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1、《地質(zhì)地貌學(xué)》長(zhǎng)安大學(xué)地質(zhì)工程系成玉祥chjkk2003@163.com第四章風(fēng)化作用第一節(jié)風(fēng)化作用的類型第二節(jié)影響風(fēng)化作用強(qiáng)度的因素第三節(jié)主要礦物和巖石的風(fēng)化第四節(jié)風(fēng)化殼第一節(jié)風(fēng)化作用的類型一、風(fēng)化作用所謂風(fēng)化作用，就是巖石在地表常溫常壓下，遭受大氣、水、水溶液及生物的破壞作用，使堅(jiān)硬的巖石變成疏松堆積物的過(guò)程。巖石的風(fēng)化作用按作用因素與作用性質(zhì)的不同，可分為物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化與生物風(fēng)化三大類，事實(shí)上這三者常是聯(lián)合進(jìn)行與相互助長(zhǎng)的，劃分只是為了討論的方便。物理風(fēng)化是指巖石在外力影響下，機(jī)械地分裂成碎屑，
2、只改變大小與外形，而不改變成分的過(guò)程。產(chǎn)生物理風(fēng)化的原因以地球表面溫度的變化為主，所以物理風(fēng)化大都屬于熱力學(xué)的風(fēng)化。此外，巖石空隙中水的凍結(jié)與融化，巖石空隙中鹽的結(jié)晶脹裂，均會(huì)促使巖石破碎。（1）礦物巖石的差異性脹縮。（2）水的凍融作用。（3）礦物的水化與結(jié)晶膨脹作用。二、化學(xué)風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化作用是指巖石在地表與水、氧氣、二氧化碳和生物分解的氣體及有機(jī)質(zhì)等長(zhǎng)期接觸，在原地逐漸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而分解，不但改變其物理狀態(tài)，而且改變了化學(xué)成分的作用。（1）溶解作用。水是一種天然的溶劑，礦物镕于水的過(guò)程就是溶解作用。自然
3、界中易溶于水的礦物有鹵化物、硫酸鹽和碳酸鹽類礦物等。礦物溶解度的大小除決定于本身的性質(zhì)外，尚與溫度、壓力和水溶液的性質(zhì)等條件有關(guān)。當(dāng)水中含有CO2時(shí)，可加速石灰?guī)r（方解石組成的巖石）的溶解過(guò)程。反應(yīng)式如下：（2）水化作用。有些礦物與水作用時(shí)，能夠吸取水分作為自己的組成部分，形成新礦物，稱為水化作用。例如，硬石膏水化作用后形成石膏。（3）水解作用。水具有微弱的離解性質(zhì)，即一部分水可離解成為含有活潑的H+和OH—離子的溶液。礦物溶于水后，也出現(xiàn)離解現(xiàn)象，這些離解物質(zhì)與水中的H+或OH—離子互相作用形成新的化合
4、物，這叫水解作用。（4）氧化作用。空氣中的氧在有水的情況下，氧化力很強(qiáng)，巖漿中的鐵多為低價(jià)鐵，可被氧化為高價(jià)鐵，從而使結(jié)晶格架破壞，例如：三、生物風(fēng)化生物及其生命活動(dòng)對(duì)巖石、礦物產(chǎn)生的破壞作用稱為生物風(fēng)化，實(shí)際上也表現(xiàn)為物理與化學(xué)兩種形式。生物的物理風(fēng)化方面，如樹(shù)根在巖隙中長(zhǎng)大，穴居動(dòng)物的挖掘等，都引起巖石的崩解和破碎。第二節(jié)影響風(fēng)化作用強(qiáng)度的因素一、巖石性質(zhì)（1）巖石的礦物成分。巖石的礦物成分單一的，受熱后差異膨脹較小，因而較能抵抗風(fēng)化。面礦物成分復(fù)雜的巖石，因各礦物的抗風(fēng)化強(qiáng)弱不一，部分礦物先行風(fēng)化，
5、就會(huì)促使巖石崩解。巖石由于礦物成分不同，顏色也不同，通常深色的礦物吸熱多且快，比淺色礦物容易風(fēng)化。（2）巖石的結(jié)構(gòu)。礦物顆粒細(xì)小已呈等粒狀結(jié)構(gòu)的巖石，比粗粒狀的和斑狀的巖石抵抗物理風(fēng)化的能力較強(qiáng)，因?yàn)榍罢咴跍囟茸兓瘯r(shí)產(chǎn)生不均勻的膨脹較少‘堅(jiān)硬致密的巖石，抵抗風(fēng)化的能力較強(qiáng)，而疏松多孔的巖石與水分、空氣接觸的面積大，容易進(jìn)行化學(xué)風(fēng)化。一般說(shuō)，較堅(jiān)硬的砂巖、板巖與石英巖等，它們的風(fēng)化作用是以物理崩解為主，但崩解并不徹底，因此，在地表上常產(chǎn)生大量的碎石缺。（3）巖石的構(gòu)造。巖石有層理或片理裂隙的易被水分空氣侵人
6、而引起風(fēng)化，某些巖石常有節(jié)理或處于斷裂帶的，也常常風(fēng)化比較劇烈。某些相當(dāng)堅(jiān)硬的巖石，由于有垂直節(jié)理，可以形成陡峻的崖壁，壁下則堆積著許多風(fēng)化破碎物質(zhì)，野外常見(jiàn)到地層交接的地方或沿著斷層線都會(huì)形成溝谷，就是這部分的巖石易受風(fēng)化而被蝕去所致。二、巖石所處的環(huán)境條件（一）氣候不同氣候地帶的水分與溫度的條件不同特點(diǎn)如下：（1）極地氣候區(qū)。由于溫度低，所以因水的凍結(jié)融化而產(chǎn)生的物理風(fēng)化作用強(qiáng)烈學(xué)風(fēng)化微弱，風(fēng)化產(chǎn)物中粘土很少。（2）沙漠干旱氣候區(qū)。物理風(fēng)化為主，以溫度變化的作用占優(yōu)勢(shì)。（3）溫帶濕潤(rùn)氣候區(qū)。溫和多雨，
7、植物生長(zhǎng)茂盛，所以化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化占重要地位，水的凍結(jié)與溫度變化作用都較次要。（4）熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)。溫度較高，雨量豐富，化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化特別強(qiáng)烈而迅速。（二）地形與植被坡地或陡崖地段，表面風(fēng)化產(chǎn)生的巖屑不斷下墜，使新鮮巖石不斷向外暴露，風(fēng)化的速率便比山麓快。如地表有植被掩蓋，則溫度變化小，物理風(fēng)化較弱，但由于水分及生物作用的加強(qiáng)，對(duì)化學(xué)風(fēng)化又有一定的促進(jìn)。此外由于地形與植被不同所引起小范圍氣候的差異，對(duì)風(fēng)化也有影響。例如山南與山北、崗地與洼地、林下與禿山等的風(fēng)化都有明顯的差別。第三節(jié)主要礦物和巖石的風(fēng)
8、化一、礦物（一）主要礦物對(duì)風(fēng)化作用抵抗力的比較各類礦物在水中的溶解度不同，經(jīng)水的作用后，風(fēng)化快慢有顯著差別化物類＞硫酸鹽類＞碳酸鹽類＞磷酸鹽類＞硅酸鹽類。在常見(jiàn)的硅酸鹽礦物中，風(fēng)化難易的次序是橄攬石＞輝石＞角閃石＞黑云母＞滑石＞蛇紋石＞綠簾石＞斜長(zhǎng)石＞正長(zhǎng)石＞白云母＞石英。（二）重要礦物在風(fēng)化過(guò)程中的表現(xiàn)（1）石英。由于硬度高，溶解度小，石英在常溫條件下進(jìn)行水化或與其他物質(zhì)結(jié)合都很困難，所以不易風(fēng)化，成為地面最穩(wěn)定的礦物。因此
