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。
第五章风化作用与剥蚀作用-1
第一节 风化作用 一、 风化作用的类型 （三）生物风化作用
生物风化作用的进行方式
1、生物机械风化作用 根劈作用(root wedging)。
动物机械破坏（穴居、践踏等）
2、生物化学风化作用 新陈代谢（酸溶液，腐蚀）；微生物选矿、净化水 遗体腐烂分解。
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第一节 风化作用 一、 风化作用的类型 （三）生物风化作用
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。 它发生以后，原来高温高压下形成的矿物被破坏，形成一些在 常温常压下较稳定的新矿物，构成陆壳表层风化层，风化层之下的 完整的岩石称为基岩，露出地表的基岩称为露头。 风化作用的重要特征是岩石或矿物在原地遭受分解和破坏，风化 的产物仍保留在原地(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。
氧化作用岩石中矿物在氧的作用下，使其中低价 元素变为高价元素，低价化合物变为高价化合物， 这种作用称氧化作用。
黄铁矿FeS2(++)氧化成褐铁矿Fe2O3.H2O(3+)，由铜黄色变 为褐红色，颜色变深，结构变疏松。在地表称铁帽，地下 连着矿床。
（黄铁矿）
4FeS2＋14H2O＋13O2→2（Fe2O3· 2O）＋8H2SO4 3H
残余矿床：经过彻底的化学风化作用，一切活泼的元素均从矿物中 风化出来并随水流失，只有性质稳定的元素象Fe，Mn，Al，Ni等 才残留原地，如果这些元素富集到具有工业价值时，就成为残余矿 床。
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第一节 风化作用 一、 风化作用的类型 （三）生物风化作用
风化作用与剥蚀作用
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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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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。
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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。
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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。
第五章风化作用与剥蚀作用
基岩海岩：由坚硬岩石组成的海岩
在基岩海岸学的溶蚀作用，该部位的岩石不断 遭受破碎，被掏空，形成向陆地方向楔入的 凹槽，称为海蚀凹槽，有时也可形成海蚀穴 （洞）。海蚀凹槽不断扩大，其上的岩石因 支撑力减小而不稳定发生重力崩塌，形成陡 峭的崖壁，称海蚀崖。海蚀崖不断向陆地方 向后退，在海岸带形成一个向上微凸并向海 洋方向微倾斜的平台，称波切台。而被破坏 下来的碎屑物质搬运至水面以下沉积下来形 成波筑台。此外还可形成海蚀穹、海蚀柱、 海蚀桥等地形。
Itkillik River, Alaska
Figure 14.15
Floodplain Features
Figure 14.23
主流线： 河流演化： 平直河谷→弯曲河谷→河曲（河床可 到达谷坡） → 蛇曲或自由河曲（达不到谷坡 ） →冲积平原→截湾取直＋牛轭湖
“V”谷→“U” →碟形谷
由片流对山坡松散层产生的破坏作用 称为片流的剥蚀作用。片流是一种在斜坡 上的面状流水，流速慢，水层薄，所以它 的剥蚀作用弱且具有面状发展的特点，故 又称洗刷作用。 现今许多地区出现的大量水土流失与 片流的剥蚀作用有关。
活力的大小决定了地面流水剥蚀作用的 强弱。
影响流速的因素：
河床坡度 河床横剖面 流量
影响流量的因素：
流量：在单位时间内通过一定过水面积的水量。
Q（流量）=W（宽度）×d（平均深度）×V（流速）
河谷三要素
河流在地面上沿着狭长的谷地 流动，这个谷地称河谷。
河谷在平面上呈线状分布，在横剖 面上一般近“V”字形，主要由谷坡 、谷底、河床组成，这三者常称为 河谷要素。
洪流以其自身的动力和挟带的沙石对 沿途沟壁和沟底的破坏作用称为洪流的剥 蚀作用。由于洪流的流量较大，流速快， 挟带沙石较多，机械的冲击很强，所以常 具较强的剥蚀能力，而且以机械的方式作 用为主，故又称冲蚀作用。
剥蚀作用
剥蚀作用(转贴)地质作用2007-08-24 08:16:08 阅读238 评论6 字号：大中小订阅地表的矿物、岩石，由于风化作用，可以使其分解、破碎，在运动介质作用下（如流水、风等），就可能被剥离原地。
剥蚀作用就是指各种运动的介质在其运动过程中，使地表岩石产生破坏并将其产物剥离原地的作用。
剥蚀作用是陆地上的一种常见的、重要的地质作用，它塑造了地表千姿百态的地貌形态，同时又是地表物质迁移的重要动力。
由于产生剥蚀作用的营力特点不同，剥蚀作用又可进一步划分为地面流水、地下水、海洋、湖泊、冰川、风等的剥蚀作用。
剥蚀作用按方式有机械、化学和生物剥蚀作用三种。
一、地面流水的剥蚀作用地面流水包括片流、洪流和河流，它们在大陆上分布非常广泛，是塑造陆地地貌形态的最重要的地质营力。
其中，片流是大气降水的同时在山体斜坡上出现的面状流水，它随着大气降水的结束而停止流动；洪流是大气降水的同时或紧接其后在山体的沟谷中形成的线状流水，且在大气降水后不久该流水消退。
所以，片流和洪流可统称为暂时性流水。
而河流则是常年性的线状流水。
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＝1/2mv2（a表示活力， m为水的流量，v为流速），活力的大小决定了地面流水剥蚀作用的强弱。
从式中可看出，流水的活力与流量和流速的平方成正比。
流量与补给水源有关，流速受地形的影响。
因此，处在不同环境中的地面流水，其剥蚀作用的能力是不一样的。
如一条河流在不同河段其流量、流速都不一样。
在上游，支流少，补给水源较少，河床的坡度较陡，所以流量小，流速快；而在下游则相反，流量大，流速小。
（一）河流的侵蚀作用的过程称为河流的侵蚀作用。
一条河流在地面上是沿着狭长的谷地流动的，这个谷地称河谷。
河谷在平面上呈线状分布，在横剖面上一般为近“V”字形，主要由谷坡、谷底、河床组成（图5.7）。
河谷两侧的斜坡称为谷坡，谷坡所限定较平坦的底下部分称谷底，河床是指常年被水占据的水槽，这三者常称为河谷要素。
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(二)精品PPT课件
魏刚锋
魏 刚锋
本次课堂内容
地下水的剥蚀作用 冰川的剥蚀作用 海洋的剥蚀作用 风蚀作用
1.地下水剥蚀作用
概念
地下水（ground water）--存在于岩石和松散堆积物空 隙中的水。 • 与地表水相互沟通，互相补给。 • 人类赖以生存的最主要水资源。 • 影响地球表层组成、结构构造 。
（2）层间水 (interlayer water) --两个隔水层之间透水层 内的地下水。
2、包气带水
• 包气带（aeration zone）--饱和带潜水面以上的岩 石空隙中未被地下水充满的地带--包气带水。
包气带水
•静电引力--吸附水、薄膜水和毛细水。 • 处于地壳表层--植物生长、土壤物性。
（2）冰斗（cirque） --标定了雪线的位置--古气候变化。
（3）鳍脊（arete）与角峰（horn）
3.海水的剥蚀作用 • 海蚀作用----海水通过自己的动 力对海岸和海底的破坏作用。
一、海水剥蚀作用的方式 • 机械剥蚀----主要发生在滨海带， 随深度增加减小，深部洋流和浊 流可起作用。 • 化学溶蚀 • 生物剥蚀
不同海水运动的剥蚀作用
（一）波浪 • 波浪冲击+碎屑物---海蚀凹槽--海蚀崖-海蚀崖后退--波切台--破坏的碎屑--底流、 沿岸流--波筑台。 • 构造运动的影响
（一）波浪 • 波浪冲击+碎屑 物---海蚀凹槽--海 蚀崖--海蚀崖后退-波切台--破坏的碎 屑--底流、沿岸流-波筑台。
海蚀凹槽--海蚀崖--波切台--波筑台
• 溶沟和石牙 • 石林（hoodoo） • 落水洞（sink hole）。 • 溶斗（funnel）。 • 溶洞（cavern）
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。
风化作用与剥蚀作用
河流侵蚀作用的类型
河流的侵蚀作用可分为机械和化学 两种方式。河流的机械侵蚀作用是通过 其动能或挟带的沙石对河床的机械破坏 过程； 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。
1、 河流的下蚀作用
（五）土壤
土壤一般是在风化壳(如山区土壤 )和松散沉积层(如平原、盆地区土壤 )的基础上，经生物及其它风化作用 的综合改造而形成的。
土壤的主要组成
土壤由腐殖质、矿物质、水分和空气组 成。 腐殖质是生物、微生物遗体在风化产物 中不断聚集腐烂后变成的。 土壤的矿物质由风化过程中形成和残存 的各种粘土矿物及石英、长石、角闪石、云 母等组成。
不同气候带风化作用的强度和深度
岩石的特征
1、 差异风化作用
不同矿物具有不同的抗风化能力， 由不同矿物组成的岩石其抗风化能力亦 不同。 这样在岩石表面就出现凹凸不平的 现象，这种现象称差异风化作用。
2 球形风化作用
矿物分布均匀的岩石，如砂岩、花 岗岩、玄武岩等； 如果发育有三组近于互相垂直的裂 隙，往往被切成许多大小不等的立方形 岩块，在岩块棱角处自由表面积大，易 受温度、水溶液、气体等因素的作用而 风化破坏，经一段时间，岩块棱角消失 ，在其表面形成大大小小的球体或椭球 体，这种现象称球形风化作用。
即河水及挟带的碎屑物质对河床 底部产生破坏，使河谷加深、加长的 过程。 在河流上游及山区河流，由于河 床的纵比降和流水速度大，因此活力 在垂直方向上的分量也大，就能产生 较强的下蚀能力，这样使河谷的加深 速度快于拓宽速度，从而形成在横断 面上呈“V”字形的河谷，也称V形谷。
河 流 下 蚀 作 用 形 成 形 谷
第5章 风化作用和剥蚀作用2
岩溶作用及岩溶地貌
按照地下水的流动特征分为垂直溶蚀作用和水平溶蚀 作用 （1）.垂直溶蚀作用及岩溶地貌:主要发育于地表和 包气带中 （1）溶沟与石芽：是地表水沿岩石表面流动、溶蚀 而形成的沟、槽和脊状突起。 石林(stone forest)：巨型石牙 （2）落水洞：是地表水沿岩石中的裂隙垂直下渗、 溶蚀而形成的近于直立的深洞。 落水洞是饱气带的主要岩溶地形。 （3）溶蚀漏斗／洼地：岩溶作用在地表及浅处形成 的碟状、漏斗状洼地称溶蚀漏斗。
后者叫断头河，前者叫袭夺河。
河流袭夺现象
3）河流的侵蚀基准面
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
如果湖水干涸，整个河 流将向海洋基准面趋近
区域性侵 蚀基准面
河流的下蚀作用
2、河流的侧蚀作用（Lateral erosion）
风棱石的形成
风 棱 石
2、风蚀地貌
五、海洋（及湖泊）的剥蚀作用 三、海洋（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。
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。
精品资料基岩海岸由于岬角海岬被剥蚀海湾被充填海岸线逐渐变得平直坡度变缓岬角海湾海蚀崖沉积物海蚀柱岬角被剥蚀海湾被充填精品资料遭受强烈剥蚀的基岩海岸精品资料美国圣弗朗西斯科附近的海蚀崖海蚀凹槽向大陆方向楔入的凹槽不断扩大其上的岩石因支撑力减小而崩塌形成陡峭的崖壁就是海蚀崖
地球科学概论风化作用与剥蚀作用1
（二） 风化作用的影响因素 气候、地形和岩石性质。 有气候、地形和岩石性质。
1气候因素：气温和降水量 气候因素： 气温： （1）气温： 温度高低影响化学风化速度（ 1) 温度高低影响化学风化速度（？）； 昼夜温差大小影响岩石物理风化作用。 2) 昼夜温差大小影响岩石物理风化作用 （ 2 ） 降水量 ： 降水量大 ， 出现潮湿气候 ， 有利于 （ ？ ） 风化 降水量：降水量大，出现潮湿气候，有利于（ 作用；降水量小，出现干旱气候，温差大，雨量小， 作用；降水量小，出现干旱气候，温差大，雨量小，（？）风 化作用显著。 化作用显著。 2 地形因素 地形高低的变化会造成气候垂直分带； （1）地形高低的变化会造成气候垂直分带； 山坡的陡缓影响地下水位、植物的生长。 （2）山坡的陡缓影响地下水位、植物的生长。 朝阳面温差大，风化强，而背阳面则相反。 （3）朝阳面温差大，风化强，而背阳面则相反。
碳酸化作用： 参与的水解作用过程。 碳酸化作用：有CO2参与的水解作用过程。
O+2 4KAlSi3O8+4H2O+2CO2→Al4(Si4O10)(OH)8+8SiO2+2K2CO3
正长石
高岭石
生物风化作用（ weathering） （三）生物风化作用（biological weathering）
自学） （三） 土壤 （自学） 土壤主要特点：富含腐殖质 富含腐殖质。 富含腐殖质 土壤的分层： 土壤的分层 表土层／腐殖层 富含有机质的腐殖层； 表土层／腐殖层——富含有机质的腐殖层； 富含有机质的腐殖层 淋积层——由淋滤后的残余物组成，腐殖质少。 淋积层 由淋滤后的残余物组成，腐殖质少。 由淋滤后的残余物组成 淀积层——由淋滤下来的矿物质沉淀而成。 由淋滤下来的矿物质沉淀而成。 淀积层 由淋滤下来的矿物质沉淀而成 研究古土壤有利于恢复古气候、古地理环境。 研究古土壤有利于恢复古气候、古地理环境。
地球科学概论B 第五章 风化作用与剥蚀作用
一、地面流水的剥蚀作用
（一）片流、洪流的剥蚀作用 （二）河流的剥蚀作用
（一）片流、洪流剥蚀作用
剥蚀作用：形成冲沟
（二）河流的剥蚀作用
河谷三要素：谷坡、谷底、河床
1、河流的侵（剥）蚀作用 河水以自身的动力和夹带的 砂石对河床进行破坏，使河 谷加深、增长和拓宽过程。
物理风化作用的产物－－倒石锥
2、化学风化
化学风化作用的最终产物包括：
一是能溶于水中的可迁移物质； 一是难于迁移，堆积在原地的残积物 。
自然界中各类矿物抗风化能力顺序：
氧化物、氢氧化物＞硅酸盐＞碳 酸盐＞硫化物＞卤化物、硫酸盐
常见矿物抗风化能力顺序：
石英＞白云母＞长石＞黑云母＞ 角闪石＞辉石＞橄榄石
如果一些岩石的矿物分布均匀， 如砂岩、花岗岩、玄武岩等，并发育 有三组近于互相垂直的裂隙，把岩石 切成许多大小不等的立方形岩块，在 岩块棱角处自由表面积大，易受温度 、水溶液、气体等因素的作用而风化 破坏，经一段时间，岩块棱角消失， 在岩石表面形成大大小小的球体或椭 球体，这种现象称球形风化作用。
风化作用的方式、类型 影响风化作用的因素 风化作用的产物 不同剥蚀作用的发展过程、形成的地貌 特征（尤其是河流）
球形风化的发育过程
(a) 岩石被裂隙切割；(b)球形风化初期； (c)球形风化晚期
沿千龟山顶部红色砂岩中两组节理（走向80o和350o，倾角近直 立）和层理（地层产状155o∠9o）产生的球状风化，形如龟背。
沿缓坡面连续分布的龟状风化体，构成“千龟东奔”的自然景
球 形 风 化
第二节 剥蚀作用
以纯机械的方式对冰床岩石的破坏过程。
外力地质作用类型
外力地质作用类型一1.风化作用：在外因作用下，岩石发生机械崩解或化学分解，变成松散的碎屑或土壤。
2.剥蚀作用：岩石因机械作用或化学作用而被剥蚀。
如河岸岩石被流水冲刷，导致河岸后退；山顶被剥蚀而变矮。
3.搬运作用：风化、剥蚀的产物被搬运到它处。
(1)机械搬运---以机械方式破坏的产物（泥、砂、砾等）被流水、冰川、风搬运。
(2)化学搬运---以化学方式破坏的产物是通过真溶液或胶体溶液进行搬运。
如石灰岩溶于水之后，以Ca++，HCO3-离子形式搬运；长石风化后形成粘土矿物、二氧化硅在水中呈胶体质点被搬运。
(3)生物搬运---生物吸取介质中的化学元素来营养自己，建造其骨骼，死亡后在一定的地方堆积下来，也起着搬运作用。
4.沉积作用：搬运物在条件适宜的地方发生沉积。
如流水搬运物在河流转弯处、湖口或河口因流速减慢而沉积；风的搬运物因风力减弱或受阻拦而堆积。
(1)机械沉积---机械搬运物按机械方式沉积，受重力支配。
重的物质搬运近且先沉积，轻的搬运远而后沉积。
(2)化学沉积---化学搬运物沉淀作用受化学反应的规律支配。
在真溶液中溶解度小的物质搬运近且先沉淀，易溶物质后沉淀；水中胶体质点的沉积是通过与电解质的中和作用或正、负胶体中和作用，或水的蒸发作用等。
(3)生物沉积---生物有机体直接发生堆积。
如钙质骨骼生物堆积，成为石灰岩；植物被埋后转变成煤。
(4)生物化学沉积作用---生物作用与化学作用可以共同起作用而引起物质的沉积。
如铁细菌吸收水中的铁而沉淀出铁矿。
石灰岩（碳酸盐灰泥，原以为化学沉积，实有生物作用参与，也可能就是生物作用）。
沉积作用的产物即沉积物，分别称为碎屑沉积物，化学沉积物，生物沉积物，生物化学沉积物。
5.固结成岩作用：松散沉积物转变为坚硬岩石的过程，称固结成岩作用。
(1)压实作用---上覆沉积物压力使孔隙变少、水份挤出、变硬。
(2)胶结作用---碎屑沉积物的粒间孔隙之中有水溶液，它在成岩过程中会发生化学沉淀，这些物质使碎屑胶结变硬。
第5章风化作用与剥蚀作用
① 溶解作用：水溶液溶解岩石的某些易溶组分，使其松软、 破碎的过程。 ② 氧化作用：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，常使多价态元素从低价向 高价态转变。 ③ 水解和碳酸化作用：水解是指水离解出的OH-离子与矿
物离解出的阳离子结合形成带OH-新矿物的过程。碳酸化作
用是指当CO3溶解于水中时，形成CO32-和HCO31-离子，它们 与矿物中的阳离子结合形成易溶于水的碳酸盐或碳酸氢盐的 过程。如钾长石转变成高岭石、铝土矿和蛋白石。
一、风化作用的概念与风化作用的类型 2. 风化作用的类型 （3）生物风化
（3）生物风化作用：由生物的生命活动引起的岩石的破坏
过程，分生物物理风化作用和生物化学风化作用。
溶洞景观——地下水溶蚀的产物
四、地下水、冰川和风的剥蚀作用 1. 地下水的潜蚀作用
岩溶作用（喀斯特作用）：以地下水为主（兼有部 分地表水的作用）对可溶性岩石进行的以化学溶 蚀为主、机械冲刷为辅的地质作用以及由此产生 的崩塌作用等一系列过程。形成的地形称为岩溶 地形或喀斯特地形。
岩溶塌陷 岩溶塌 陷扩大 水流消失
土壤剖面
二、风化作用的产物 5. 土壤
铁铝土
钙层土
红土
土壤的主要类型
三、剥蚀作用的概念与地面流水的剥蚀作用
1. 剥蚀作用：各种运动介质在其运动过 程中破坏地表岩石并将其产物剥离原地
的过程。
与风化作用的重要差别：使地表矿 物或岩石剥离原地。
三、剥蚀作用的概念与地面流水的剥蚀作用 1. 剥蚀作用
根据作用方式，可把剥蚀作用分为 机械剥蚀、化学剥蚀和生物剥蚀。
的岩石碎屑为工具进行刮削、磨蚀冰床的过
程，其强度取决于冰川含岩屑的数量、岩屑
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。
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2015/11/4
氧化作用:矿物与大气或水中的游离氧反应，生成氧化 物的过程。是地球表面最为活跃的风化作用形式之一， 氧化作用通常使一些具有多种化学性质的元素由低价氧 化物转变为高价氧化物。如黄铁矿到褐铁矿的风化过程： FeS2 + nO2 + mH2O → FeSO4 → Fe2(SO4)3 → Fe2O3•nH2O
球形风化
2015/11/4
球形风化
2015/11/4
岩石的物质成分对风化作用的影响
岩石的物质成分不但影响了化学风化的过程， 也同样影响了物理风化的过程。岩石中不同的 物质成分具有不同的物理特征，还会形成不同 的结构、构造，形成差异风化。
2015/11/4
差异风化( differential weathering)----由于岩性不同导致风化速度不
风化作用产物 影响风化作用的因素
第二节 剥蚀作用
地面流水剥蚀作用
地下水、冰川剥蚀作用
海洋的剥蚀作用
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第一节 风化作用
风化作用的概念: 在地表或近地表的环境中, 在大气和水的联 合作用以及温度变化和生物活动的影响下， 所发生的一系列崩解和分解作用。
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风化是矿物和岩石的物理破碎崩解、化学分解 和生物分解等复杂过程的综合。
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温差风化
温差风化的原因是由于昼夜温差和季节温差的影响造 成岩石发生不均匀的热胀冷缩而引起的。
岩石通常是由多种矿物组成的，不同的矿物具有不同的 膨胀系数，在温度变化过程中会导致岩石中矿物之间 的结合力减弱，最终松弛崩解。即便是成分较为均一 的岩石，由于存在着岩石的各向异性，甚至是晶格结 构的差异，也可以造成热胀冷缩的差异，导致岩石的 风化。
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黄 果 树 大 瀑 布
2015/11/4
维 多 利 亚 瀑 布
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错由 动于 ，地 会质 形条 成件 纵的 向差 上异 河， 道或 的者 跌由 水于 局 瀑部 布的 。断 裂
黄 河 壶 口 瀑 布
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山 区 河 流 的 跌 水
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土 壤 残 积 层 风 化 壳
基 岩
二、风化作用的产物
土壤层 残积层 半风化层
风 化 壳 剖 面
基岩
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土壤
铁铝土
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钙层土
红土
土壤的主要类型
三、影响风化作用的因素
气候
岩石类型
花 岗 岩
石 灰 岩
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地 形
气候和植被
气候因素主要包括温度、降雨量和湿度，他们 是控制风化作用的重要因素 植被对风化作用的影响体现在：直接参与生物 风化作用；间接影响物理风化作用
“风化”被广泛用于地球科学的许多分支学 科，但“风化”一词并不能反映出这一复杂过 程的全部。风化作用可以相对的划分出物理风 化和化学风化.
风化作用的重要特征是岩石或矿物在原地遭受 分解或破坏，风化的产物仍保留在原地
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一、风化作用的类型
（一）物理风化作用 由于温度作用或机械作用引起岩石发生崩解、 破坏，但又不改变其化学成分的风化过程称为 物理风化。引起物理风化的因素也是多种多样 的。 温差风化:在一些情况下风化过程是由于岩石自 身的原因和温度变化的作用，而没有外部机械 营力的作用，称这种风化作用为温差风化。 机械风化:由于外部营力的机械作用使岩石发生 崩解的过程称为机械风化。
河谷横剖面 “V”型谷、U型谷 河谷三要素：谷坡、谷底、河床
2015/11/4
河谷三要素：谷坡、谷底、河床
河漫滩：经常被洪水淹没的谷底部分
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河谷横剖面示意图
1、下蚀作用：使河床加深的作用
溯源侵蚀（溯源侵蚀的一种形式——瀑布）
使河床加深的作用
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瀑布后退----溯源侵蚀的一种形式
盐类的结晶与潮解:由于岩石裂 隙中的盐类反复结晶、 潮解，使岩石崩解的作用。
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层裂或卸载作用
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化学风化
化学风化作用：在大气、水和水溶液的作用下, 使岩石、矿物发生分解的作用。 发生了化学反应, 成分改变 化学风化的方式： 溶解作用、氧化作用、水化作用、水解作用
2015/11/4
岩石的结构构造对风化作用的影响
岩石中的一些原生的次生的构造将影响风化作 用的进程，形成一些特殊的风化地貌。岩石中 的原生流面构造形成了板状风化 岩石中经常存在一些原生的或次生的节理，节 理的交会处是风化作用容易进行的地方，并逐 渐地形成球形风化。
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温差风化在温差大的地区最为 强烈，特别是昼夜温差大、空 气干燥、缺少植被的地区，因 此温度风化在沙漠地区最为盛 行。
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冰劈作用:由于气温的变化，岩石裂隙中的水反 复结冰和融化，从而造成岩石裂隙不断扩大， 使岩石发生崩解的作用。
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二、风化作用的产物
岩石遭受风化作用后其最终结果是形成各种风 化作用的产物。 残积物 未移动的残留在原地的风化产物 倒石堆 风化作用崩落的碎石、泥砂和其他残 积物构成的锥形堆积物，分选性、磨圆度都很 差 风化壳 大陆基岩面上的各种残积物的总和
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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。 残积型沙矿：如锡石、金刚石、自然金、铂 等 残余型矿床：如高岭土矿、铝土矿、钴土矿 等 风化壳型铁矿是风化壳矿产最重要的矿产类 型之一 风化壳矿床通常与基岩地分布范围一致，是 寻找原生矿床的标志
长 白 山 天 池 瀑 布
2015/11/4
尼 亚 加 拉 瀑 布
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在极干旱地区的干涸的湖底中，常因干缩裂开，风 沿着这些裂隙吹蚀，裂隙愈来愈大，原来平坦的地 面发育成许多不规则的背鳍形垄脊和宽浅沟槽，这 种支离破碎的地貌为雅丹地貌。
2015/11/4
乌尔禾——魔鬼的住所
2015/11/4
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。
2015/11/4
岩屑型风化壳
2015/11/4
碳酸化风化壳
2015/11/4
砖红土型风化壳
2015/11/4
古风化壳及其研究意义
古风化壳：地质历史时期形成的风化壳。 1、找矿：风化壳上常有风化矿床 2、回复古地理古气候：与风化壳厚度及成分有关 3、构造研究：风化壳具有不整合面意义（不整合 面上常有古风化壳），因此称风化剥蚀面，通过 研究不整合面（古风化壳）可知构造运动的性质。
2015/11/4
2015/11/4
风 蚀 磨菇
石林
2015/续岩层被破坏成孤峰
2015/11/4
山坡脚的碎屑堆
植物生长使岩石破裂
第五章 风化作用与剥蚀作用
Chapter 5 Weathering and Denudation
第一节 风化作用
风化作用类型
2015/11/4
风化壳
由未移动过的残积物构成的一类风化壳称为自 形壳，其特征是全部由原岩风化而成。在风化 过程中，从自形壳中带出或加入某些化学元素， 构成了次生壳。目前大多数地质工作者对风化 壳的理解基本上是那些未经移动的、原生的自 形壳。风化壳的形成是各种风化作用及其影响 因素共同作用的结果。
水化作用形成新的含水矿物改变了矿物原来的结构， 也改变了含有改矿物岩石的结构，其结果往往使矿物、 岩石的抗风化能力减弱，加速了风化的进程。
2015/11/4
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。
2015/11/4
风化壳类型： 1、碎屑型风化壳（寒冷气候）； 2、碳酸盐风化壳（干旱、半干旱气候 ，残积 物中的标志矿物为石膏、方解石） 3、硅铝型风化壳（湿热气候花岗岩经风化形 成高岭石粘土矿物 ，也称高岭石型风化壳） 4、富铝风化壳（湿热，风化较为彻底，形成 鲜明的红色硅、铝、铁的氧化物 ）
黄铁矿 硫酸亚铁 硫酸铁 褐铁矿
氧化作用发生的第一阶段形成硫酸亚铁和硫酸。硫酸的 存在又大大加速了风化的进程，促使矿物进一步分解。 第二阶段从硫酸亚铁变成硫酸铁。由于硫酸铁是不稳定 的，在氧和水的作用下进一步地转变成铁的含水化合物 褐铁矿。
2015/11/4
水解作用:在水中电离的矿物阴离子或阳离子与H2O离解成的H+ 和OH-相互结合，形成难电离的弱电解质的过程。 如地壳表层普遍存在的长石通过中间形式形成高岭石的过程就是 水解作用的典型代表： K(AlSi3O8)+H2O→ KOH+Al﹝Si4O10﹞+SiO2 正长石 高岭石 K(AlSi3O8)+CO2+H2O→ K2CO3+ Al﹝Si4O10﹞+SiO2 中间过程中会有氢氧化钾和二氧化硅随水溶液流失，只有高岭 石保留在原地，形成高岭石矿床。