矿物岩石的风化和土壤形成

第二章矿物岩石的风化和土壤形成主要教学目标：使学生了解由岩石经过风化形成母质，再由母质发育成土壤的过程。在学习过程中要特别注意什么是母质，母质与土壤有什么区别以及土壤层次的发育顺序。

第一节风化作用

一、风化作用任何事物只是处于它生存的环境时才能稳定。而地表的矿物岩石处于和它形成时的不相同的外界条件时，这种稳定性被破坏，从而发生变化，这就是矿物岩石的风化。

二、风化作用的类型

1、物理风化：由物理作用引起的矿物岩石发生物理变化的过程。又叫机械崩解作用。影响因素 :温

度变化 ,水分冻结 ,风力, 流水,冰川的摩擦力等。风化的结果使大岩石变成碎块，增大接触面，更利于化学风化进行。

2、化学风化：岩石的矿物成分发生化学成分和性质的变化。主要因素：水、二氧化碳、氧气等

主要化学风化作用的类型有 4 个：溶解作用：矿物在水中溶解的过程。造岩矿物的溶解度大小顺序为：方解石＞白云石＞

橄榄石＞辉石＞角闪石＞斜长石＞正长石＞黑云母＞白云母＞石英。

水化作用：矿物与水相结合。如赤铁矿变成褐铁矿。

水解作用：矿物与水相遇，引起矿物分解并形成新矿物。如正长石水解后释放出钾离子，变成了高岭石。

氧化作用：二价铁氧化成三价铁。使许多矿物和岩石表面染成红褐色。

3 、生物风化：生物作用使岩石就地引起的破坏。

主要因素：根系的压力和根系分泌物 10-15 磅 /cm2 微生物分解有机质产生酸 ,

三、岩石风化的产物

包括三部分：

1 、可溶性盐 : 硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氯化物等

2 、合成次生矿物 : 如伊利石 , 蒙脱石 , 高岭石等粘土矿物，以及铁铝的氧化物和氢氧化物。

3 、残余的碎屑 : 难风化的矿物和各种岩屑。

四、矿物风化的难易

1、影响因素：外界环境条件和矿物本身的成分和结构。

2、外界条件相同时，矿物风化的相对稳定性，由易到难顺序为:

石膏，方解石＜辉石＜角闪石＜黑云母＜斜长石＜正长石＜白云母＜石英＜粘土矿物

五、影响岩石风化难易的因素：

1、矿物的组成、结构和构造

2、形成时的热力条件与目前所处环境的差异

3、岩石的节理和裂隙发育状况。在有棱和角的地方，岩石的自由表面积最大，首先遭受风化，棱角首先消失变成球形，这种现象称为球状风化。

第二节风化产物的类型

一、风化产物的生态类型有五种：

1、硅质风化物 : 硅质组成或硅质胶结的岩石。石英岩 , 硅质砾岩 , 石英砂岩风化物的厚度极薄，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。

酸性土壤。

2、长石质风化物 : 花岗岩,正长岩,正长斑岩 ,流纹岩 ,粗面岩 ,长石砂岩厚层砂壤质或壤质风化物。

发育的土壤通透性能良好，植物需要的磷、钾、钙、镁等营养元素比较丰富，土壤常呈微酸性反应。

3、铁镁质风化物 : 安山岩 , 闪长岩 , 闪长玢岩 , 玄武岩 , 辉长玢岩风化层较厚，质地为壤质或稍粘重，含有大量的钙、镁、磷扽元素，惟钾的含量较少。土壤养分状况良好，保水性能强，但通气状况较花岗岩风化物稍差，较湿润地区（中性），干旱地区（微碱性）。

4、钙质风化物 : 大理岩 , 石灰岩 , 白云岩风化物是由岩石中的少量粘土矿物等残留堆积而成，

在干旱或水土流失地区所形成的风化层很薄，质地黏重。

多具石灰物质，呈中性质微碱性反应，土质黏实，土壤易干旱。

5、未成岩类物质 : 黄土 , 次生黄土 , 软页岩 , 板岩，页岩，粉砂岩，泥炭物质。这类物质不是某一类岩石的风化物，而是包括多种来源的矿物质或有机物的堆积物。这类堆积物未经成岩硬结作用，一般均具有疏松多孔的特性。

二、风化产物的地球化学类型

1、碎屑类型 :在干旱的荒漠 , 寒冷的高山地带 ,主要是碎屑、岩块。

2、钙化类型 : 降水量多 , 半干旱 , 半湿润 , 有一部分盐类流失 , 残留了很多碳酸盐类和粘土矿物

3、硅铝化类型 :温带和暖温带 , 化学物理风化强烈 , 形成了伊利石、蒙脱石等粘土矿物 ,土壤呈中性或微酸性

4、富铝化类型 :热带、亚热带的潮湿地区 , 剩下大量 Fe,Al, 形成高岭石 ,三水铝石 ,赤铁矿

三、风化产物的母质类型

岩石风化形成的成土母质，有的堆积在原处，但大多数风化产物在外力用下（重力、水流、风力、冰川等）搬运到其他地方，形成各种沉积物。

根据搬运方式和沉积特点将母质分为定积母质和运积母质。

1、定积母质 : 又叫残积母质，就地风化而未经搬运的岩石风化物，多分布在山区较平缓的高地。母质特点为：颗粒粗，厚度薄，母质疏松，通透性好。

2、运积母质，又细分为 :

（ 1）坡积母质：山坡上部的风化物，在雨水的冲刷下，其中一些较细小的碎屑发生搬运，并在山坡的中下部发生堆积，形成坡积母质。母质特点：颗粒粗细不匀，其中石砾含量较高，矿物成分不稳定。

（2）洪积母质：又叫洪积物或洪积扇，主要是由于洪水搬运沉积。母质特点：粗细混杂，分选性差，在山口处以砾石、粗砂为主，向外逐渐为细砂和粘土，土层薄，易透水。

（ 3）冲积母质或冲积物，这种母质是由于风化物在河水的侵蚀、搬运和堆积作用下形成的。母质特点：有明显的层理，而且各层中的颗粒粗细均匀。

此外还有风积母质、海水沉积母质、湖积母质等

（4）海水沉积物海积物

形成：河流携带泥沙，在海岸边沉积的物质。母质特点：颗粒粗细不一，往往硅质含量较高。（5）重积母质（塌积物）

形成：山地陡崖上的风化岩石，受重力作用而坍塌坠落——山麓及谷地局部地段上母质的类型。母

质特点：组成以碎石砾为主，无分选性，也无层次，在山麓形成倒石堆地形。

3、第四纪沉积物

第四纪距今一百万年左右。在第四纪有多次的冰川活动。沉积物包括黄土、次生黄土、红土和冰碛物

（1）黄土：形成条件：干旱和半干旱气候，季节变化极明显。由风力搬运、堆积形成性质：淡黄或暗黄色，土层厚度可达数十米，粉砂质地，粗细适宜，通体颗粒均匀一致，疏松多孔，通透性好，具有发达的直立形状，含有10-15%的碳酸钙，常形成石灰质结核。

黄色风积沉积物，，以粉砂为主，质地均一，垂直节理显著，是没有被固结的黄色堆积物。分布：太行山以西，大别山、秦岭以北，遍及陕西,甘肃 ,宁夏 , 山西 ,河南等省。