第四章 风化和剥蚀作用
风化作用剥蚀作用搬运作用
风化作用剥蚀作用搬运作用风化作用、剥蚀作用和搬运作用是地表地貌发展过程中的重要环节。
它们相互作用，共同塑造了地球的地貌特征。
下面将详细介绍这三种作用的定义、特点和作用机制。
一、风化作用：风化作用是指大气中的风对岩石和土壤的物理、化学和生物性质的改变。
风化作用主要有物理风化和化学风化两种形式。
1. 物理风化：物理风化是指岩石和土壤在风力作用下的物理破碎和颗粒磨损过程。
风力可以通过冲刷、撞击、磨擦等方式使岩石和土壤颗粒破碎，形成不同粒径的碎石和颗粒。
2. 化学风化：化学风化是指大气中的气体、水和有机物质对岩石和土壤中的矿物质的溶解和氧化作用。
例如，二氧化碳溶解在雨水中形成碳酸，与岩石中的石灰石反应，产生溶解作用，使岩石表面产生溶洞。
二、剥蚀作用：剥蚀作用是指外部力量对地表岩石和土壤的剥离和搬运过程。
剥蚀作用主要有水力剥蚀、冰川剥蚀和风力剥蚀三种形式。
1. 水力剥蚀：水力剥蚀是指水流对地表岩石和土壤的冲刷和侵蚀作用。
水流的冲刷力可以将岩石和土壤表面的颗粒剥离，并将其搬运到下游。
水力剥蚀主要发生在河流、海岸、瀑布等地形。
2. 冰川剥蚀：冰川剥蚀是指冰川对地表岩石和土壤的磨擦和剥离作用。
冰川的巨大重量和冰体的滑动会使岩石表面磨损，形成冰碛和冰蚀地貌。
3. 风力剥蚀：风力剥蚀是指风对地表岩石和土壤的磨擦和颗粒剥离作用。
风力可以将岩石表面的颗粒吹起，并形成风沙、沙丘等地貌。
三、搬运作用：搬运作用是指外部力量对岩石和土壤颗粒的搬运过程。
搬运作用主要有水力搬运、冰川搬运和风力搬运三种形式。
1. 水力搬运：水力搬运是指水流对岩石和土壤颗粒的搬运作用。
水流的流速和流量决定了其搬运能力，较大的水流可以搬运较大粒径的颗粒。
2. 冰川搬运：冰川搬运是指冰川对岩石和土壤颗粒的搬运作用。
冰川的滑移和流动会将岩石和土壤颗粒搬运到冰川前缘或侧缘，形成冰碛。
3. 风力搬运：风力搬运是指风对岩石和土壤颗粒的搬运作用。
风力可以将较小的颗粒吹起，并在空中搬运，形成风沙和沙尘暴。
工程地质常用名词解释
地质学基础名词解释第一章地质学：研究地球的一门学科。
它是关于地球的物质组成、内部构造、外部特征、各圈层间的相互作用和演变历史的知识体系。
在现阶段，由于观察、研究条件的限制，主要以岩石圈为研究对象，也涉及水圈、气圈、生物圈和岩石圈下更深的部位，以及某些地外物质。
山地:海拔500米以上，相对高差200米以上的地区称为山地，进一步划分为：(1）低山，海拔500—1000米。
2）中山，海拔1000—3500米。
3）高山，海拔大于3500米。
呈线状延展山地，称其为山脉。
具有成因联系的若干平行或大致平行的山脉，称其为山系，例如阿尔卑斯—喜马拉雅山系。
丘陵:海拔500米以下，相对高差200米内的起伏不平的地区。
平原: 地势相对平坦、面积较大，相对高差仅几十米的地区。
高原: 海拔600米以上，地势平坦广阔的地区。
盆地: 四周高，中间低形似盆状的地区大陆边缘:大陆与大洋连接的边缘地带，通常可分为以下次一级单元：大陆坡:大陆架外侧坡度明显变陡的地带，水深范围约为130——2000米，平均坡度约为4度17分。
宽度各地不，其上常发育海底峡谷和陆坡阶地。
大陆基:大陆坡与大洋盆地之间的缓倾斜地带，坡度通常为5′——35 ′，多分布于水深2000-5000米的海底。
大陆基主要由大陆坡上发育的浊流物质及滑塌物质堆积而成。
大陆架：指围绕大陆的浅水海底谷地，地势平坦，平均坡度大于0.3度（围绕大陆的浅水台地，平均坡度0度7分平均宽度约75公里，深约60米，下界深度约为130米。
）。
岛弧:延伸远，呈带状分布的弧形列岛。
岛弧向洋凸出，内侧为大陆。
海沟:岛弧外侧常发育深度大于6000米的狭长形凹地。
宽约几-几十公里。
岛弧与海沟组成了弧—海沟体系，常发育于陆、洋交界地带。
大洋盆地:海底的主体，它是介于大陆边缘与洋中脊之间的较平坦地带，一般水深4000—6000米。
深海平原:靠近大陆边缘一侧、平均深度约为4877米，坡度极小（<1/1000)的平缓地带。
工程地质学-地质作用
1.4 地貌单元
1.5.1 地貌形态 （1）基本要素：地形面、地形线和地形点 ）基本要素：地形面、 （2）地貌单元分类 ）
1.5.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 河流地貌
河流地貌地区进行工程建设时应注意的工程地质问题
1、在选址时，必须注意河流的最高洪水位，河流的冲刷规律、河岸的 、在选址时，必须注意河流的最高洪水位，河流的冲刷规律、 稳定性和地基发生管涌的可能性。 稳定性和地基发生管涌的可能性。 2、必须详细了解阶地的稳定性和地层情况及上游发生滑坡、泥石流等 、必须详细了解阶地的稳定性和地层情况及上游发生滑坡、 地质灾害的可能性。 地质灾害的可能性。 3、注意建筑物的不均匀沉降。 、注意建筑物的不均匀沉降。 4、注意古代河道的走向以减少建筑物的差异沉降。 、注意古代河道的走向以减少建筑物的差异沉降。
1.3 外动力地质作用
风化作用 主要是促使地壳表层的岩石在原地发生破碎、分解的一种破坏作用。 主要是促使地壳表层的岩石在原地发生破碎、分解的一种破坏作用。 剥蚀作用 主要指的是风化作用的产物在原地剥离下来。 主要指的是风化作用的产物在原地剥离下来。 搬运作用 风化、剥蚀后的产物，被流水、 冰川等介质搬运到其它地方。 风化、剥蚀后的产物，被流水、风、冰川等介质搬运到其它地方。 沉积作用 由于搬运介质的能量减弱，被搬运的物质从搬运介质中分离出来， 由于搬运介质的能量减弱，被搬运的物质从搬运介质中分离出来， 形成沉积物的作用。 形成沉积物的作用。 成岩作用 沉积物在压力、温度以及受到某些化学溶液的影响，发生压密、 沉积物在压力、温度以及受到某些化学溶液的影响，发生压密、胶 结及重结晶作用，固结成岩的作用。 结及重结晶作用，固结成岩的作用。
外动力地质作用名词解释
外动力地质作用名词解释外动力地质作用名词解释及详细阐述一、概述外动力地质作用，又称外营力地质作用，是指地球表面的各种外力作用对地壳表层岩石、矿物、土壤等物质进行剥蚀、搬运、沉积和形成地形地貌的过程。
这些外力作用包括风、水、冰、生物等。
外动力地质作用对于地球表面的形态、结构和物质分布具有重要影响，是地球科学领域研究的重要内容。
二、主要类型1.风化作用：风化作用是指岩石在地表环境中，由于温度变化、水的作用、生物活动等因素，导致岩石的物理性质、化学性质和矿物成分发生改变的过程。
风化作用是地表物质循环的重要环节，为其他外动力地质作用提供物质来源。
2.剥蚀作用：剥蚀作用是指风、水、冰等外力对地表岩石进行破坏、剥离的过程。
剥蚀作用可以形成各种地形地貌，如河流峡谷、风蚀地貌等。
3.搬运作用：搬运作用是指风、水、冰等外力将剥蚀下来的物质从一个地方搬运到另一个地方的过程。
搬运作用对于地表物质的分布和沉积具有重要影响。
4.沉积作用：沉积作用是指搬运过程中的物质在适当的环境条件下沉积下来的过程。
沉积作用可以形成各种沉积岩和沉积地貌，如河流冲积平原、湖泊沉积等。
三、影响因素外动力地质作用的影响因素主要包括气候、地形、岩性、生物等。
气候因素如温度、降水量等会影响风化、剥蚀作用的强度；地形因素如坡度、高程等会影响剥蚀、搬运作用的方向和速度；岩性因素如岩石类型、矿物成分等会影响风化、剥蚀作用的难易程度；生物因素如植物根系、微生物活动等会影响风化作用的进程。
四、研究意义研究外动力地质作用对于理解地球表面的形成和演化过程具有重要意义。
首先，外动力地质作用是塑造地球表面形态的主要力量，通过研究外动力地质作用可以揭示地形地貌的形成机制和演化过程。
其次，外动力地质作用与自然资源的关系密切，如风化作用形成的土壤是农业生产的基础，剥蚀和沉积作用形成的矿产资源是人类社会发展的重要物质保障。
通过研究外动力地质作用，有助于预测自然资源的分布和开发潜力。
石油大学地质学基础——第四章 沉积岩
常用的碎屑颗粒粒度分级表
2的几何级数制 粒 巨 粗 中 细 粗 中 细 砾 砾 砾 砾 砂 砂 砂 粉砂 细粉砂 砂 级 划 分 巨 中 砾 卵 砾 砾 石 石 颗粒直径(毫米) ＞256 256～64 64～4 4～ 2
2～1 1～0.5 0.5～0.25 0.25～0.125 0.125～0.0625 0.0625～0.0312 0.0312～0.0156 0.0156～0.0078 0.0078～0.0039
包括发生变质作用以前或因构造运动重新抬升到
地表遭受风化作用以前所发生的一切作用。
成岩作用类型：
压实作用、压溶作用 胶结作用、交代作用
重结晶作用和矿物的多形转变作用
溶解作用
（1）压实作用 沉积物在上覆水层和沉积层的重荷(压力)下， 或在构造形变的作用下，发生水分排出、孔隙度降低、 体积缩小的作用。
粘土的孔隙度80%
20%
（2）压溶作用 随埋藏深度的增加，碎屑颗粒接触点上因压力增大， 发生晶格变形和溶解作用。 压实作用和压溶作用是持续进行的。
（3）胶结作用 从孔隙溶液中沉淀出矿物质（胶结物），将松散 的颗粒固结起来的作用。 是碎屑沉积物的主要成岩方式。
常见的胶结物有：硅质、钙质、铁质、粘土、石膏等。
2. 沉积岩的分类
根据沉积岩原始沉积物质成分的来源 1.母岩风化产物为主的沉积岩 碎屑岩 化学岩
砾岩 砂岩 粉砂岩 粘土岩 碳酸盐岩 硫酸盐岩 卤化物岩 硅岩 其它化学岩
3.生物遗体为主的沉积岩 2.火山碎屑物质为主的沉积岩
可燃有机岩 非可燃有机岩
火山碎屑岩
煤 油页岩
第二节 沉积岩的一般特征
1. 沉积岩的化学成分 与岩浆岩类似，相对富Fe 3+ 、Na2O、H2O、CO2。 2. 沉积岩的矿物成分 岩屑、矿屑、粘土、蒸发矿物、碳酸盐等。暗色矿物很少。 3. 沉积岩的颜色
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
风化作用与剥蚀作用一
溶解作用的结果是：易溶物质流失，难溶物 质残留原地，岩石孔隙增多，硬度变小，岩石被 破坏。
氧化作用
化学风化
金黄色
黑褐色 铁帽——硫化物矿床标志
本次课堂小结
风化作用的类型和产物
物理风化；化学风化；生物风化
风化壳和土壤
风化壳等
影响风化作用的因素
气候和植被；地形；岩石特征
思考题
基本概念 风化作用 风化壳 差异风化 生物风化作用 土壤 简述下列两组基本概念的主要区别 1.物理风化与化学风化； 2.土壤与风化壳。 画示意图说明风化壳的垂直分带。 球形风化是怎样形成的？ • 风化作用的类型和主要方式是什么？ • 研究风化作用的意义是什么？ • 研究风化壳有何意义？
岩石本身性质
结构、构造： 岩石中矿物的粒度大小，等粒不等粒，胶结物的 性质和胶结程度，也影响风化作用的速度。细粒、 等粒，胶结好的岩石抗风化能力强。疏松的岩石 有利于水溶液渗透和生物的活动，因而抵抗风化 的能力弱。
球形风化
安徽黄山
风动石
福建东山岛风动石
风动石属花岗岩石质， 其棱角经风化而剥落， 天长日久，形成球状。
差异风化：
当抗风化能力强弱不同的岩石组合在一起时，抗 风化弱的岩石组成负地形，抗风化强的岩石组成 正地形。
贵州三都县 恐龙蛋？！ 30年出产一次！
寒武纪，贵州三都还是一片深海，碳酸钙分子游离 于深海的软泥中，在特定化学作用下它们渐渐凝聚 在一起形成结核，经过上层沉积物的不断压实，软 泥和结核都变成了埋藏于深海地下的岩石，软泥成 了泥岩，而结核成了石蛋，经过亿万年的地质运动， 它们最后就暴露于地表。 由于差异风化，泥岩构 成的崖壁风化速度快，而结核形成的石蛋风化速度 慢，当泥岩层层风化剥落石蛋就慢慢孕育而出。由 于围岩和石蛋的风化速度大约相差30年，所以每过 30年左右石蛋在重力作用下就自动脱落滚落到山脚。
9 风化作用与剥蚀作用
2 地形因素 • （1）地形高低的变化会造成气候垂直分带； • （2）山坡的陡缓影响地下水位、植物的生长。 • （3）朝阳面温差大，风化强，而背阳面则相反。
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3 岩石性质：结构、构造、胶结物、裂隙发育程度
（1) 岩石的结构、构造：结构均匀者难以风化。 （2) 沉积岩中的胶结物：钙质胶结比泥质和硅质胶结易风化。
风化作用是所有外动力地质作用得以发生的序幕。
风的地质作用≠风化作用
第一节 风化作用
风化作用的类型 风化作用的产物 影响风化作用的因素
根据风化作用的方式和特点，风化作用可分为物理风化作用、 化学风化作用和生物风化作用。
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• 物理风化作用 Physical weathering
第二节 剥蚀作用
地面流水 地下水、冰川风 海洋（湖泊）
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小 结
剥蚀作用
1 地面流水的剥蚀作用
2 地下水、冰川和风的剥蚀作用 3 海洋（及湖泊）的剥蚀作用
重点掌握
1 河流的侵蚀作用过程
2 岩溶地貌类型
3 冰川及海洋的剥蚀作用产物和地形
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特征：
仅机械破碎、化学成分无明显改变 物理风化作用的方式： 温差风化、冰劈作用、 盐类的结晶与潮解、层裂或卸载作用
第一节 风化作用
风化作用的类型 风化作用的产物 影响风化作用的因素
1、物理风化作用 Physical weathering (1)温差风化: 岩石表层温度发生周期性变化而 使岩石崩解的过程。干旱的沙漠气候带常见。 撒哈拉大沙漠温差可达61ºC，机理（？）。
（ 2 ）降水量：降水量大，出现潮湿气候，有利于化学风化和 生物风化作用；降水量小，出现干旱气候，温差大，雨量小， 物理风化作用显著。
第四章 风化作用
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二、风化作用的阶段
• 由于各地风化条件的 元素迁移序列 差异，使岩石的风化 进程不一，从而使风 1. 强烈移的 化壳的发展处于不同 的阶段。各阶段，元 2. 易移失的 素的物化性质、生物 3. 可移失的 的选择性吸收以及气 候和地形等的影响， 4. 略可移的 使元素的迁移按一定 5. 实际上不 顺序进行。见表 移失的
• • 一、矿物：各类矿物在水中的溶解度不同， 风化速度不同。卤化物—硫酸盐—碳酸盐— —磷酸盐——硅酸盐 1）主要矿物的表现；浅色矿物如石英、钾长 石等，暗色矿物如橄榄石、辉石、角闪石、 黑云母等，硫化物矿物如黄铁矿等，碳酸盐 矿物如方解石等， 2）重要矿物的表现：石英（碎屑）、长石 （高岭石化）类、云母类（黑云母氧化为铁 矿物及粘土矿物）、铁镁矿物（氧化为铁、 镁的氧化物）、碳酸盐矿物（碳酸盐既钙质 充填物充填裂隙、气孔等）
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• 2、岩石：抗风化能力与岩石性质（矿物组 成，结构构造） • 花岗岩（气候条件影响、湿热气候易风化， 风化土壤含钾高有利植物生长。球状风 化）、玄武岩（易风化，土壤中矿物质较 多。棕色或棕红色，柱状节理发育地区风 化不强烈时常常为陡峭的地形）、页岩 （易风化，地形平坦，土壤中矿物质含量 高，弱风化土壤贫瘠）、石灰岩（盖层少， 水土流失严重，石灰岩地区岩溶地貌发 育——地下水库）。
迁移序列的组成
Cl (Br, I), S Ca, Na, Mg, K SiO2 (硅酸盐 的), P, Mn Fe, Al, Ti SiO2（石英的）
• 风化作用的阶段包括： • 1．物理风化为主的碎屑阶段： 是岩石风化的初期， 以物理风化为主，化学风化不明显，只有最易淋失的 氯（Cl）和硫(S)发生移动。风化壳中为粗大的岩石 碎屑，缺乏粘土矿物，为岩石遭受全面风化作准备， 形成碎屑残积物。 • 2．化学风化为主的钙淀积或饱合硅铝阶段 ：岩石遭 受进一步风化。Cl、S都已从风化壳中淋失，K、Na、 Ca、Mg在风化壳中发生移动，随着流水的作用，部 分钙与CO3-结合成碳酸钙，沉淀在岩石碎屑空隙中， 形成富钙的残积层，其中粘土矿物主要是蒙脱石和水 云母。处于这一阶段的风化壳类型形成的土壤为内蒙 古、东北等地的黑钙土、栗钙土；新疆等地的灰钙土、 漠钙土等。
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。
4.5外力,风和风化_普通地质学
物理风化的主要方式
1. 温差风化：岩石表层温度的周期性变化使岩石崩解，多在 温差大的干旱和半干旱地区发生。 2. 冰劈作用：岩石裂隙中的水结冰后体积膨胀,溶化后体积 变小，再加入水，然后再次膨胀,长期反复作用引起岩石破裂。 主要发生在高纬度及高山区。 3. 盐类的结晶与潮解作用：与冰劈类似。盐类结晶使体积增 大，多发生在干旱及半干旱地区。
富铝化阶段 砖红土风化壳 赤道热带区
古风化壳：地质历史时期形成的风化壳 古土壤：地质历史时期形成的土壤
昆仑山顶风化壳
古风化壳
现代风化壳
风的地质作用
风是空气的水平运动。它起源于太阳对大气的幅射，形成 于不同的纬度分带和地理分区。 风是导致沙漠化，风成黄土与风灾的直接原因之一。 大气系统是一个受到多种不确定因素影响的复杂系统；因 此气候变化的长期行为是不可预测的。
Cl(Br,B,I); S K , C a , N a , M g, F, Sr SiO 2, M n , P, B a , R b , N Al, Fe, Ti SiO 2(石 英 )
风化作用阶段 风化壳类型
气候类型
机械破碎阶段 机械风化壳 高纬寒冻区
富钙化阶段 碳酸盐风化壳 中纬温带区
富硅铝阶段 高岭土风化壳 低纬亚热带区
4FeSO4(硫酸亚铁) + 8H2O4Fe(OH)3 +4H2SO4 溶解作用:
卤化物、硫酸盐、碳酸盐等矿物易溶于水的作用。 最常见是碳酸盐矿物溶于含CO2的水溶液中， 如：
CaCO3(方解石) +H2O +CO2Ca(HCO3)2
化学风化的主要方式:
水解作用:水中H和OH-离子置换矿物在水中离解出的离子的作 用。如 4K[AlSi3O8]( 钾 长 石 )+6H2O Al4[Si4O10](OH)8 ( 高 岭 石 ) +8SiO2(蛋白石胶体)+4K(OH)(溶液) 水化作用：水分子结合到矿物晶格中变成为含水的新矿物。如
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1.残积物
残积物：岩石矿物经过风化作用后，残留在原地的物质称 为残积物。 残积物经过生物风化作用可形成土壤（soil） 残积物的特点 经过了风化作用，性质与下伏母岩有成因上的联系。 没有经过搬运作用。无分选性，无层理 分布在分水岭和平缓的山坡上
1. 2. 3.
2.风化壳
表层 土壤（粘土矿物＋腐殖质）
第二部分 外动力地质作用
外力地质作用
由外部能源引起的地质作用，或者说是以外部能 源为主引起地球表层的物质成分、地表形态等发 生变化的地质作用。
主要内容
第四章 风化和剥蚀作用
第五章
第六章 第七章
地面流水的地质作用
海洋和湖泊的地质作用 风的地质作用
第四章
风化和剥蚀作用
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
洪流 河流
地下水的剥蚀作用（溶蚀作用）
三、气候
气候因素主要是指温度（气温）和湿度（降水 量）。
气温直接影响化学风化的速度
温差大小影响物理风化的速度 降水量影响化学风化的强弱
埃及
典型的例子：克雷帕特拉石柱
纽约
两者还决定了风化作用的类型和方式： 风化类型类型
冰冻气候区
冰劈作用为主，基本不发生化学风化
干旱、半干旱 温差风化为主，化学风化微弱 温暖潮湿 炎热潮湿 化学风化为主、生物风化次之 化学风化、生物风化均十分强烈
物理风化作用使岩石碎裂、崩解、剥落的碎块和 岩屑在重力作用下滚落到基岩的坡脚，形成坠积 物。 其特点是大小混杂、层次不清，岩屑成分与原岩 基本相同。
（二） 化学风化作用chemical weathering
化学风化：是指在大气、水和水溶液的作用下 岩石、矿物发生的分解作用。
1. 2.
常见化学风化方式： 氧化作用 碳酸化作用
生物化学风化作用
生物在新陈代谢过程中的分泌物和生物死亡后的 遗体腐烂形成腐殖质作用于岩石，使岩石分解。 细菌和植物常析出有机酸、硝酸、碳酸、亚硝酸 和氢氧化铵等腐蚀岩石。
如：每克土壤中可含几百万个微生物，强烈破坏岩 石
第三节 影响风化的因素
虽然所有的岩石都会风化，但并不是都按同 一条路径或同一个速率变化的。
岩石裂隙中的盐类反复结晶、潮解、使岩石崩解 的作用
干旱和半干旱气候带
白天：温度高，蒸发强，裂隙中的盐类过饱和结 晶，体积膨胀，产生压力使岩石产生微裂隙并扩 大 夜间盐类结晶吸收水分潮解，溶液渗入新裂隙中
反复作用，导致崩解 盐是从地下水通过毛细作用进入裂隙的
2、物理风化作用的主要特点
1.不同的元素具有不用的迁移能力
极易迁移：Cl（Br、B、I）、S
易被迁移：K、Ca、Na、Mg、Zn、U 可迁移：SiO3（硅酸根）、Mn、P、Ni、Cu 略可迁移：Al、Fe、Ti 不迁移：SiO2（石英）
2.不同的矿物具有不同的抗风化能力
和自身的化学性质、元素组成、形成环境、颜色 有关 抗风化能力： 自然元素>氧化物、氢氧化物>硅酸盐、硫化物> 硫酸盐、卤化物
第一节 风化作用的概念与分类
一、风化作ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(weathering)的概念
风化作用：暴露在地表和接近地表的各种岩石， 在温度变化、水及水溶液的作用、大气及生物作 用下原地发生的破坏作用，称为风化作用。
岩石被风化是地球物质对环境变化的一种反应， 直到原有物质逐渐变化至与新的环境处于平衡为 止。 岩石遭受风化作用的结果： 单纯的机械破碎
残积层（粘土矿物、其他风化产物，不含腐殖质） 半风化层（轻微风化的岩石）
未风化基岩
风化壳（crust of weathering）：陆地表面由残积物和土壤 构成的一层不连续的、厚薄不均的薄层。包括土壤、残积层、 和半风化层。 风化壳是各种风化作用的综合产物。
风化壳的厚度、结构及土壤的特征都与气候关系 密切。
• 当岩石物理风化时,不改变原岩的化学成分，而是 被破碎成碎屑颗粒。
1、物理风化作用的方式
• • • •
温差作用 冰劈作用 盐类的结晶与潮解 其他：释重
温差作用
岩石导热性差，白天岩石接受太阳辐照 表面升温快，产生膨胀，而内部升温慢，产生平 行岩石表面的裂隙；夜间，岩石表面降温快，收 缩，内部降温慢，基本不收缩，产生垂直与岩石 表面的微裂隙。反复作用，从而使岩石碎裂。 岩石中各矿物的膨胀系数不同，温度的变化就会 引起差异性膨胀和收缩，单矿物会撒落。
一百年后，英格兰的一块灰岩可能会风化消 失，而北非沙漠中更易风化的雪花石膏山， 也许在几千年后还依然完好无损。 岩石成分、岩石结构、裂隙发育程度、气候、 地形是影响岩石和矿物风化的主要因素。
一、岩石成分
岩石的成分是指岩石的矿物成分及矿物的化学成 分两个方面。 相同条件下，岩石成分决定了岩石遭受风化的强 度和速度。
①
②
岩石矿物的分解
二、风化作用的分类
风化作用按照性质可分为三类： 物理风化 化学风化
生物风化
注：生物风化可以分为物理的和化学的两部分，所以主要讨 论物理风化作用和化学风化作用
化学风化
物理风化（机械风化）
（一） 物理风化（机械风化作用）
Physical weathering
概念：由于（大气）温度变化的影响，岩石在原 地发生碎裂（崩解）的作用。
3.
水溶液作用（溶解、水解、水化）
（三） 生物风化作用
生物风化作用biological weathering：生物的生命 活动引起的岩石和矿物的分解破坏作用。 分为：生物物理风化作用 生物化学风化作用
生物物理风化作用
植物的根茎深入到岩石的裂缝中，水也沿裂缝 慢慢渗入。当树木逐渐长大、根茎逐渐长粗变 长，岩石也被涨裂分解。 动物掘地常常使新鲜的岩体暴露至地表，遭受 更有效的风化。 人类在采矿、修路或建筑基础工程时，会对岩 体造成破坏。
地
区
风化壳厚度
特
点
热带/亚热带
温 带
50-100m
20-50m 15m
砖红土铝土矿层
褐色土 栗钙土、棕钙土
干旱、半干旱/寒冷地区
第五节 剥蚀作用
剥蚀作用：各种外力在运动状态下对地面 岩石及风化产物的破坏作用。
剥蚀与风化作用在大自然中相辅相成。只有当岩
石被风化后，才易被剥蚀。而当岩石被剥蚀后， 才能露出新鲜的岩石，使之继续风化。
冰劈作用
在自然界中，水的凝固是岩石破碎最有效的机制之一。水在凝结时体积 会膨胀近9.2％，产生的压力（2000kg/cm2）（108kg/cm2）足以使岩石出 现裂缝甚至发生断裂。
岩石裂隙中的水
气温变化
裂隙扩大
结冰、融化
岩石破碎崩解
多发生在高寒地区 古代曾用于采石作业
盐类的结晶与潮解
地形
地势的高度能造成气候的垂直分带：山麓与山顶 的温度、气候差别很大，因而其生物界面貌显著 不同。 气候的差异导致风化作用的类型和速度均不同
地形的陡缓、阳坡和阴坡等都对风化有影响。
地形条件影响到岩石裸露的多少。
第四节 风化壳及土壤
各种类型的风化作用通常不是孤立进行的，而 是相辅相成、协同发展的。 陆地表面的岩石经过长期风化作用后，各种矿 物发生不同程度分解，可迁移的成分从原矿物 中迁移出来随流水带走，剩下的物质残留在原 地，称为残积物（eluvium）
剥蚀作用塑造了千姿百态的地貌形态，同时为地 表的沉积物提供了物质来源。
剥蚀作用按破坏方式分为：
1.
2.
机械剥蚀作用（含生物的机械剥蚀）
化学剥蚀作用（含生物的化学剥蚀）
介质（河流、海洋、冰川等）的运动方式不同，剥蚀的 过程和产物也不同。
坡流
地面流水的剥蚀作用 海水的剥蚀作用 风的剥蚀作用 冰川的剥蚀作用
风化速率的多样性， 可以从不同岩石类型 的古老的墓碑之间表 现出来（如右图）。 花岗岩碑
大理岩碑
差异风化 相同的自然条件下，由于岩性（矿物组成）的不 同导致风化速度不同，使岩石表面出现凹凸不平 的现象。
二、岩石结构、裂隙发育程度
结构越疏松，颗粒越粗大、裂隙越发育，风化作 用越容易。 球形风化（spheroidal weathering）：由于风化 作用的影响，岩石表面趋于圆化（球状）的现象。
风化作用的概念与分类 风化作用的类型 影响风化作用的因素 风化壳 剥蚀作用的概念 剥蚀作用的分类
大约在2000年前，人们还相信高山、湖泊和沙漠 都是地球永恒的特征。可现在我们已知道高山最 终将被风化和剥蚀而被夷为平地，湖泊将被沉积 物和植被填满，沙漠则随着小气候的变化而行踪 不定。
地球上的物质无时无刻不在运动着。矿物和岩石 在地表条件下发生的机械碎裂和化学分解过程叫 做风化作用，把通过风、水流及冰等动力媒体将 风化产物搬离原地的过程叫做剥蚀作用。