第四章 残积物及风化壳
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第四章：残积物及风化壳
4.1 风化作用阶段及其产物
暴露地表的岩石，受太阳辐射、温度变化、 水和生物的作用，发生破碎和分解，形成各种岩 屑、砂粒和粘土，这种作用称为风化作用。
风化作用与残积物的形成
风化作用
物理风化
温差风化
冰劈作用
盐类的结晶
溶解作用起重要作用的地区
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的和化学的风化作用。
在相同气候条件下，基岩性质对残积物有重要影响。
可溶性岩石(石灰岩、白云岩、大理岩、 石膏及其他生物化学岩 类等)风化时，钙质残积阶段较长，溶解物大部分被水介质搬运走, 岩石 中原有的粘土、铁、铝等杂质聚集成残积粘土层，通常经高 价铁染红，称为赭土，它不同于完全由次生粘土组成的红土。 花岗岩石有较多的硅铝，但含钙少，风化时可较快达到硅铝阶段， 形成富含石英、高岭石的残积物。 玄武岩含钙多，其富钙阶段比花岗岩长，残积物中含较多碳 酸钙 白色薄膜。橄榄岩等超基性岩含铁量高，在硅铝化阶段就能生成 含褐铁矿，针铁矿和水赤 铁矿的残积层。 砂岩、片麻岩与花岗岩相似。页岩、板岩、千枚岩等缺乏钙质，一 开始就进入 硅铝阶段,形成粘土残积层.而石英岩抗化学风化能力极 强．一般只受物理风化而形成石英砂。
植 物 对 岩 石 的 作 用
生命赞歌—昆仑山上的松柏
地 衣
与人有关的生物物理风化作用
4.2
残积物与风化壳
地表岩石经受风化作用物理破坏 和化学成分改变后，残留在原地的 堆积物，称为残积物。
具有多层结构的残积物剖面称风 化壳。
残积物
岩性：（1）原岩岩屑 岩块、角砾、粉砂级颗粒 （2）风化残余矿物 抗风化能力：氧化物>硅酸盐>碳酸盐和硫酸盐>卤化物 溶解度：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>白云母和石英 （3）地表新生矿物 主要是粘土矿物和胶体矿物
第四纪地层中的古土壤是通过与现代土 壤结构对比，以及对古土壤层的颜色、岩 性、化学成分 、矿物成分、微结构、孢粉 组合和粘土矿物等的综台研究确定的。第 四纪黄土中古土壤发育较 好，常由几个时 代形成的古土壤组成古土壤系。
以黄土中的褐士型古土壤为例， 其结构虽有改变，但仍可分为2层 （左图），顶部粘化层，呈棕红色， 粘性重，腐殖层往往不显著，含 Fe2O3较高，极少CaCO3，孢粉中 有木本植物花粉，高岭土矿物多， 裂隙发育，当于现代土壤的A层或 AB层。 其下为灰黄色淀积层(C层)，聚集 大量碳酸钙，形成大小不一和形态 变化多样的钙质结核群，有时连结 成板状。再往下为黄土(成土母岩)。
气候类型与土壤类型及中国的土壤分布
古土壤Βιβλιοθήκη Baidu
在地质时期形成的土壤称古土壤。 因其往往被后期地层所埋藏，故又称埋藏 土壤(也有的露出地表)。古土壤上层的腐殖 层因遭冲刷、淋滤和炭化，不易保存下来。
古土壤的时代越老，越不易辩认。目前， 只形成于第四纪的古土壤才较有把握识别。 冲刷、淋滤和炭化，不易保存下来。
砖 红 土 型 风 化 壳
古风化壳
已形成的风化壳由于种种原因被后来的 堆积物所掩盖，避免了强烈的剥蚀作用， 其被保留下来的部分称古风化壳。
4.3 土壤与古土壤
土壤是以各种风化产物或松散堆积物为 母质层，经过生物化学作用为主的成土作 用改造而成的岩石表层物质,是陆地表面具 有一定肥力的能生长植物的疏松表层。
构造：（1）全风化带 （2）半风化基岩带 （3）未风化基岩带
残积物类型
1、岩屑型残积物 2、硅铝-碳酸盐（或硫酸盐）型残积物 3、硅铝粘土型残积物 4、铁铝型残积物
风化壳
现代风化壳剖面
昆仑山顶风化壳
风化壳的类型
各气候带风化壳发育情况示意图 （据W.K.Hamblin,1981,黎彤修改）
O层（有机质层）
A层（腐殖质层）
E层（淋溶层） B层（淀积层）
C层（风化层）
R层（基岩层）
土壤剖面
腐殖层 淋溶层 淀积层
土壤类型
成土母质 气 候 生 物 地 形 时 间
人类生产活动的影响
土壤类型主要取决于气候和植被（有机 质来源），而植被发育程度又受气候控制。 当气候条件发生变化时，土壤也会为适应 新的气候条件而改变 土壤类型，故土壤呈现 可逆性变化，这是它与风化壳的重要区别。 气候分布具有地带性，所以土壤的类型在地 球上也呈地带性分布。如我国主要土壤类型 的分布，就具有十分明显的地带性特征
4.1 风化作用阶段及其产物
暴露地表的岩石，受太阳辐射、温度变化、 水和生物的作用，发生破碎和分解，形成各种岩 屑、砂粒和粘土，这种作用称为风化作用。
风化作用与残积物的形成
风化作用
物理风化
温差风化
冰劈作用
盐类的结晶
溶解作用起重要作用的地区
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的和化学的风化作用。
在相同气候条件下，基岩性质对残积物有重要影响。
可溶性岩石(石灰岩、白云岩、大理岩、 石膏及其他生物化学岩 类等)风化时，钙质残积阶段较长，溶解物大部分被水介质搬运走, 岩石 中原有的粘土、铁、铝等杂质聚集成残积粘土层，通常经高 价铁染红，称为赭土，它不同于完全由次生粘土组成的红土。 花岗岩石有较多的硅铝，但含钙少，风化时可较快达到硅铝阶段， 形成富含石英、高岭石的残积物。 玄武岩含钙多，其富钙阶段比花岗岩长，残积物中含较多碳 酸钙 白色薄膜。橄榄岩等超基性岩含铁量高，在硅铝化阶段就能生成 含褐铁矿，针铁矿和水赤 铁矿的残积层。 砂岩、片麻岩与花岗岩相似。页岩、板岩、千枚岩等缺乏钙质，一 开始就进入 硅铝阶段,形成粘土残积层.而石英岩抗化学风化能力极 强．一般只受物理风化而形成石英砂。
植 物 对 岩 石 的 作 用
生命赞歌—昆仑山上的松柏
地 衣
与人有关的生物物理风化作用
4.2
残积物与风化壳
地表岩石经受风化作用物理破坏 和化学成分改变后，残留在原地的 堆积物，称为残积物。
具有多层结构的残积物剖面称风 化壳。
残积物
岩性：（1）原岩岩屑 岩块、角砾、粉砂级颗粒 （2）风化残余矿物 抗风化能力：氧化物>硅酸盐>碳酸盐和硫酸盐>卤化物 溶解度：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>白云母和石英 （3）地表新生矿物 主要是粘土矿物和胶体矿物
第四纪地层中的古土壤是通过与现代土 壤结构对比，以及对古土壤层的颜色、岩 性、化学成分 、矿物成分、微结构、孢粉 组合和粘土矿物等的综台研究确定的。第 四纪黄土中古土壤发育较 好，常由几个时 代形成的古土壤组成古土壤系。
以黄土中的褐士型古土壤为例， 其结构虽有改变，但仍可分为2层 （左图），顶部粘化层，呈棕红色， 粘性重，腐殖层往往不显著，含 Fe2O3较高，极少CaCO3，孢粉中 有木本植物花粉，高岭土矿物多， 裂隙发育，当于现代土壤的A层或 AB层。 其下为灰黄色淀积层(C层)，聚集 大量碳酸钙，形成大小不一和形态 变化多样的钙质结核群，有时连结 成板状。再往下为黄土(成土母岩)。
气候类型与土壤类型及中国的土壤分布
古土壤Βιβλιοθήκη Baidu
在地质时期形成的土壤称古土壤。 因其往往被后期地层所埋藏，故又称埋藏 土壤(也有的露出地表)。古土壤上层的腐殖 层因遭冲刷、淋滤和炭化，不易保存下来。
古土壤的时代越老，越不易辩认。目前， 只形成于第四纪的古土壤才较有把握识别。 冲刷、淋滤和炭化，不易保存下来。
砖 红 土 型 风 化 壳
古风化壳
已形成的风化壳由于种种原因被后来的 堆积物所掩盖，避免了强烈的剥蚀作用， 其被保留下来的部分称古风化壳。
4.3 土壤与古土壤
土壤是以各种风化产物或松散堆积物为 母质层，经过生物化学作用为主的成土作 用改造而成的岩石表层物质,是陆地表面具 有一定肥力的能生长植物的疏松表层。
构造：（1）全风化带 （2）半风化基岩带 （3）未风化基岩带
残积物类型
1、岩屑型残积物 2、硅铝-碳酸盐（或硫酸盐）型残积物 3、硅铝粘土型残积物 4、铁铝型残积物
风化壳
现代风化壳剖面
昆仑山顶风化壳
风化壳的类型
各气候带风化壳发育情况示意图 （据W.K.Hamblin,1981,黎彤修改）
O层（有机质层）
A层（腐殖质层）
E层（淋溶层） B层（淀积层）
C层（风化层）
R层（基岩层）
土壤剖面
腐殖层 淋溶层 淀积层
土壤类型
成土母质 气 候 生 物 地 形 时 间
人类生产活动的影响
土壤类型主要取决于气候和植被（有机 质来源），而植被发育程度又受气候控制。 当气候条件发生变化时，土壤也会为适应 新的气候条件而改变 土壤类型，故土壤呈现 可逆性变化，这是它与风化壳的重要区别。 气候分布具有地带性，所以土壤的类型在地 球上也呈地带性分布。如我国主要土壤类型 的分布，就具有十分明显的地带性特征