第一章 地貌学概述 第二章 风化作用

在干旱荒漠地带，日照强，降水量小于250毫米，蒸发量大于降水量，热力风化盛行，
化学风化除氧化外，溶解与结晶，水化与脱水交替发生，氯化物和硫酸盐都不能全部被淋 溶，所以也长期处于物理风化为主的阶段。 在半干旱草原地带，年降水量250-500毫米，蒸发量大于降水量，氯化物和硫酸盐等大 部分被淋溶，而钙、镁盐类相对富集，并在土层中上下移动，常形成钙积层，所以，化学 风化长期停留在富钙阶段。 在半湿润森林草原地带，降水量500-750毫米，降水量与蒸发量接近，化学风化长期处 于富钙和富硅铝两阶段之间，常形成蒙脱石次生粘土矿物。 在温湿地带，年降水量750-1000毫米，降水量大于蒸发量，化学风化长期处于富硅铝阶 段，但因温度较低，故只能形成水云母次生粘土矿物。
第一节 风化作用的类型 一. 物理风化 物理风化是地表岩石因温度变化和空隙中水的冻融以及盐类的结晶而产生的机械崩解过 这种只引起岩石物理性质变化的风化作用称为物理风化或机械风化。 1. 热力风化 地球表面所受太阳辐射有昼夜和季节的变化，因而气温和地表温度均有相应的变化。岩 石是不良导体，所以受阳光影响的岩石昼夜温度变化仅限于很浅的表层；而由温度变化引 起岩石膨胀所产生的压应力和收缩所产生的张应力也仅限于表层。这两种过程的频繁交替 遂使岩石表层产生裂隙以致成片状剥落。 2. 冻融风化
正长石 高岭土 蛋白石
Al2O3 2SiO2 2H 2O nH2O Al2O3 nH2O 2SiO2 nH2O
高岭土 铝土矿
4. 碳酸化作用
CaCO3 CO2 H 2O Ca( HCO3 )2
方解石
重碳酸钙
Ca(HCO3 )2 溶于水中，成 Ca 2与HCO3 离子状态，又增加水中 的HCO3
（2） 富钙残积物
（3） 富硅铝残积层 （4） 富铝残积层 二. 土壤
残积物的表层，在一定条件下，发育着各种不同的土壤，其厚度，很少超过1-2
米。在剖面上，土壤与残积物之间的界限常难截然划分开。
三 . 古土壤和古风化壳
3. 结晶作用 当岩石裂隙中的水溶解着大量盐类矿物时，一旦水分蒸发，浓度逐渐达到饱和，盐类便 会再结晶，体积增大，对围限它的裂隙壁产生膨胀压力，使裂隙扩大加深，也可以使岩石 崩裂。当溶液沿毛细管不断提升到地表，由于水分蒸发，剩下的可溶性盐类结晶沉淀，可 成为粉末、薄膜和漆皮等覆盖在岩石表面。
二. 化学风化
工，也就是不断地进行夷平。内力产生隆起和沉降，外力则将隆起部分的物质剥离、搬运 到沉降的低地、湖泊或海盆中堆积起来。内外力这种相互斗争、彼消此长的过程，就是地 表形态发展和演化的过程。
第二章 风化作用
风化实例：景德镇的花岗岩表层高岭土风化层（图1-1）。
无论怎样坚硬的岩石，在太阳的辐射下并与水圈、生物圈
地貌是内外力共同作用的结果，内力是指地球内能所发生的作用，主要是地壳运动，包
括水平运动、垂直运动、褶皱运动、断裂运动以及岩浆活动和地震等；外力是指地球表面
受太阳能和重力而产生的各种作用，包括风化作用、块体运动、流水、岩溶、冰川、冻融、
风沙以及波浪、潮汐和海流的作用等。内力形成了地表的起伏，外力则对地表进行塑造加
容易形成富含石英和高岭土的风化壳。颜色略呈棕红色。玄武岩含钙多，因此，碳酸盐 化阶段较长。碳酸钙的白色薄膜可包裹岩石碎屑，就像涂上一层白灰一样。橄榄岩等超基 硅铝化阶段就直接为富铝阶段所代替，可形成残积铝土矿。砂岩一般含硅多，缺少铝和盐 基，特别是缺钙，故容易进入硅铝化，富硅阶段。形成石英砂、蛋白石和玉髓的风化壳。
第一章 地貌学概述
一.地貌的概念 地貌是地表（岩石圈表面）的 起伏形态。 二. 地貌学的定义
地貌学是研究地表形态及其发生、发展和是分布规律的科学。
三. 地貌学的研究对象 地貌学的研究对象是 地球表面的各种形态；造成这些形态的动力作用；各种形态的特征
和组合；它们的发育和演化规律；以及与各种地貌类型相关的沉积物特征等。
性岩含铁高，在硅铝化阶段能生成含褐铁矿风化壳。正长岩不含二氧化硅，含铁少，因此，
页岩、板岩等不含碳酸钙的粘土岩石，因为缺钙，一开始就进入硅铝化阶段，形成粘土风
化壳。而石灰岩、白云岩等含碳酸盐岩石，富钙阶段就特别长。在变质岩中，片麻岩和花 岗岩相似，大理岩与石灰岩相似，千枚岩与页岩相似。
从岩石的结构看： 从岩石的构造看：
化学风化是指岩石在水、水溶液和空气中的氧与二氧化碳等的作用下所发生的溶解、水 化、碳酸化和氧化等一系列复杂的化学变化。这种引起岩石的成分和性质变化的风化作用
称为化学风化。
化学风化使岩石中可溶性的矿物逐步被溶蚀流失掉或风化壳的下层，在新的环境下，又 可以重新淀积，这样就破坏了原来的岩石结构和成分，以致岩石变成松散的土层。
18、19世纪的西方地理与地质工作者的探险与考察，对地表形态、侵蚀与堆积做了大量 的记述。但附在地质报告中，没有单独成地貌学研究。 1899年W· M· 台维斯创立“侵蚀循环说”，使地貌学成为独立的学科。台维斯把构造、营 力及其阶段列为地貌的三要素。把地貌发育分为幼年、壮年和老年三个阶段。 W· 彭克的《地貌分析》（1924年）用分析地貌的方法来确定地壳运动的性质，他认为地 貌学的基本任务是根据形态特征来阐明地壳运动的历史。把地貌发育看作是内外动力相互 作用的结果，根据山坡的发展过程来研究地壳运动的方向和速度。 50年代以后，在外动力的数理分析和定量研究上工作很多。的保学分支学科发展起来。
即增加了水溶液的溶解能力，使碳酸钙随水而逐渐流失。这是碳酸盐类岩石化学
风化的主要过程，也是碳酸盐类岩石经溶解而形成各种岩溶地貌的主要过程。
5. 氧化作用 大气中含氧21%左右，而溶在水中的空气含氧达33～35%，所以氧化作用是化学风化 最常见的一种。它经常是在水的参与下，通过空气中和水中的游离氧而实现的。 一些富含低价铁的岩石（如超基性岩石）和硫化物的矿床，经风化后，就可以把铁富集 起来，形成有开采价值的的铁矿。 三. 生物风化 生物风化是指生物在其生长和分解过程中，直接或间接地对岩石矿物所起的物理和化学 的风化作用。 生物物理风化 生物化学风化 第二节 风化作用阶段
和大气圈接触，为适应地表新的物理、化学环境，都必然发
分离为大小不等的岩屑或土层。岩石的这种物理、化学性质 的变化称为风化。引起岩石这种变化的作用称为风化作用；
生变化，这种变化虽然很缓慢，但年深日久，就会逐渐崩解、
被风化的岩石圈表层称为风化壳；岩石经过风化作用以后，
形成松散的岩屑和土层，残留在原地的堆积物称为残积物。 风化壳是岩石圈的一部分，而残积物是风化壳的一部分。
一. 物理风化为主的阶段
二. 化学风化为主的阶段 1. 化学风化的早期阶段（富钙阶段） 2. 化学风化的中期阶段（富硅铝阶段） （三）化学风化的晚期阶段（富铝阶段）
第三节 影响风化作用的因素 一 . 气候因素 在不同的气候带，风化作用有明显的差异性，所能达到的风化阶段也不一样。 在极地和高寒地带，冻融作用盛行，化学风化缓慢，长期处于物理风化为主的阶段。
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第四节 残积物与土壤
一. 残积物
1.残积物的特征 （1）岩性与下伏基岩直接相关，并决定于基岩。所以残积物中的矿物成分和下 伏基岩的矿物成分是相似的。 （2） 无层理，与基岩成过渡关系。表现在风化程度上，从上至下逐渐变弱，颗 粒由细变粗，具有棱角，无分选和磨圆，整个剖面有分层现象，但又无明显的界 限。 （3） 残积层的顶部往往平坦或成凸形坡面。而底部常常是起伏不平的。主要决 定于原始地形、基岩的岩性和断裂、节理等分布和发育的情况，厚度因地而异。 2. 残积物的类型 （1） 碎屑残积物
程。它使岩石从比较完整固结的状态变为较松散破碎状态，使岩石的孔隙度和表面积增大。
寒冷地带，岩石的空隙或裂隙中的水在冻结成冰时，体积膨胀（增大9%左右）因而它对
围限它的岩石裂隙壁施加很大的压力（可达到2000kg/cm2），使岩石裂隙加宽加深。当 冰融化时，水沿扩大了的裂隙更深地渗入岩石的内部，同时水量也可能增加，并再次冻结 成冰。这样，冻结、融化反复进行，不断使裂隙加深扩大，以致使岩石崩裂成为碎屑。这 种作用又叫冰劈作用。
1. 溶解作用
岩石中常见造岩矿物的溶解度大小顺序：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
2. 水化作用
3. 水解作用 例子：
K2O Al2O3 6SiO2 nH2O Al2O3 2SiO2 2H 2O 4SiO2 nH2O 2KOH
四. 地貌学的发展和现状： 《禹贡》按九州分区描述各地的地形起伏。
《汉书· 地理志》对流水的冲刷和淤积做过科学的记述。
唐代颜真卿的《麻姑仙坛记》谈及“东海三为桑田”的海水进退概念。 南宋朱熹的《朱子语录》中，对岩石的形成、地壳的运动、有精辟的推理。 北宋沈括《梦溪笔谈》对冲积平原、黄土高原的形成，有详细的记载。
三. 地质因素
岩石的矿物组成、结构和构造都直接影响风化的速度、深度和风化阶段。在同一环境下， 由于不同岩石和同一岩石的不同部位的风化程度的差异，还会造成特殊的微地貌。
岩石的抗风化能力:
物理风化中，深色矿物比浅色矿物容易风化 在化学风化中，由于花岗岩含较多的硅铝元素，而含钙较少，风化时较快进入硅铝化阶 段。
在湿热地带，年降水量大于1000毫米，气温高，植物茂盛、细菌活跃，
因此，岩石矿物迅速分解，元素大量随水流失，速度最快，不但易形成高岭石次生粘土 矿物，而且有的地区发展到富铝阶段，风化壳的厚度可达200米以上，一些铁、锰、铝风 化矿床易于形成。 可以说，气候基本上决定了风化作用的主要类型及其发育的程度。 二. 地形因素 在不同的地形条件（高度、坡度和切割程度）下，风化作用也有明显的差异。因为，它 影响风化的强度、深度和保存风化物的厚度及分布情况。 在地形高差很大的山区，一般风化的强度和深度大于平缓的地区。但因斜坡上，岩石破 碎后很易被剥落、冲刷而移离原地，所以风化层一般都比较薄，颗粒较粗，粘粒较少。 在平原或低缓的丘陵地区，由于坡度缓，地表水和地下水流动都比较缓慢，风化层容易被 保存下来，特别是平缓低洼的地区风化层更厚。