10风化作用报告
10.风化作用
二、地形
地形对风化作用的影响表现在三个方面： 地势的高度（引起气候的局部变化） 地势的起伏（影响地下水水位、植被发 育和风化产物的保存） 山坡的方向（阳坡与阴坡）
三、岩石特征
1.岩石成分
出露地表的三大岩类抵抗风化的能力不同
岩石形成环境与地表环境差别越大抗风化能力越弱(易风化)
沉积岩
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变质岩/岩浆岩
另一方面又直接影响物理风化作用，如温 差风化、冰劈作用。 降雨量和湿度： 是通过介质的温度变化、水溶液成分的变 化、植被的生长来影响物理、化学和生物的风 化作用。
不同气候带风化作用的强度和深度
两极及高寒地区——物理风化作用为主（冰劈作 用盛行），产物以岩石碎屑为主。 干旱的沙漠地带——物理风化作用为主（温差风 化、盐类的结晶与潮解作用），产物以岩石碎屑为 主。 低纬度炎热潮湿气候区——化学风化和生物风化 作用显著，矿物分解彻底，产物以大量残留粘土为 主(是形成风化矿产——铝土矿的最有力条件)
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一、风化产物类型
风化作用的产物
1、碎屑物质：岩石碎屑和矿物碎屑 特点：大小混杂，棱角明显，层次不清，岩 屑成分和原岩相同。
2、溶解物质：溶于水可迁移物质 主要包括： 易于搬运的钾、钠、钙、镁的碳酸盐、硫 酸盐、氯化物 较易淋失的SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3胶体 3、难溶物质 相对不活泼的铁、铝等元素在原地残 留下来，形成褐铁矿、铝土矿、粘土矿物 等。
古风化壳
地史时期的风化壳，未剥蚀掉而被 较新的岩层覆盖保留下来。 如华北 O2 —— C2的界面常发育铝 土矿层，正是古风化壳的表现。
有机质层 淋滤层
淀积层
母质层
四、土壤 土壤指含有腐殖质、矿物质、空气和水的松 散堆积物质。
10----风化作用分析
4)、化学风化作用的产物
固态产物：褐铁矿和粘土矿物〔包括高岭石〕，前者 为黄褐色，后者为灰白色。二者混合形成红土。这是 热带、亚热带地区多数岩石经化学风化后残留原地的 产物，即残积物。
2、生物化学风化 菌类〔微生物〕作用产生酸性物质分解
岩石。该作用参与形成矿物质和有机质共 存的新物质——土壤。
其次节 制约岩石风化性质与特性的因素
一、气侯条件 二、地形地貌条件 三、岩石的特征 四、地壳运动 五、人类活动
一、气候因素
温度——温差大、冷热变化频繁利于物 理风化；温度变化对岩石在水中的溶解 度和化学反响速度、水溶液浓度有较大
在金属硫化物矿床的上部，常发育以褐铁矿为主的残 积物，称为铁帽。它往往被作为查找地下隐伏的金属 硫化物矿床的找矿标志。
三、生物风化作用
生物作用使岩石在原地发生破坏的过程。 包括：生物物理风化、生物化学风化。
1、生物物理风化 生物活动参与下的机械破坏作用：①
根劈；②地下动物把地下岩屑带到地表； ③直接在岩石上打洞 。
spheroidal weathering〔球形风化示意图〕
spheroidal weathering
差异风化：抗风化力气不一的岩石共生 在一起，则抗风化力气强的岩石突出， 抗风化力气弱得凹入，称为～。
四、地壳运动 猛烈上升期：风化速度快，风化壳厚度
不大 稳定期：风化彻底，风化壳厚度大
五、人类活动
1〕 热胀冷缩——温度变化使岩石反复地表里不均地胀 缩，产生垂直、平行于岩石外表的裂隙，彼此脱离，层 层剥落，使岩石裂开。
风化作用概述
天
1.生物物理风化作用
平 山
花
例如：根劈作用、动物潜穴
岗 岩
活动等。
根 劈
2.生物化学风化作用
生物的生命活动（新陈代谢、光合作用、生物化学分解作用）以及 生物死亡后，以粘液、粪便、气体、有机体腐化等形式，产生大量的 有机酸、CO2、H2S等成份，直接腐蚀岩石。
与其它生物相比，微生物和藻类数量多、分布广、适应性强，广布 在地表以及浅部地带，制造着各种酸碱物质，分解岩石。
六、沉积岩石学的研究方法
1.野外 通过测剖面、填图等方法，研究沉积岩（物）的物质成分、结构
构造、岩体产状、岩层间接触关系、岩层厚度、成因标志、岩石组合、 横向与纵向延伸变化，以及古流向等。引进新技术、新方法，如遥感 技术、测视雷达、测视声纳、测井技术、深海钻探等。
2.室内 显微镜薄片法是最基本方法，以及粒度分析、重矿物分析、不容
第三篇 沉积岩
第十三章 沉积岩及其一般特征
一、概念
沉积岩(Sedimentary rocks)： 是地表或近地表环境的母岩，在常温、常压下，由风化作用、
生物作用和某种火山作用形成的产物，经搬运、沉积、固结成岩而成 的岩石。
岩浆岩(Magmatic rocks, Igneous rocks)： 是地壳深处或上地幔的岩石，经熔融或部分熔融形成的高温岩
——严寒极地、高山地区和沙漠地区，以物理风化作用为主。 ——潮湿温暖地区，以化学风化、生物化学风化作用为主。
自然界，化学风化作用和生物化学风化作用最具有地质意义。
二、元素的风化分异性
是指在特定的条件下，由于元素迁移能力不同，造成各种元素按一 定顺序，先后从母岩中分离出来的规律。
苏联Б.Б.波雷诺夫（1934）和А.И.彼列尔曼（1955）提出“元素 水迁移系数（Kx）”。
风化作用与剥蚀作用课件PPT
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一、地面流水的剥蚀作用
地面流水包括片流、洪流和河流，是塑
造陆地地貌形态的最重要的地质营力。地面
流水在重力作用下，沿斜坡或沟谷由高处往
低处流动，将势能转变为动能，这种动能常
称为水的活力，其表达式为:
a=(1/2)(mv2)
（a表示活力，m为水的流量，v为流速）
层剥落与崩解。
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层裂或卸载作用
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（二）化学风化作用
化学风化作用的概念
指岩石在原地以化学变化（反
应）的方式使岩石“腐烂”、破碎
的过程。
溶解作用
指水溶液溶解岩石的某些易溶
成分，使其松软、破碎、崩解的过
程。如石盐、方解石等。
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氧化作用
指矿物、岩石与大气或水中游离氧起化学反
泻而下形成瀑布。
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向源侵蚀作用：使河谷加长
瀑布直泻而下，侵蚀基部岩石，使
陡坎下部岩石被淘空形成壁龛。壁龛不
断扩大，壁龛上部岩石由于失去支撑力
而崩塌形成新的陡坎，于是瀑布不断向
化学侵蚀作用是通过河水对河床岩 石的溶解和化学反应完成的，尤其在可 溶性岩石地区比较明显。
河流侵蚀作用按侵蚀的方向又可分
为下蚀作用和侧蚀作用。
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风化研究报告
风化研究报告风化研究报告摘要本文通过对岩石风化及其影响因素的研究，深入了解风化过程和风化对地表地貌的影响。
首先，介绍了风化现象的定义及其分类。
然后，详细分析了主要风化因素和地质条件对风化作用的影响。
接着，讨论了风化过程及其地形变化的机制。
最后，总结了风化研究的重要性，并展望了未来的研究方向。
1. 引言风化作为地质学中的一个重要研究领域，对于理解地球表面地貌演化和矿产资源富集形成机制具有重要意义。
风化是岩石受到自然界各种力量的破坏和改变的过程，是一种自然地质力的作用结果。
地表风化作用是由于天气、气候、水文和细菌、动物等因素的综合作用。
2. 风化现象的分类风化现象可以分为物理风化、化学风化和生物风化三种类型。
2.1 物理风化物理风化是指岩石或矿石在自然环境下，由于温度变化、水分循环、压力变化等因素导致破坏和分解的过程。
常见的物理风化形式包括温度风化、冻融风化、脱落剥离风化等。
2.2 化学风化化学风化是指岩石或矿石与大气和水中的化学物质发生反应，导致岩石结构破坏和矿石成分溶解的过程。
典型的化学风化形式包括溶解风化、氧化风化、碳酸化风化等。
2.3 生物风化生物风化是指岩石或矿石因为生物的作用而发生的破坏和改变。
常见的生物风化形式包括植物根系风化、虫蚁作用风化等。
3. 风化因素对地表地貌的影响风化取决于多个因素，包括地质条件、气候、水文、人类活动等。
这些因素对于岩石风化过程的发生和发展起到重要作用。
3.1 地质条件不同地质条件下的岩石具有不同的抗风化能力。
例如，板岩、砂岩等岩石容易发生剥蚀和水化作用，而花岗岩、玄武岩等坚硬岩石则相对稳定。
3.2 气候气候条件对风化过程起到重要影响。
高温、高湿、大雨等气候条件有利于物理风化的发生，而干燥的气候条件则有利于化学风化的发生。
3.3 水文水文条件是岩石风化的重要因素。
水文过程中的水侵蚀和水流动力对岩石表面的冲刷和物理风化有较大影响。
3.4 人类活动人类活动也对地表地貌的风化作用起到一定影响。
第十章 风化作用 10
第十章风化作用——组成地壳的岩石在地表的常温、常压下，由于气温变化气体水容液及生物的共同作用，在原地遭受破坏的过程。
三大岩类的形成环境与地表相比都具有较高的温度和压力，当暴露到地区性表这样一个新环境进，岩石性质不稳定，促使岩石在地表原地遭受破坏的作用称风化作用。
§１．风化作用的类型根据岩石遭受破坏的性质及方式分阶段为物理风化作用，化学风化作用，生物风化作用。
一、物理风化作用使岩石和矿物发生破坏而不明显地改变其化学成分的作用过程。
（一）主要方式１．热胀冷缩由于温差的影响，尤其短内温度的聚变，使岩石强烈的热胀冷缩后剥落、碎裂。
①矿物在昼夜温差很大的地区（沙漠地区）日:60-70℃;夜<0℃易碎裂；②岩石由多种矿物组成,不同矿物有不同的膨胀系数，差异性膨胀，破坏了矿物间的结合力。
使岩石发生碎裂。
２．冰劈作用相同重量的水结晶成冰时的体积>融化时的体积岩石裂隙充填有地表水及地下水，这些水当温度降至℃时结晶冰，结冰的过程就体积膨胀的过程,对裂隙周围产生压力使裂隙扩大，如果冻结和融化反复交替进就必然使裂隙增多扩大最终岩石崩裂——冰劈作用。
冰劈作用的实质是冻融交替。
因此昼夜温度在０℃上下，波动的地区，岩石的洋劈作用最为强烈，而长年寒冷的地区水终年结冰，冰劈作用并不很强烈。
３．层裂地下深处的岩石受到上覆岩石被剥蚀掉，使原来深处的岩石出露地表进，上伏岩石压力使消除，露出地表的岩石产生向上的膨胀，出现一些平等于地面的裂隙。
４．盐类的潮解与结晶对岩石的搏裂潮解性盐类夜晚吸收水分、熔解，白天在阳光蒸发下，结晶—对岩石有压正长石力交替反复使岩石碎裂。
（二）、物理风化的结果岩石机械破坏、产物——大小不等，较角分明的岩石碎屑。
覆盖在基（未受风化的母岩）之上，成分与基岩大体一致。
二、化学风化作用地表岩石受水、氧及二氧化碳的作用而发生化学成分的变化，并产生新矿物的作用。
（原生矿物质>石生矿物） （一） 主要方式1．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。
10-第十章 风化作用
反应加速风化 溶解度大
容易被水溶解流失
三、生物风化作用——生物活动对岩石造成的物理或化学破坏
作用。 （一）生物物理风化作用
1.根劈作用——树根对岩石的劈裂作用 2.穴居动物破坏作用——打洞对岩石造成的破 坏作用 （二）生物化学风化作用 1、生物的新陈代谢作用——生物生存要吸取养分同时分泌酸性物质，从 而破坏矿物岩石 2、生物遗体腐烂分解的产物引起岩石的溶解，从而破坏岩石
（二）、溶解作用——水是溶剂，自然界中的水总会有一定数量的 O2、CO2和一些酸、碱物质，因此具有较强的溶解能力，能溶解大多 数矿物。 1、石灰岩和白云岩与CO2、水的作用 CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2（重碳酸钙） 2、含硫酸的水的作用 CaCO3+H2SO4=CaSO4+CO2+H2O 3、含碱质水的作用 FeSO4+K2CO3=FeCO3+K2SO4 (三）、水解作用——弱酸强碱盐或强酸 弱碱盐遇水解离或带不同电荷的离子。这 些离子与水中的H+和OH-发生反应形成含 OH-的新矿物，矿物和岩石因此遭到破坏。
三、岩石特征 1.岩石成分 岩石抗风化能力的强弱与它所含矿物成 分和数量有密切的关系 ①常见矿物的抗风化能力由小到大的次序为： 方解石 橄榄石 辉石 角闪石 长石 云母 黏土矿物 石英
②一般相对而言，岩石成分均一的较难风化，成分复杂、矿物种类多的 较容易风化。 2.岩石的结构、构造 致密程度、坚硬程度越高,岩层厚度越大越难风化（等粒结构、 块状结构），疏松多孔容易风化。 3.节理发育状况 节理越发育越容易风化。
3．层裂或卸载作用
深部的岩石处于上覆岩石的强大压力之下， 一旦因上覆岩石剥去，压力解除，岩石随之而 产生向上或向外的膨胀，形成平行于地面的层 状裂隙。
风化作用地球化学
风化作用地球化学
二、风化过程中元素迁移的一般规律 （一）影响风化作用的因素 物理风化 化学风化 生物风化 决定于气候环境(温度和水量)
风化作用地球化学
1. 水、氧及CO2
(1) 水的作用
溶剂
参与对岩石的破坏作用（水合和水解）
Fe2O3 + nH2O = Fe2O3•nH2O(水赤铁矿) 2K[AlSi3O8] + 2H2O + CO2 =＞ Al4[Si4O10](OH)84H2O (高岭石) + K2CO3 + 4SiO2
风化作用地球化学
岩石在温带和热带化学风化的变化对比 英格兰闪长岩（温带） 印度闪长岩（热带） 新鲜岩石 上覆黏土 新鲜岩石 上覆黏土 49.3 47.3 50.4 0.7 17.4 18.5 22.2 50.5 2.7 14.6 9.9 23.4 8.3 3.6 4.7 5.2 1.5 8.7 1.5 8.4 4.0 0.3 0.9 1.8 2.5 1.8 2.9 7.2 0.9 25.0
风化作用地球化学
2. pH值 表生带天然溶液的pH值为：4-9
硫化物矿床氧化带：2-3 火山地区强酸性水：1-2 沙漠和碱性湖水：10-12 河水： 7 雨水： 6 海水： 8.5
风化作用地球化学
pH值对元素迁移的控制 一般规律： 低场强元素在pH降低时，溶解度增大（酸 性条件下易迁移）。 高场强元素在pH增高时，溶解度增大（碱 性条件下易迁移）。
(kx= n-0.n ) 强还原中惰性 kx < 0.1
Kx元素在水中的迁移系数：Kx=mx•100/(a•nx) Mx:河水中元素x的含量(毫克/升); a水中矿物质残渣总量(毫 克/升) nx :元素X在汇水区岩石中的平均含量(%)
高中地理第10章 风化作用
水解+碳酸化→花岗岩风化
舒良树摄
“红楼梦”电视剧中的顽石（黄山）
⑸ 氧化作用 (oxidation)
水解+碳酸化→花岗岩风化
矿物被氧化后可形成新矿物。在地表富氧条件下,某些矿物中
4. 常见的风化地貌 ◆ 四种常见风化地貌区： 花岗岩区;垂直节理发育的红色碎屑岩区;垂直节理发育的杂色 砂岩区;X节理发育的岩石区 ◆ 在花岗岩发育区，以圆滑的石蛋地貌为特征，如黄山、三清 山、厦门鼓浪屿所见；
在垂直节理发育的红色碎屑岩区，以秀丽的丹霞地貌为特征。 南方非常普遍，如广东丹霞山、江西龙虎山；
二、残积物 (eluvium) 岩石风化后残留原地的物质。
1. 特征：结构松散、大小不一、棱角显著、没有层理。 2. 矿产：◆ 抗风化力强的重矿物如金刚石、金、锡石可残留原地，富集
成残积型砂矿。◆ 若岩石中活动组分被水带走，稳定组分Fe、Al残留原 地，可富集成残余型砂矿。
三、风化壳
基岩上由风化产物组成的不
◆多发生在蒸发量大于降水量的半干旱地区。如哈密。
舒良树摄
天山玉希达坂碱性岩中的卸载节理
新疆天山艾肯达坂花岗岩中的水平与垂直节理
舒良树摄
舒良树摄
盐分结晶撑裂作用 ：鼓包状盐碱沼泽地 (哈密)
二、化学风化作用 (chemical weathering)
1. 基本特征 ●岩石在水、氧、二氧化碳作用下,发生化学分解； ●不仅破坏岩石，而且发生化学反应，形成新矿物； ●温湿的南状风化-褐铁矿晕圈
舒良树摄
球状风化 形成过程
地质学基础10第十章 风化作用
第一节
风化作用的类型
一、机械风化作用 岩石和矿物发生机械破碎而不改变其化学成分的 风化作用，称为机械风化作用， 风化作用，称为机械风化作用，它是由于温度变化及 岩石空隙中水和盐分的物态变化引起的，作用方式 岩石空隙中水和盐分的物态变化引起的， 主要有： 主要有： 1. 岩石的热胀冷缩 (1)不同矿物胀缩系数不一，相互脱落。 (1)不同矿物胀缩系数不一，相互脱落。 不同矿物胀缩系数不一 (2)表里不一 白天，表面受晒膨胀，晚上， 表里不一。 (2)表里不一。白天，表面受晒膨胀，晚上，表面冷 内部受热开始胀。 缩，内部受热开始胀。
岩浆岩中基性岩比酸性岩易于风化， (2) 岩浆岩中基性岩比酸性岩易于风化，基性岩中暗色矿物 较多，颜色深，易于吸热、散热. 较多，颜色深，易于吸热、散热. (3) 沉积岩易溶岩石(如石膏、碳酸盐类等岩石)比其它沉积 沉积岩易溶岩石(如石膏、碳酸盐类等岩石) 岩易于风化. 岩易于风化. 差异风化：在相同的条件下， 差异风化：在相同的条件下，不同矿物组成的岩块由于风化 速度不等，岩石表面凹凸不平； 速度不等，岩石表面凹凸不平； 或由不同岩性组成的岩层 抗风化能力弱的岩层形成相互平行的沟槽，砂岩、 抗风化能力弱的岩层形成相互平行的沟槽，砂岩、页岩互层 页岩呈沟槽。通过差异风化，我们可以确定岩层产状。 页岩呈沟槽。通过差异风化，我们可以确定岩层产状。
第三节
风化壳及其研究意义
岩石经风化后部分易熔物质被水带走流失， 1. 岩石经风化后部分易熔物质被水带走流失，余下 的碎屑岩和化学风化中形成的一些新矿物便残留原 这些残留在原地的风化产物称残积物. 地，这些残留在原地的风化产物称残积物. 残积物的矿物组成、化学成分、 残积物的矿物组成、化学成分、颜色与下伏地 原岩)有一定的关系，它们常具有棱角， 层(原岩)有一定的关系，它们常具有棱角，无分选 无层理，向下逐渐过渡到基岩， 性，无层理，向下逐渐过渡到基岩，在存在生物活 动物的地区，残积物顶部发育成土壤. 动物的地区，残积物顶部发育成土壤. 风化壳： 风化壳： 残积物和土壤在大陆地壳表层构成一 层不连续的薄壳，称之为风化壳. 层不连续的薄壳，称之为风化壳.
风化化学成分分析报告
风化化学成分分析报告风化是指地表岩石与大气、水文以及生物等地球表层因素相互作用，通过物理、化学和生物学等方面的反应进行的一种表层矿质物质改变过程。
风化过程中，岩石中的化学成分会发生变化，这对岩石的性质和特征具有重要影响。
下面是一份风化化学成分分析报告，对风化前后的化学成分进行比较和分析。
风化化学成分分析报告一、样品信息样品名称：地表岩石（风化前后）样品编号：A001二、样品来源该样品采集自某山脉的岩石表层，包括风化前和风化后的两个样品。
三、分析方法1. 样品制备：将样品研磨成粉末，并进行过筛处理，得到粒径均匀的样品。
2. 化学分析：采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）对样品进行化学成分分析。
四、化学成分分析结果风化前样品的化学成分：元素含量（%）SiO2 60.13Al2O3 15.78Fe2O3 5.62CaO 4.35K2O 3.21MgO 2.68Na2O 2.05P2O5 0.96TiO2 0.42MnO 0.18风化后样品的化学成分：元素含量（%）SiO2 69.45Al2O3 13.25Fe2O3 3.79CaO 6.81K2O 2.68MgO 1.54Na2O 1.38P2O5 1.01TiO2 0.29MnO 0.19五、数据分析与讨论1. SiO2含量：风化前后样品中SiO2含量都较高，说明岩石主要由硅酸盐矿物组成，并未发生明显变化。
2. Al2O3含量：风化前后样品中Al2O3含量下降，表明在风化过程中，铝酸盐矿物发生了溶解或转化的现象。
3. Fe2O3含量：风化后样品中Fe2O3含量明显降低，说明铁酸盐矿物在风化过程中受到了氧化和溶解。
4. CaO含量：风化后样品中CaO含量显著增加，表明岩石中的钙质物质在风化过程中被释放出来，可能形成了新的矿物。
5. 其他元素含量：风化过程中，其他元素的含量变化较小，但仍存在一定程度的变化，这可能与风化过程中的溶解、释放、迁移等过程有关。
第10章风化作用
第10章风化作用风化作用（weathering）是指地表岩石受到大气、水、植物和动物等自然界因素的作用而发生变化的过程。
风化作用主要包括物理风化和化学风化两种类型。
一、物理风化物理风化是指岩石在大气、水和温度变化等自然力作用下受到物理破碎、颗粒剥离、冻融破碎和压力释放等过程的影响，导致岩石发生破碎、溶解、脱落等现象。
常见的物理风化过程包括以下几种：1.热胀冷缩：岩石在昼夜温度变化和季节性温度变化过程中，由于体积膨胀、收缩不均，导致岩石内部产生应力，结果破裂、剥落，甚至形成巨石、壮石。
2.冻融作用：在寒冷地区或高山上，水分由于冻结而膨胀，使岩石发生爆裂、剥落的现象，称为冻融破碎。
特别在夜间，冷空气让山体内部岩石冷却，露在表面的充满水的岩石裂开，进而破碎成小颗粒。
3.膨胀作用：水分进入岩石的裂隙中，温度升高时水分蒸发，产生蒸汽并迅速膨胀。
膨胀的水蒸气使岩石裂开，导致颗粒的剥落和空隙的扩大。
4.生物破碎：动植物也参与到物理风化过程中。
植物的根系在长期生长过程中，通过生长和扩张的力量，能够将裂缝扩大，破坏岩石的结构。
动物如啮齿类动物通过啃食和咀嚼，促使岩石发生剥落。
二、化学风化化学风化是指岩石在大气和水中发生化学反应，导致岩石组成发生变化。
化学风化的主要作用是溶解、水解、氧化还原和水合等反应。
常见的化学风化过程包括以下几种：1.溶解：水中的酸性物质可以溶解岩石中的碳酸盐类物质，如石灰石。
长期的水侵蚀会使岩石表面产生溶洞和地下洞穴。
此外，酸雨的形成和人类活动的影响，也增加了溶解的速度。
2.氧化还原：许多岩石中含有可氧化的金属，如铁、铜等。
当金属离子遭受氧化和还原作用时，会导致岩石发生颜色变化、破裂等现象。
3.水合：岩石中的水合物质在与水接触后通过吸附和聚合反应水合成更为稳定的物质，导致岩石中孔隙扩大。
从时间角度来看，物理风化是一个相对较快的过程，通常在几十年到几百年内就能显著改变岩石的形态。
而化学风化是一个相对较慢的过程，需要几千年乃至几十万年的时间才能产生显著影响。
第10章 风化作用
第十一章风化作用地球自形成以来，无时不在变化之中，地球的面貌也随之不断改变。
今天地球的面貌是地球长期演变的结果，且仍以人们通常所不易察觉的方式和速度在变化着。
引起这种变化的动因就是地质作用。
地质作用就是形成和改变地球的物质组成、外部形态特征和内部构造的各种自然作用。
根据地质作用能量的主要来源和作用的主要部位，可分为内动力地质作用和外动力地质作用，并分出许多次一级的作用。
一．内力地质作用内力地质作用是由于地球的内热、地球自传与重力等能量所激发，并主要发生在地球内部的作用。
内力地质作用因其作用方式不同可分为四种：构造运动：地壳的机械运动。
按其运动方向可分为水平运动与垂直运动。
岩浆作用：岩浆的发生、运动及其固结成岩的作用。
按其作用发生的部位分为侵入作用和喷出作用。
变质作用：岩石在基本上为固态下，由于温度、压力和化学活动性流体的作用而发生成分、结构及构造变化。
地震：大地的快速颤动。
二．外力地质作用外力地质作用是由大气、水和生物在太阳辐射、重力以及日月引力等能源的作用下所进行的各种作用，它们都发生在地球的表层。
分为以下五种：风化作用：地表岩石在外力作用下发生机械崩解或化学分解，变为松散的碎块、碎屑直至土壤，并残留原地；剥蚀作用：岩石在外力作用下被破坏，破坏的生成物同时被带走；搬运作用：外力将风化剥蚀的产物搬运到他处；沉积作用：搬运物在适宜的地方发生堆积；固结成岩作用：松散沉积物转变为坚硬的岩石。
第一节风化作用外力地质作用对陆地表面和岩石进行改造的第一步就是由风化作用开始的，它是地表广泛存在的一种破坏现象。
风化作用是大气圈和暴露在地表的岩石间的相互作用，是各种地表作用的总的影响。
当原岩（高温高压）暴露于地表（常温常压）时，会受到各种外营力（大气中的O2、CO2、渗透到岩石缝隙中的水以及生物）作用而破坏，发生机械崩解或化学分解，完整的岩石最终变成松散的碎屑及至土壤，这就是风化作用。
一．风化作用之内因风化作用之所以能够进行，是因为矿物和岩石所处的环境发生了改变。
人工风化实验报告总结
人工风化实验报告总结人工风化实验是指通过模拟自然环境中存在的风化作用，对物质进行加速风化的过程。
本次实验我们选择了石膏作为实验材料，并选取了不同风化因素进行人工风化实验，以观察和分析不同因素对石膏的风化程度的影响。
本次实验主要包括了以下几个部分：第一部分是人工风化实验的准备工作，包括材料的准备、实验仪器设备的调试等；第二部分是不同风化因素下的人工风化实验，我们选取了温度、湿度和强度三个因素进行实验，通过控制不同因素的变化来观察其对石膏的风化程度的影响；第三部分是实验结果的统计和分析，我们通过实验数据的收集和整理，对不同因素下石膏的风化程度进行比较和分析；最后一部分是实验结果的讨论和总结，结合实验数据和分析结果，总结出对于石膏人工风化实验的一些规律和结论。
通过本次实验的结果，我们可以得出以下几点结论：首先，温度和湿度对于石膏的风化程度有着明显的影响，温度越高、湿度越大，石膏的风化程度越大；其次，强度对于石膏的风化程度也有一定的影响，强度越大，石膏的风化程度越小；最后，不同风化因素之间可能存在相互影响的情况，即温度和湿度对于石膏的影响可能存在交叉效应。
本次实验的结果对于石膏的使用和保护具有一定的指导意义。
在实际应用中，我们可以根据石膏所处的环境条件，来选择适当的保护措施，以减少石膏的风化程度。
比如，在高温高湿的环境下，可以采取适当的降温和降湿措施，以减缓石膏的风化速度。
同时，对于石膏材料的设计和生产也可以根据实验结果进行相应的调整和改进，以提高石膏的抗风化能力。
总之，通过本次人工风化实验，我们对石膏材料的风化特性和影响因素有了更深入的了解。
通过实验结果的统计和分析，我们总结出了一些对于石膏的使用和保护具有指导意义的规律和结论。
同时，本次实验也为我们今后的科学研究提供了一定的参考和启示。
希望通过我们的努力，可以为石膏的应用和保护做出更大的贡献。
风化作用_普通地质学
本章内容
第一节 风化作用的概念及类型
第二节 影响风化作用的因素
第三节 风化作用产物及风化壳的概念
第一节 风化作用概念及类型
风 化 前
风化作用——地表
及接近地表的岩石，在
大气温度、水和二氧化 碳、生物的影响下，在 原地发生物理性质或化 学性质改变的地质作用
风 化 后
第一节 风化作用概念及类型
2、分层
A 层 表层土——富含有机质，颜色暗，呈黑灰色等，有利于农作 物生长。 可溶性矿物被淋滤掉的土 壤；富含粘土和不可溶矿 物; 很少有机质；从A层溶解 的矿物在该层沉淀下来，
土 体
B 层
淀积层——有机质较表层少
主要是氧化铁、氧化铝、 腐植质、石膏、碳酸钙
C 层
母岩层——轻微风化的基岩
土壤剖面
（钠长石）
（高岭石）
（石英）
三、生物风化作用
---生物活动对岩石造成的物理或化学破坏作用。
（一）生物物理风化作用
1.根劈作用——树根对岩石的劈裂作用 2.穴居动物破坏作用——打洞对岩石造成 的破坏作用
（二）生物化学风化作用
1、生物的新陈代谢作用； 2、生物遗体腐烂分解的产物引起岩石的溶解，从而 破坏岩石。
风化前
酸雨的效果：
风化后
2、水解作用
—弱酸强碱盐或强酸弱碱盐遇水解离成带不同电荷的离子。 这些离子与水中的H+ 和OH-发生反应形成的新矿物，矿物和 岩石因此遭到破坏。 4K[AlSi3O8]+6H2O= Al4[Si4O10](OH)8+8SiO2+4KOH （钠长石） （高岭石） （石英） 在湿热气候条件下高岭石还会继续水解：
黄铁矿 遭受氧 化作用
地质地貌——风化作用
类型：化学风化分为溶解、水
化、水解、碳酸化和氧化这五 种作用。
水是一种极性溶剂，岩石中的矿物都是无机盐，在 水中都将产生一定程度的溶解。矿物在水中的溶解 度主要是由组成矿物的各种元素的电价、离子半径、 负电性、离子电位和化合键的类型等决定的。 一些矿物的溶解度大小顺序为：食盐>石膏>方解石> 橄榄石>辉石>角闪石>滑石>蛇纹石>绿帘石>正长石> 黑云母>白云母>石英，岩石中易溶解矿物的含量越 多越易风化。
• 在岩石中，大部分矿物不含水，但某些矿物和水接
触后，可以形成新的含水矿物。如硬石膏和赤铁矿
•
CaSO4（硬石膏 ）+H2O=CaSO4 •2H20（石膏）
• Fe2O3（赤铁矿）+nH2O---—Fe2O3·nH2O（ 褐铁矿）
• 矿物水化，硬度降低，密度减小，体积增大，溶解
度增加。同时，由于自身体积膨胀，对围岩产生巨 大压力，从而促进风化进行。
水解作用：水中呈离解状态的H+和OH-离子 与 风化矿物中的离子发生交换的反应。 碳酸化作用：溶解在水中的CO2成为H2CO3溶 液后，其可以促进对岩石的水解作用。 氧化作用：氧化作用经常是在水的参与下， 通过空气和水中游离氧实现的。许多变价 元素在缺氧情况下常形成低价元素的矿物， 在地表氧环境下易形成高价元素的新矿物。
（二）地形
1、地势高度：随海拔高度增加，气温逐渐降低， 气候表现出明显的垂直分带性。 2、地势起伏程度：地势起伏大的山区或巨大悬 崖峭壁上，表面风化产物不断下坠，使新鲜岩石裸露， 风化速率越大，其物理风化更为活跃。地势低缓的地区， 风化产物多残留在远处或只经短距离搬运，松散的风化 产物可以形成很厚的覆盖层，使风化作用强度减弱。 3、坡向：直接影响日照强度和水分蒸发，对于 中低纬度山区岩石的风化影响较大。
风化作用资料
常见的例子如硫化物中的黄铁矿（FeS2），经 风化后就转变成了褐铁矿（FeO3·3H2 O）。当黄铁 矿转变为褐铁矿后，不仅矿物成分发生了变化， 矿物的颜色、比重、硬度甚至结构也都发生了变 化，这是反应中产生的硫酸腐蚀分解矿物的结果 。
黄铁矿风化后所形成的褐铁矿，一般留在原 地，其它成分经氧化形成易溶的盐类，被水带走 ，使氧化带中铁的含量大大增加。这种富集在地 表氧化带顶部的褐铁矿因成红褐色，称为铁帽（ gossan）。它的出现常认为是寻找原生金属硫化 矿床的标志。
可可西里山北坡的风化地貌
（四）盐风化作用 当岩石中的水溶解了大量盐类时，一旦水分蒸 发，浓度逐渐达到饱和，盐类再结晶，体积增大， 从而产生很大的膨胀力，其机理与冰劈作用类似。 盐结晶作用通常和干旱气候有关，因为强烈的 加热引起强烈蒸发，从而产生盐结晶作用。盐结晶 作用在海岸带也很活跃。
物理风化作用产物就是在原地破碎的碎屑物 。其特征主要有：
（1）破碎后的颗粒粗细不等，棱角显著，没 有层次；
（2）多分布在水分岭上或斜坡上； （3）碎屑物的成分与下覆基岩成分一致。
二、化学风化 化学风化作用是指大气和水所引起的氧化、 溶解、水解、水化等作用对岩石的分解破坏过 程。化学风化作用使岩石的矿物成分发生变化， 转变为地表稳定的新矿物。这是与物理风化作 用的区别。
物理风化的主要原因有： （一）御荷剥离作用 岩石卸荷释重引起的剥离作用，形成于地壳 深处的岩石，后来受到地壳抬升，释放了原来受 压的应力，由此引起岩体膨胀，当膨胀超过弹性 限度，岩石就发生破裂。
在花岗岩分布地区由于岩石完整，物质均匀， 破裂面少，因而这种原因引起的物理风化最常见。
花岗岩经物理风化后片状剥落 Photograph by Peter L. Kresan
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三、岩性
1、岩石成分 2）化学成分
活动性强元素：K、Na等，随水流失。 活动性弱元素：Fe、Al、Si等，残留原 地。 含活动元素多者易于风化。同一种元素， 所组成的化合物不同，岩石的抗风化能
力也不同。
三、岩性因素 2、结构特点
1)单一矿物组成的岩石抗风化能力较强：
单矿岩 >复矿岩
2)矿物成分相同：等粒结构>不等粒结构，
三、风化壳
1、概念：指被风化的岩石圈的表层。 2、古风化壳—被较新岩层覆盖而保存下来的风化壳。
风化壳－残积物在地壳表层分布很广泛，它不连续地覆盖 在地壳基岩上，形成一层薄的外壳。 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。 降水量越大，风化作用越强烈。 古风化壳对古气候、古环境及构造活动等具有指示意义。
2) 冰劈作用；
3) 层裂；
4) 盐分结晶的撑裂作用
1） 热胀冷缩——温度变化使岩石反复地表里不均地胀 缩，产生垂直、平行于岩石表面的裂隙，彼此脱离，层 层剥落，使岩石破碎。
温差风化 1.白天 2.夜间
2) 冰劈作用——填充在岩石裂隙中的水分，因冰冻使岩
石机械破碎。
3) 层裂——又称卸载作用。岩石处在上覆压力之下， 一旦压力解除，便发生向上或向外的膨胀，形成一系列 平行于地面的裂隙。 常见于花岗岩出露区。
C. 化学风化晚期阶段——Si作为一种胶体也被淋溶，剩余Al和
Fe的化合物，此阶段也叫富Al、Fe阶段，产物称为富Al、Fe残积 层（风化壳）；
4)、化学风化作用的产物
固态产物：褐铁矿和粘土矿物（包括高岭石），前者 为黄褐色，后者为灰白色。二者混合形成红土。这是 热带、亚热带地区多数岩石经化学风化后残留原地的
降雨（湿度）— 化学风化有水的 参与，运动的水 及矿物质运移， 破坏化学平衡， 促进反应不断进 行。水的加入使 风化向多样化、 深度发展。
二、地形地貌
地形影响气候及水文、光照、温差条件，流水 侵蚀作用，残积物滞留条件。
高度
海拔高：以物理风化为主 海拔低：化学风化速度较快 坡度 陡坡：风化速度较大，风化壳较薄
大，其棱角逐渐圆化，变成球形或椭球形，称～。
spheroidal weathering（球形风化示意图）
spheroidal weathering
差异风化：抗风化能力不一的岩石共生在一起，则
抗风化能力强的岩石突出，抗风化能力弱得凹入，称 为～。
四、地壳运动
强烈上升期：风化速度快，风化壳厚度不大
四、土壤
概念：具有生长（高等植物）能力的残积物的表层。 ——成分：富含腐殖质、矿物质、水分和空气。
——厚度：一般是50~60cm到1~2m，最厚可达10余米。
Ultisols(老成土)
Typical Soil Profile
A腐植质层 B淋滤层 C淀积层 C
D风化岩石 (母质层)
A B
D
E基岩
E
单粒结构岩石抗风化能力较强，细粒>粗粒 3)沉积岩胶结：Si质胶结> Ca质胶结> 泥质胶结
3、节理发育状况：
节理破坏了岩石的连续性和完整性，增加了 岩石的可渗透性，是促进岩石风化的因素
球形风化：几组方向的节理将岩石分割成众多多
面体的小块，多面体的边缘和隅角从多个方向受到温 度及水溶液等因素的作用，最先被破坏且破坏深度较
稳定期：风化彻底，风化壳厚度大
五、人类活动
人工开挖基坑、边坡、隧洞、砍伐森林等
第三节 风化作用的产物
一、风化产物的类型
1、碎屑物质 2、溶解物质 3、难溶物质
二、残积物
概念：岩石风化后残留于原地的松散堆积物。
特征：结构松散，碎屑大小不均，棱角显著，无层理， 多分布在分水岭、山坡和低洼地带，顶部较平 坦，底界起伏不平，与基岩呈过渡关系。具有垂 直分带性。
产物，即残积物。 在金属硫化物矿床的上部，常发育以褐铁矿为主的残
积物，称为铁帽。它往往被作为寻找地下隐伏的金
属硫化物矿床的找矿标志。
三、生物风化作用
生物作用使岩石在原地发生破坏的过程。 包括：生物物理风化、生物化学风化。
1、生物物理风化
生物活动参与下的机械破坏作用：①根劈；②地 下动物把地下岩屑带到地表；③直接在岩石上打洞 。
缓坡：风化速度较慢，风化壳较厚
三、岩性
1、岩石成分 1）矿物成分
矿物成分抗风化能力：氧化物>硅酸盐>碳酸盐和硫化物
造岩矿物易溶解性顺序：食盐、石膏、方解石、橄榄石、
辉石、角闪石、滑石、蛇纹石、绿帘石、正长石、黑云
母、白云母、石英（最稳定）。 岩浆岩抗风化能力： 酸性岩 > 中性岩 > 基性岩 > 超基性岩 （花岗岩）（闪长岩） （辉长岩）（橄榄岩）
2 化学风化类型
1) 溶解作用－矿物溶于水的过程。 2) 水化作用－有些矿物与水作用时，能够吸收水份作为自己 的组成部分，形成含水的新矿物。
3) 水解作用－矿物的离解物与水中的H+、OH-离子发生化学
反应，形成新矿物。 4) 碳酸化作用－矿物与水中CO2结合生成易溶于水的碳酸盐， 使原有矿物分解的作用。 5) 氧化作用－矿物中的低价元素与大气和水中的游离氧化合
变为高价元素的作用。
Chemical Weathering
3、化学风化的阶段
A. 化学风化早期阶段——K、Na、Ca、Mg的氯化物和硫酸盐
首先被淋溶，剩余Ca、Mg的碳酸盐，此阶段富碳酸盐阶段，产物 称为富Ca、Mg残积层；
B. 化学风化中期阶段——Ca、Mg的碳硫酸盐也被淋溶，剩余
Al、Si的氧化物，此阶段富Al、Si阶段，产物称为富Al、Si残积层 （风化壳）；
Typical Soil Profile
、风化地貌
1、概念：在岩石表面，由风化作用形成的松散碎屑物容
易被流水、风等外力搬运走，使尚未被风化的岩石直接
裸露地面，构成一种地貌；主要由风化作用塑造而成的
地貌，称为风化地貌。
2、影响因素
3、类型
安徽——黄山
三清山
厦门——鼓浪屿
2、生物化学风化
菌类（微生物）作用产生酸性物质分解岩石。该作 用参与形成矿物质和有机质共存的新物质——土壤。
第二节 制约岩石风化性质与特性的因素
一、气侯条件
二、地形地貌条件
三、岩石的特征 四、地壳运动 五、人类活动
一、气候因素
温度——温差大、冷热变化频繁利于物理风化；温度变 化对岩石在水中的溶解度和化学反应速度、水溶液浓度 有较大影响，影响化学风化速度。
第十章 风化作用
风化作用的概念
通过与大气、水和生物接触，发 生物理崩解和化学分解，产生松
地表或接近地表的矿物和岩石，
散碎屑物、化学溶液、残积物乃 至土壤的过程。
一、物理风化作用
.（机械风化）。
1 概念：地表岩石因温度变化在原地发生
机械破坏而不改变化学成分的作用 . 2 物理风化作用类型
1) 热胀冷缩；
洋葱构造
4) 撑裂作用
在干旱区，当岩石裂隙中的水溶解 有大量的盐类矿物时，因含水量蒸发，
浓度达到过饱和，盐分再结晶，使体
积增大，对围限它的裂隙产生膨胀压 力，使裂隙扩大加深，以致岩石崩裂 的作用。
二、化学风化作用
概念：是指大气、水和水溶液的作用下岩石发生的化学 分解过程。 特点：改变其物理状态，改变其化学成分，发生化学分 解，形成新矿物。