滑落与滑坡地貌 • 2.3 蠕动
1.1风化作用的类型
• 1.1.1物理风化 • 物理风化：又称机械崩解作用，主要是由于温度 的变化、水分的冻结、碎石劈裂以及风力、流水、 冰川的摩擦力等物理因素引起的，结果是使岩石 矿物由大变小，由粗变细，矿物在化学性质和组 成上均未发生变化。 • 物理风化过程在温度变化剧烈的干燥地区较突出。
安徽大别山花岗岩球状风化
2.1 崩落与崩塌地貌
• 形成的地貌： • 1）山坡上部的崩塌崖壁 • 2）坡麓的岩堆（倒石堆）
2.1 崩落与崩塌地貌
• 倒石堆的底面形状多为半圆形，倒石堆为匍匐 于陡坡坡麓的半锥状堆积体，横向上常有多个 倒石堆彼此连接构成带。
2.2 滑落与滑坡地貌
• 2.2.1 概念 • 滑坡－由岩体、土体或碎屑堆积物构成的山坡 体在重力作用下沿软弱面发生整体滑落的过程。 • 发生条件：下滑力>抗滑力 • 内在因素：地层岩性、地质构造、坡体结构和 有效临空面 • 诱发因素：强度降水、地下水、地震、地表径 流对坡面的冲淘、坡面加积作用，以及人为的 在坡地上蓄水灌溉、建房筑路时破坏坡地稳定 性。
1.2 风化壳
• 概念：风化产物虽经风化与剥蚀而依然 残留原地覆盖于母岩表面，则称为风化 壳或残积物。 • 厚层风化壳的形成条件：1）有利于风化 作用持续进行的气候、岩性和构造条件； 2）有利于风化产物残留原地的地貌、植 被、水文与水文地质条件。 • 1.2.1 风化壳的基本特征 • 1.2.2 风化壳基本类型及分布
《风化作用》课件
化学性风化
1 溶解作用
水溶液中的溶解物质使岩 石溶解，形成溶洞。
2 氧化作用
氧气与岩石中的金属氧化 物作用，使岩石表面产生 颜色变化。
3 碳化
二氧化碳与岩石中的碱性 金属氧化物反应，形成碳 酸盐。
生物性风化
1 植物根系作用
植物根系进入岩石裂缝中，使岩石分解和破裂。
2 动物穿行作用
动物在地面上行走，使地表岩石破碎。
土壤形成
风化作用使岩石分解，形成 了肥沃的土壤，为植物生长 提供了养分。
地貌塑造
风化作用通过剥蚀和重积作 用形成了各种各样的地貌， 如峡谷、丘陵、平原等。
物理性风化
1 热胀冷缩
岩石在不同温度下发生膨胀和收缩，导致岩石表层剥落。
2 冻融作用
3 物质膨胀
水的冻融使岩石产生裂缝和剥落。
岩石内部物质吸水膨胀，导致岩石破裂。
《风化作用》PPT课件
风化作用指的是大气风力对地壳岩石的破坏和改造作用。本课件将介绍风化 作用的类型、意义以及对岩石的影响和预防措施。
什么是风化作用
风化作用是指大气风力对地壳岩石的破坏和改造作用。它是地壳岩石在日晒、风吹、水淋等自然力作用下的破 坏和改造过程。
风化作用的意义
环境演化
风化作用加速了地壳岩石的 破坏和变质，推动了地球环 境的演化。
结语
1 风化作用的未来发展
随着科学技术的进步，我们对风化作用的认 识将越来越深入，对其未来的发展也有更深 远的影响。
2 重要性再强调
风化作用是地球表面物质循环的重要过程， 对地球环境和生物演化有着重要意义。
风化作用与岩石
1 风化作用对岩石的影响
风化作用使岩石变脆，易于剥落和破裂。
2 岩石的风化类型
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
风化作用与剥蚀作用
2011-3-5
24
地形
地形条件包括：地势高度、地势起伏、山 坡方向 • 地势高度影响局部气候的变化 • 地势起伏影响地下水位变化、植被发育及 风化产物的保存 • 山坡方向影响日照长短、植被状况等
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25
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。
2011-3-5
14
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。
2011-3-5
一、地面流水的剥蚀作用 地面流水是指陆地表面流动着的液态水。它 地面流水 们在重力作用下，沿地表从高处向低处流 动。地面流水主要来自大气降水，其次来 自冰雪融水和地下水 。
• 面流的洗刷作用 • 洪流的地质作用及泥石流 • 河流的地质作用
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河流的侵蚀作用
河 流 在 纵 向 的 特 征
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大气降水的酸度过高，可能 会使生态系统受到破坏，毁 坏森林、干扰农作物的光合 作用，甚至造成毁灭性的破 坏。一九八二年六月十八日， 重庆市下了一场酸雨，使郊 区2万亩水稻叶片突然枯黄， 几天后局部枯死。
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酸雨还能腐蚀金属结构、破坏建筑物、 加速风化作用的进程。酸雨可使土壤、 湖泊、河流酸化，导致水生生物的结 构发生变化，破坏生态平衡。一些发 达国家在发展中曾经造成湖泊的严重 酸化，导致鱼类死亡。我国酸雨主要 分布在长江以南、青藏高原以东地区， 酸雨的破坏逐年加重，区域也在逐渐 扩大，造成了严重的经济损失。据统 计，酸雨造成的损失每年高达20亿元 以上。
普通地质学第五章
二、化学风化作用
化学风化作用( Chemical weathering)-化学风化作用 --在地表或接近地表条件下，岩石、矿 物在原地发生化学变化并可产生新矿 物的过程。
(一) 化学风化作用的方式 一
1．氧的作用----氧化作用 ．氧的作用 氧化作用 2、水溶液的作用 、 ( l) 溶解作用 Solution) 溶解作用( (2) 水化作用 水合作用)( hydration) 水化作用(水合作用 水合作用 (3) 水解作用 hydrolysis) 水解作用( (4) 碳酸化作用 Carbonation) 碳酸化作用(
引起风化作用的因素： 引起风化作用的因素 ： 岩石释重、 温度、氧、水溶液及生物等。
第一节 风化作用的类型
根据风化作用的因素和性质分为 三大类型： • 物理（机械）风化作用、 • 化学风化作用 • 生物风化作用。
一、物理风化作用
物理风化作用( physical weathering)---地表或接近地表条件下岩石、矿物 在原地产生的机械破碎而不改变其化 学成分的过程。
(二) 化学风化作用的产物 二
两部分产物： • 能溶于水的可迁移物。 • 堆积于原地的残积物。 （性质稳定的元素如Fe、 Al、 Mn、 Ni等，富集时形成残余矿床 残余矿床。） 残余矿床
三、生物风化作用
生物风化作用( biological weathering)--生物风化作用 -是指生物对岩石、矿物产生的机械的 或化学的破坏作用。
三种风化作用产物的对比
• 物理风化作用只能形成机械碎物， • 化学风化作用形成残积物和溶解物。 • 生物风化作用使碎屑物和残积物具有 有机质--腐殖质。 碎屑物--碎屑岩； 不溶物质（粘土矿物）----泥质岩； 溶解物----化学岩。
第五章风化作用与剥蚀作用
（2）化学风化作用：岩石在原地以化学变 化的方式使岩石破碎的过程。 特点：不仅发生岩石破碎，而且岩石的物 质成分也将发生变化。 可分为溶解作用、氧化作用、水解和碳 酸化作用等次级方式。
一、风化作用的概念与风化作用的类型 2. 风化作用的类型 （2）化学风化
纪念碑被酸雨化学风化前后
一、风化作用的概念与风化作用的类型 2. 风化作用的类型 （2）化学风化
五、海洋（及湖泊）的剥蚀作用
海蚀作用：由海水的机械动能、溶解作用和 海洋生物活动等因素引起海岸及海底物质 的破坏过程。 根据作用方式，海蚀作用可分为机械海蚀作 用、化学海蚀作用和生物海蚀作用。
五、海洋（及湖泊）的剥蚀作用
机械海蚀作用：由海水运动的动能引起的对海岸 和海底物质的破坏过程，按破坏方式可再分为 冲蚀和磨蚀。 化学海蚀作用：海水对岩石的溶解或腐蚀过程。 生物海蚀作用：生物对海岸和海底物质的破坏过 程。
水力活动：流 水使基岩碎片 松动并且移动 碎屑和砾石
磨蚀作用：松 动的颗粒磨蚀 河床，有时形 成孔洞
河流的下蚀作用
三、地面流水的剥蚀作用 2.地面流水的剥蚀作用 ① 河流的下蚀作用
河流的侵蚀基准面：河流注入水体的水面，它控 制着河流下蚀作用的深度。
河水面将向湖面（局 部基准面）趋近
局部侵蚀 基准面
温差风化 左图：由于温差风化引起的层状脱落；
右图：球状风化
一、风化作用的概念与风化作用的类型 2. 风化作用的类型 （1）物理风化
② 冰劈作用：充填于岩石裂隙中的水结冰体积膨胀而岩 石裂解的过程。
在寒冷气候条件下岩石被冰劈作用破坏
一、风化作用的概念与风化作用的类型 2. 风化作用的类型 （1）物理风化
冰川擦痕——磨蚀 作用的产物
第五章 风化作用与剥蚀作用
第五章风化作用与剥蚀作用第一节风化作用目的要求风化作用是大气圈、水圈和生物圈与出露在地表岩石之间的相互作用，主要通过物理力和化学分解两种方式破碎岩石。
风化作用的产物，最终停留在基岩的表面，形成一层各地厚薄不等的疏松薄壳，其上部进而成为土壤。
而土壤则是大部分陆生生物活动的基础，因此风化作用具有重要的生态学意义，要求深入理解。
课时：2学时授课内容•一、风化作用的概念•二、风化作用的类型o（一）物理风化作用1.温差作用2.冰劈作用3.释荷（卸载）作用4.盐类的结晶与潮解作用o（二）化学风化作用1.氧化作用2.溶解作用3.水解作用4.水化作用o（三）生物风化作用•三、风化作用的产物o（一）物理风化作用的产物o（二）化学风化作用的产物o（三）生物风化作用的产物o（四）风化壳o（五）土壤•四、影响风化作用的因素o（一）岩石的性质o（二）气候与地形重点本节课程的重点应放在：1.机械风化包括多种应力作用，但最明显的是冰劈作用；2.化学风化的主要类型是氧化、溶解和水解作用；3.在风化作用中裂隙很重要，因为它使空气和水能在很深的地方侵蚀岩石，同时它还大大增加了岩石发生化学反应的表面积；4.风化作用有一种使被破坏的岩石块体产生球形表面的普遍趋势。
难点本节课的难点在如何简要阐述风化壳的时间意义。
教学方法本节课以叙述为主配合图件，择重讲授。
讲授重点内容提要•一、风化作用（weathering）所谓风化作用，就是岩石在地表常温常压下，遭受大气、水、水溶液及生物的破坏作用，使坚硬的岩石变成疏松堆积物的过程。
风化作用是一种自然现象，如古墙的层层脱落；石刻的模糊不清、残缺不全；路基的斑剥，甚至铁器的生锈等等，均与风化作用有关。
风化作用可以是机械的破坏，也可以是化学分解，而生物风化作用两者皆而有之。
风化作用是一种岩石在原地遭受破坏的作用。
破坏下来的产物除部分被水溶液带走外，一般不发生显著的位移，这是与其它外动力作用最明显的区别。
必须指出，风化作用与风的地质作用，在概念上是毫不相关的。
e第五章 风化作用(学)
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------e第五章风化作用(学)第五章风化作用风化作用是指在地表或近地表的条件下，由于气温变化、大气、水及生物等因素的影响下，使岩石在原地遭受分解和破坏的过程，称为风化作用。
第一节物理风化作用机械破坏作用-----（不改变化学成分、不形成新矿物） ------ 机械风化（少用）。
物理风化作用的方式主要有温差风化、冰冻风化、层裂等。
一、温差风化温差风化是指气温周期性变化引起岩石膨胀和收缩的交替变化，而使岩石在原地崩解。
二、冰冻风化冰冻风化填充于岩石裂隙中的水分因结冰体积膨胀而使岩石机械破碎的过程，称为冰冻风化。
------ (冰劈作用) （实际上也是温度变化间接使岩石破碎）。
裂隙中的冰冻作用犹如一把砍石利斧，故又称为冰劈作用。
三、层裂作用（又称为卸荷作用、卸载作用或席理）。
四、盐类的结晶与潮解指充填于岩石裂隙中含盐分的溶液，因盐类结晶和溶解使岩石破碎的作用。
这种风化作用常见于干旱和半干旱地区，其原理类似于冰劈作用。
第二节化学风化作用一、化学风化作用的方式 1. 溶解作用溶解作用是指水溶液溶解岩石的某些易溶成分，使岩石破碎的过程。
1 / 52. 水化作用又称水合作用，水参加到矿物结晶格架中，形成含水分子的矿物，称为水化作用。
3. 水解作用水解作用水离解出的离子与矿物作用，引起矿物分解并形成新矿物的作用。
4. 碳酸化作用碳酸化作用是指当 CO 2 溶解于水时，形成CO 3 2- 、HCO 3 - 离子，它们与矿物中的 K + 、Na + 、Ca 2+ 、Mg 2+ 等阳离子化合形成易溶于水的碳酸盐或碳酸氢盐的过程。
5. 氧化作用氧化作用是指大气和水中的游离氧，使矿物中的低价化合物氧化成高价化合物，这种作用称为氧化作用。
05第五章风化作用
3
1、温差风化 、
由于岩石表层温 度周期性的变化 而使岩石崩解的 过程
4
2、冰劈作用 、
因充填于岩石裂隙中的水结冰体积膨胀而使 岩石崩解的过程
图5-2冰劈作用（据W．K．汉布林， 1980）
5
3、盐类的结晶与溶解 、
指充填于岩石孔隙、 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 因水溶液浓度的变化， 晶和溶解使岩石破碎的过程 常见于干旱和半干旱地区， 常见于干旱和半干旱地区，
4FeS2+15O2+14H2O♦2(Fe2O3·3H2O)+8H2SO4 ♦
黄铁矿 褐铁矿
氧 化
黄 铁 矿
褐 铁 矿
黄铁矿氧化成褐铁矿后，在颜色、 黄铁矿氧化成褐铁矿后，在颜色、成分 结构上都发生了变化， 、结构上都发生了变化，矿物变得松软 多孔。 多孔。
12
4、水化（水合）作用 水化（水合）
第四节
影响风化作用的因素
气候的影响 地形的影响 岩性的影响
19
一、气候的影响
气候严寒或干燥地区：生物稀少， 气候严寒或干燥地区：生物稀少， 降水以固态形式为主（寒冷区） 降水以固态形式为主（寒冷区）或 者少（干旱区）。这些地区以机械 ）。这些地区以 者少（干旱区）。这些地区以机械 风化作用为主， 风化作用为主，化学和生物风化较 弱 。
2
第一节
物理风化作用
主要是在温度变化等因素的影响下， 主要是在温度变化等因素的影响下，岩 石在原地发生的机械破坏作用。 石在原地发生的机械破坏作用。它使岩石 裂开或崩解，形成大小不等的碎块( 裂开或崩解，形成大小不等的碎块(岩块 和岩屑) 和岩屑)，但其成分却未发生显著的变化 。 有以下几种方式： 有以下几种方式： 温差风化 盐类的结晶与潮解 冰劈作用 层裂或卸载作用
1、温差风化 、
由于岩石表层温 度周期性的变化 而使岩石崩解的 过程
4
2、冰劈作用 、
因充填于岩石裂隙中的水结冰体积膨胀而使 岩石崩解的过程
图5-2冰劈作用（据W．K．汉布林， 1980）
5
3、盐类的结晶与溶解 、
指充填于岩石孔隙、 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 因水溶液浓度的变化， 晶和溶解使岩石破碎的过程 常见于干旱和半干旱地区， 常见于干旱和半干旱地区，
4FeS2+15O2+14H2O♦2(Fe2O3·3H2O)+8H2SO4 ♦
黄铁矿 褐铁矿
氧 化
黄 铁 矿
褐 铁 矿
黄铁矿氧化成褐铁矿后，在颜色、 黄铁矿氧化成褐铁矿后，在颜色、成分 结构上都发生了变化， 、结构上都发生了变化，矿物变得松软 多孔。 多孔。
12
4、水化（水合）作用 水化（水合）
第四节
影响风化作用的因素
气候的影响 地形的影响 岩性的影响
19
一、气候的影响
气候严寒或干燥地区：生物稀少， 气候严寒或干燥地区：生物稀少， 降水以固态形式为主（寒冷区） 降水以固态形式为主（寒冷区）或 者少（干旱区）。这些地区以机械 ）。这些地区以 者少（干旱区）。这些地区以机械 风化作用为主， 风化作用为主，化学和生物风化较 弱 。
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第一节
物理风化作用
主要是在温度变化等因素的影响下， 主要是在温度变化等因素的影响下，岩 石在原地发生的机械破坏作用。 石在原地发生的机械破坏作用。它使岩石 裂开或崩解，形成大小不等的碎块( 裂开或崩解，形成大小不等的碎块(岩块 和岩屑) 和岩屑)，但其成分却未发生显著的变化 。 有以下几种方式： 有以下几种方式： 温差风化 盐类的结晶与潮解 冰劈作用 层裂或卸载作用
5.第五章 风化作用
元素迁移序列 迁移序列的组成 迁移值顺序指数 Cl(Br,I),S Ca,Na,Mg,K SiO2(硅酸盐的),P,Mn Fe,Al,Ti 2n•101 n•100 n•10-1 n•10-2 n•10-∞
元 素 迁 移 序 列
1.强烈移失的 2.易移失的 3.可移失的 4.略可移失的
5.实际上不移失的 SiO2(石英)
重 点 掌 握
矿物风化能力的比较
卤化物类>硫酸盐类>碳酸盐类>磷酸盐类>硅酸盐类
(Halides > Sulfates > Carbonates>Phosphates>silicates)
球形风化的主要条件 有： (1)岩石具厚层或块状 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。
下，引起化学成分改变，产生新物质的过程。
生物风化 (Biological weathering)生物及其生命活动
对岩石、矿物产生的破坏作用，包括物理风化和化 学风化两种形式。
P149-152
物理风化(Physical weathering)
主要发生在干旱地区、高山与两极等 缺少植被覆盖的地区。
重 硅酸盐矿物 点 掌 握 孤立四面体（橄榄石）<单链（辉石）<双链 （角闪石）<层状（黑云母）<架状（长石） 橄榄石<辉石<角闪石<黑云母<滑石<蛇纹石<绿帘石 <基性斜长石<酸性斜长石<正长石<白云母<石英 另外，含Ca、Mg、K、Na多，含Fe、Al、Si 较少，矿物易风化，反之则较稳定。
二.主要造岩矿物的风化
影响因素
温度
05第五章 风化作用与剥蚀作用
Here's a dramatic example of the power and effect of frost shattering. Minute amounts of water infiltrate small incipient joint systems in rocks. Over time, the force exerted by the expansion of the freezing water wedges the rock apart. Scale is indicated by the metal rod, which is 1 meter in length.
（二）化学风化作用的产物
化学风化作用的最终产物包括两部分： 1）能溶于水的可迁移物质 包括各种易溶盐类、K+、Na+ 的氢氧化物（真溶液）和少部分难溶物质（胶体）（如 Si4+、Al3+、Fe3+、Mn4+等氧化物或氢氧化物胶体）； 2）难于迁移，堆积在原地的残积物。主要为难溶物质、 岩石碎屑和风化形成的矿物，如石英碎屑、蒙脱石、高岭 石、铝土矿、蛋白石、褐铁矿等。 各类矿物抗风化能力的顺序是：氧化物、氢氧化物＞硅酸 盐＞碳酸盐＞硫化物＞卤化物、硫酸盐； 几种常见矿物抗风化能力的顺序是：石英＞白云母＞长石 ＞黑云母＞角闪石＞辉石＞橄榄石。
Chemical Weathering in Granite
溶解作用的结果，一方面是易溶解的物质溶解，并随水 溶液带走，岩石孔隙增加，硬度减小，易于破碎；另一 方面难溶物质残留原地形成风化产物。
2．氧化作用
是指矿物、岩石与大气或水中的游离氧起化学反应形成 氧化物使岩石破碎的过程。 4FeS2＋14H2O＋13O2→2（Fe2O3·3H2O）＋8H2SO4 黄铁矿 褐铁矿 硫酸进一步参与风化 铁帽：一些含铁金属硫化物矿床的露头经风化后形成红 褐色或黑褐色的外表，主要由褐铁矿组成，俗称“铁 帽”，它指示其下埋藏有金属硫化物矿床，重要标志。
风化作用与块体运动
– 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。
鲍温成矿系列—矿物析出顺序
橄榄石
矿 物
辉石
抗
基性斜长石 风
化
逐 渐
角闪石
中性斜长石 能
力
析
出 黑云母
酸性斜长石
逐 渐
增
钾长石
ห้องสมุดไป่ตู้
强
白云母 石英
• 岩性影响 – 岩石的结构 • 岩石结构较疏松的易于风化 • 不等粒结构易于风化 • 粒度粗者较细者易于风化； • 孔隙式胶结较基底式胶结易于风化 • 胶结物成分：Si>Ca>泥 • ……
hydration的结果
• 增大矿物的体积
• 增大对围岩的的压力
• 导致矿物的硬度降低， 从而 削弱岩石抵抗风化作用的能 力
化学风化作用的方式
2. 水解作用(hydrolysis)
水体进入地表岩石，水中的氢离子与矿物中 的盐基离子发生交换形成可溶性盐类，即 矿物遇水分解的过程。
水解作用的实例
4K[AlSi3O8] +6H2OAl4[Si4O10](OH)8 +8SiO2+4K(OH）
• 地质构造不同部位抗风化能力不同 – 构造裂隙发育的岩层利于风化 • 斜顶部：张裂隙发育 • 断层带两侧节理裂隙 • …….
节理与风化
风化作用的产物
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、 土
腐殖质、水和空气的松散堆积。
壤 风
残积物 岩石经过长期风化作用后，形成一些在 残
反，但不具有类似沉积岩的层理； （4）发育和保存均较好的风化壳，可以划分强度风化，中度风
理风化。
鲍温成矿系列—矿物析出顺序
橄榄石
矿 物
辉石
抗
基性斜长石 风
化
逐 渐
角闪石
中性斜长石 能
力
析
出 黑云母
酸性斜长石
逐 渐
增
钾长石
ห้องสมุดไป่ตู้
强
白云母 石英
• 岩性影响 – 岩石的结构 • 岩石结构较疏松的易于风化 • 不等粒结构易于风化 • 粒度粗者较细者易于风化； • 孔隙式胶结较基底式胶结易于风化 • 胶结物成分：Si>Ca>泥 • ……
hydration的结果
• 增大矿物的体积
• 增大对围岩的的压力
• 导致矿物的硬度降低， 从而 削弱岩石抵抗风化作用的能 力
化学风化作用的方式
2. 水解作用(hydrolysis)
水体进入地表岩石，水中的氢离子与矿物中 的盐基离子发生交换形成可溶性盐类，即 矿物遇水分解的过程。
水解作用的实例
4K[AlSi3O8] +6H2OAl4[Si4O10](OH)8 +8SiO2+4K(OH）
• 地质构造不同部位抗风化能力不同 – 构造裂隙发育的岩层利于风化 • 斜顶部：张裂隙发育 • 断层带两侧节理裂隙 • …….
节理与风化
风化作用的产物
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、 土
腐殖质、水和空气的松散堆积。
壤 风
残积物 岩石经过长期风化作用后，形成一些在 残
反，但不具有类似沉积岩的层理； （4）发育和保存均较好的风化壳，可以划分强度风化，中度风
第二节 风化作用与块体运动
D、干旱地区
富钙化碱性风化壳 化学风化更加微弱，盐类的积聚如钙镁碳酸盐 比半干旱地区更加显著，成为这个地区稳定的 产物。粘土矿物主要是伊利石和蒙脱石。总的 来说，这类地区因化学风化微弱，次生矿物的 总量不多。相比之下物理风化所占的比重增加， 成为颜色浅、土层更薄、含碎屑的富钙化碱性 风化壳。 在我国主要分布于西北和内蒙古较干旱的地区
引起蠕动的条件
一定的坡度： 15-30度的坡度最适宜发生 蠕动 土层温度的升降尤其是冻融交替、干湿 变化，造成坡面土层或是碎屑层发生弯 曲及斜破上物体变形
溶解作用
水是溶剂，含一些酸碱物质，具较强溶 解务，不溶解岩石中的矿物。 不同的矿物有不同的溶解度 方解石 > 白云石 > 橄榄石 > 辉石 > 角石 > 长石 > 石英
•溶解作用使岩石中易溶物质随水流失，难溶解 残留原地。溶解的空隙削弱了颗粒之间的结合 力，有利于物理风化的进行
碳酸化作用
溶于水中的CO2形成CO3、HCO3离子与 矿物中金属离子结合成易溶的碳酸盐类， 随水流失，原有矿物分解成新矿物残留
E、寒带和高山带以及荒漠地区
残积粗岩屑型风化壳 寒带和高山带以及荒漠地区，由于物理 风化占优势而化学风化极微弱，剥蚀作 用超过缓慢的风化作用，因此粗岩屑的 残积便成为这些地区的典型特征
F、古风化壳
风化壳若为后来沉积物所覆盖，则称为 古风化壳 意义：研究地壳运动与古地理，长期稳 定或隆起，风化壳得以充分发育，古风 化壳代表古代沉积间断，发育构造运动. 且在陆地上不同气候条件，风壳物征不 一.
崩落地貌
山坡上部的崩塌崖壁
坡麓的岩堆（倒石堆）
二、滑落（滑坡）和滑坡地貌
浸湿的岩体、土体或碎屑堆积物，在重 力作用下，沿软弱面发生整体下滑的现 象叫作滑坡
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长白山顶俯瞰
风化峡谷中的天池水面
如 画 的长 白 山
长白山顶苔草
广东韶关丹霞风光—紫玉屏丹霞峰丛
广东韶关丹霞地貌——茶壶峰石柱群
第二节
主要岩石的风化特点 及岩石地貌特征
一、影响岩石风化的因素
1、外因—自然地理条件
1*气候
(1)温度：影响岩石的机械破坏度、 化学反应速度、 生物新陈代谢速度
（2）降雨量：影响化学反应及反应速度 （3）生物繁殖：影响生物风化 气候是控制岩石风化的重要因素
气候对岩石风化的影响
2*地形条件
（1） 地势高度：影响到气候，越高越冷
石英块或石英颗粒; 2.长石类(包括钾长石、斜长石）:硬度也大色浅,物
理风化难主要为化学风化,引起高岭石化.形成高 岭石为主的粘土.斜长石比正长石易风化,斜长石 可次生变化为绿帘石; 3.云母类:黑云母颜色深,容易化学风化,白云母较稳 定;
4.铁镁类矿物:颜色深,容易化学风化,形MgO,Fe2O3
容易风化，风化产物夹有岩石碎块 片岩常形成梳状地形
花岗岩的风化作用
华山天下险（花岗岩山体）
内蒙古锡林郭勒 阿斯哈图的花岗岩石林
内蒙 锡林郭勒 克什克腾旗 阿斯哈图石林
大兴安岭山脉的北大山上的“阿斯哈图石 林” ，形成于海拔1600~1900m的花岗岩上。
虽然也叫“石林”，可形成的原因却不同。 云南的石林是石灰岩在热带气候条件下，经水 流的溶蚀作用形成的。而大兴安岭最高峰附近 的北大山一带发育的石林，主要是由冰盖冰川 的刨蚀、掘蚀和冰川融化时形成的大量冰川融 水的冲蚀作用下产生的，所以叫“冰川石林”。
及蛋白石等;
5.碳酸盐矿物:在湿热气候区,容易化学风化,形成重 碳酸盐随水流走;
6.硫化物:容易表条件形成,一般较稳定不易风化,
在较强化学化条件下会进一步分解.
三、主要岩石在风化过程中的变化
岩石名称
风化特点
1.花岗岩
2.玄武岩 3.页岩 4.砂岩
(1)植被覆盖差时以物理风化为主，因其矿物成分 复杂，崩解为砂粒 (2)湿热气候条件，化学风化强烈 其中石英保留为粗砂粒，长石则高岭石化成粘土 ，形成砂中带粘的风化物 花岗岩常有节理，在南方常形成球状风化现象， 北方形成险峻的山峰 因色深易于吸热，故易发生化学风化 风化产物质地粘细
因硬度小，易物理风化，风化后的土壤肥力低， 但条件适宜，也可形成深厚土层。形成的地形低 矮
单矿物岩石则在相同的外界条件下不易风化。
如粗粒结晶花岗岩—由石英、钾长石、酸 性斜长石组成，在温差大地区，易崩解破碎；
石灰岩、石英岩—主要由单一矿物组成， 并且颜色浅，则受温度影响小，不易崩解。
3*岩石的结构、构造
粗粒结构、斑状结构的岩石比细粒等粒结 构的岩石更易风化，胶结物硬的岩石比胶结 物软的岩石更易风化；气孔状构造比致密块 状岩石更易风化，致密有层理、片理的岩石 容易风化；
钙质、泥质胶结时，易风化，风化层厚 Si质Fe质 胶结时，难风化。 风化层薄，常有大 岩块夹杂。 石英多的砂岩形成的土壤，质地砂，肥力低；长 石较多时，风化后可形成好土壤。砂岩形成的地 形与岩性和构造有关
5.石灰岩
6.石英岩 7.片岩
湿润地区，以化学风化（溶解）为主， 岩溶发育。风化产物粘细，含钙质丰富， 酸性弱。硅质石灰岩和厚层石灰岩风化难 ，泥 质石灰岩和薄石灰岩风化易。 干旱地区，风化弱岩溶不发育，形成陡 峭地形 岩石坚硬致密，难风化。形成陡峭山峰 石英岩形成的土壤，养分少，质粗肥低
2*岩石的矿物成分
矿物的化学成分与其抗风化能力相关， 若含易溶解的Ca、Mg、K、Na元素多，Fe、 Si、Al元素少，则易风化。反之，则稳定。
常见的各种造岩矿物，抵抗风化的相对稳 定顺序是：橄榄石辉石角闪石黑云母滑 石蛇纹石绿帘石基性斜长石酸性斜长石 正长石白云母石英
复矿物岩石因含多种矿物，不同矿物的膨 胀系数不同，颜色也不同，当T反复变化时， 产生颗粒之间的差异性涨缩，使岩石崩解；
岩、砂岩球状风化现象。
差异风化：如果抵抗风化能力不一致的 岩石共生在一起，则抗风化能力强的岩 石突出，抗风化能力弱的岩石凹入的现 象。
球状风化过程
砂岩的球状风化
延庆硅质白云岩的差异风化
砂岩和页岩的差异风化
差异风化
二、主要造岩矿物在风化中的表现
1. 石英: 硬度大,溶解度小,很难风化.风化结果形成
石林通体为坚硬的花岗岩石，这是世 界所罕见的。由于近水平裂隙特别发育， 在石林侧面有保存较多的冰水冲刷形成的 悬沟槽，远看恰似千层饼。石林顶部有冰 臼分布，这是花岗岩地貌的新类型，在国 内外尚属首次发现。
长白山玄武岩的柱状节理
长白山顶已风化的玄武岩
长白山顶风化的玄武岩
长白山天池旁的玄武岩
长白山顶玄武岩及其风化产物
（2）岩石节理发育状况
岩石中的节理会促进岩石的风化，故岩石节 理密集处，风化最剧烈，尤其在几组节理交 汇的地方更甚，常引起球状风化。
球状分风化：几组节理将岩石分割成
多面体的小块，则使小岩块与外界接触 面积增大，则从多个方向受到水、气等 的影响，从而使岩石破坏程度加重，久 之其棱角消失，变成球形的现象。如花岗
（2） 起伏程度：较大的地区，在巨大的 悬崖绝壁上，易使基岩裸露，风化作用十分 迅速；起伏较小地区，风化产物残留原处堆 积，减低风化速度。
（3） 坡向：影响日照及气候
2、内因
（1）岩性—岩石特征
1*岩石的颜色
岩石含暗色矿物较多时，因热的辐射 能力强，当T变化大时，也易于破碎；而浅 色矿物则相对不易风化。如暗色辉长岩、 玄武岩—由辉石、基性斜长石组成，在温 差大的地区，易崩解破碎； 浅色者相对难 于风化。