第二章岩石风化与土壤形成

CaSO4＋2H2O 2Fe2O3＋3H2O
赤铁矿
CaSO4.2H2O 2Fe2O3.nH2O 褐铁矿
矿物水化后膨胀并失去光泽，变得松软，有利于进一步风化。
第二章岩石风化与土壤形成
风化作用
（３）水解和碳酸化作用
水解
2KAlSi3O8＋3H2O 钾长石
Al2Si2O5(OH) ＋ 4SiO2＋2KOH 高岭石
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。
第二章岩石风化与土壤形成
风化作用
根劈作用
第二章岩石风化与土壤形成
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
岩
石 特
岩石的结构
征
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岩石的构造
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。
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风化作用
风化作用实质上表现为一系列崩解和分解
第二章岩石风化与土壤形成
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。
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四 、风化产物的类型
第二章 岩石风化与土壤形成
第二章岩石风化与土壤形成
内容提要
三种风化作用类型 影响风化作用因素 风化产物三种类型 土壤形成的五大因素 土壤形成实质
第二章岩石风化与土壤形成
第一节 风化作用（风化过程）
第二章岩石风化与土壤形成
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。
（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。
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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。
影响因素
（２）岩石的结构 隐晶或等粒细粒的稳定性大于等粒粗粒或斑状（物 理风化）。 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。 （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。
特 点：硅质岩类抗物理风化和化学能力强 土壤肥力性状：硅质岩类风化物的厚度极薄，砂质，多石砾， 各种营养元素也十分贫乏，分散的石英颗粒及岩石碎屑保水能 力很低。
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生态类型
（2）长石质岩石风化物 富含正长石成分的岩石：花岗岩、正长岩、酸性斑岩、流纹 岩长石砂岩、片麻岩
特 点： 抗物理风化能力差，易崩解，形成厚层风化壳 土壤肥力性状：由于这类岩石除了含有较多的长石外，还有 一定量的石英，正长石在湿热的环境下易分解生成次生粘矿， 粘土矿物和石英混合存在，使土壤砂粘适中，表现出较好的 肥力。
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
自然界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。如石笋、石钟乳、石柱、石林等，
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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。
(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。
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风化作用
寒裂风化
第二章岩石风化与土壤形成
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，产生新的物质的过程。
地表的风化产物构成一层薄薄的外壳-----风化壳
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。
生态类型 （根据风化产物对土壤肥力性状的影响作为分类） 地球化学类型 （根据风化物化学成分特点分类 ） 母质类型 （根据风化产物的成因分类）
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生态类型
1. 生态类型
（1）硅质岩石风化物 SiO2含量很高的岩石 ：如石英岩、石英砂岩、由硅质胶结的岩 石（硅质砾岩或页岩）。
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影响因素
（1）组成岩石的矿物成分和性质 组成岩石的矿物颜色、颗粒大小。 组成岩石的矿物的化学结构 即稳定性
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）
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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。
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风化作用
二、风化作用类型
1. 物理风化
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。
碳酸化水解作用
2KAlSi3O8＋CO2＋2H2O
AlSi2O5(OH)＋4SiO2＋K2CO3
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。
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风化作用
石灰岩的风化
石笋
CaCO3 ＋ H2CO3
溶解度很低
(H2O+CO2)
2FeS2＋2H2O＋7O2
FeSO4＋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。
第二章岩石风化与土壤形成
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。