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1、風化作用與風化殼第五章本章主要內(nèi)容：概述物理風化作用化學風化作用風化作用的速度風化殼簡介第5章風化作用與風化殼1、概述風化作用：由于溫度的變化、以及大氣、水溶液、生物的作用，使巖石在原地發(fā)生物理、化學變化的過程。所形成的產(chǎn)物不發(fā)生顯著位移。這與侵蝕/剝蝕作用（運動的地質(zhì)營力－如風、流水、冰川等－將巖石顆粒移離原地）有明顯區(qū)別。主要發(fā)生在地表或近地表處，向下逐漸減弱以至停止－風化層：巖石遭受風化作用后形成的一層風化產(chǎn)物（碎屑、蝕變物、殘留物）－基巖:風化層之下未遭受風化作用的巖石1、概述風化作用：由于溫度的變化、以及大氣、水溶
2、液、生物的作用，使巖石在原地發(fā)生物理、化學變化的過程。風化作用物理風化作用化學風化作用巖石在風化營力作用下發(fā)生機械破碎巖石在氧、水溶液作用下發(fā)生礦物分解/蝕變產(chǎn)物：巖石碎塊、碎屑產(chǎn)物：溶解物、新生物、殘留物2、物理風化作用剝離作用冰劈作用（冰凍風化作用）層裂作用根劈作用－巖石在風化營力作用下發(fā)生機械破碎晝夜/季節(jié)溫度變化巖石表面和內(nèi)部不均勻膨脹－收縮巖石表層呈鱗片狀層層脫落剝離作用冰劈倒石錐冰劈作用晝夜溫度在冰點上下變化巖石裂縫中的水結(jié)冰、體積膨脹（9％）巖石破裂崩解冰凍風化作用高緯度地區(qū)、中緯度高山區(qū)最甚倒石錐：冰凍風化作
3、用產(chǎn)生的巖石碎屑墜落至山麓堆積而成倒石錐層裂作用深部巖石被抬升、出露地表因“卸載”導致巖石體積膨脹（外層較內(nèi)部膨脹更甚）形成平行地表的裂隙（層狀節(jié)理）層裂作用層裂作用根劈作用“生物物理風化作用”生長在裂隙中的植物的根系使裂隙擴大、引起巖石崩解根劈作用物理風化作用改變表面積/體積比，使化學風化作用更易進行表面積＝6m2單個礫石，邊長約為1m沿裂縫破裂開表面積＝12m28個碎塊，每個邊長約為0.5m體積＝(0.5)3?8=1m3體積＝1m3碎塊大小為原始巖塊大小的1/2表面積?2碎塊大小為原始巖塊大小的1/4表面積?4碎塊大小為
4、原始巖塊大小的1/8表面積?8物理風化作用改變表面積/體積比，使化學風化作用更易進行3、化學風化作用氧化作用溶解作用水解作用－巖石在氧、水溶液作用下發(fā)生礦物分解/蝕變3、化學風化作用1）氧化作用空氣中約21％是氧氣在潮濕空氣中氧化作用很強有機化合物、低價氧化物、硫化物最易遭受氧化作用黃鐵礦遭受氧化作用后變?yōu)楹骤F礦如黃鐵礦（FeS2）在水的參與下很快會被氧化成褐鐵礦（Fe2O3·nH2O）眾多含鐵礦物－如鐵鎂硅酸鹽礦物（輝石、閃石、黑云母、橄欖石）在有水參與時會氧化成褐鐵礦。4Fe2++3O2?2Fe2O3氧化作用形成的褐鐵礦
5、使巖石染色成磚紅色3、化學風化作用2）溶解作用酸性溶液使巖石、礦物分解破壞的過程空氣中的CO2使雨水呈弱酸性（pH5.5-6)土壤中生物的呼吸作用及有機質(zhì)的腐爛產(chǎn)生CO2、形成碳酸及有機酸燃燒化石燃料（煤、石油、天然氣）會釋放出CO2、NO2、SO2，形成“酸雨”（pH2-4)石林（中國）有些礦物可被完全溶解：CaCO3＋CO2＋H2OCa2＋＋HCO3－空氣中的部分CO2溶解在雨滴中，形成碳酸（H2CO3）一小部分H2CO2離子化，形成氫離子(H＋)和重碳酸根離子(HCO3－),使雨滴略顯酸性略顯酸性的水將長石中的鉀離子和
6、二氧化硅溶解出來把長石變?yōu)檎惩恋V物高嶺石溶出的鉀離子(K＋)和重碳酸根離子(HCO3－)進入地下水或河流長石的溶解過程有些礦物在溶液作用下被變成新的礦物（如長石高嶺石）Fig.6.2土壤層中的被溶蝕的長石酸雨的效果：風化前酸雨的效果：風化后3、化學風化作用3）水解作用礦物遇水后結(jié)構(gòu)改變、形成帶OH－的新礦物當水中溶有CO2時，水解作用加速進行如長石的水解：KAISi3O8＋H2OAI4(Si4O10)(OH)8＋SiO2＋KOH(正長石)(高嶺石)在濕熱氣候條件下高嶺石還會繼續(xù)水解，最后形成鋁土礦和二氧化硅。二氧化硅呈膠體溶
7、液帶走，殘留下鋁土礦：AI4(Si4O10)(OH)8＋H2OAI2O3?H2O＋SiO2(高嶺石)(鋁土礦)4、風化作用的速度影響風化作用速度的主要因素巖石性質(zhì)氣候條件構(gòu)造條件高寒、干燥地區(qū)：生物稀少、降水呈固態(tài)或很少－盛行物理風化作用炎熱、潮濕地區(qū)：生物繁茂、降水充沛、溫度高－化學風化作用強烈礦物成分與化學成分：晶體格架穩(wěn)定性；單礦巖/復礦巖；礦物顏色－風化作用速度、程度、產(chǎn)物裂縫發(fā)育程度：裂縫發(fā)育－便于水溶液和生物活動，更易風化差異風化-相同風化條件下，由于巖石性質(zhì)不同（抗風化能力不同）表現(xiàn)出的不同風化程度地表地表差異
8、風化作用使金剛石富集金剛石金剛石管風化作用使金剛石富集金剛石由“金剛石管”（從上地幔升起的碎裂的超基性巖柱）帶至地表。金剛石在形成時散布于金剛石管內(nèi)；超基性巖在地表被風化剝蝕，抗風化的金剛石形成富集。“球狀風化”物理風化與化學風化共同作用的結(jié)果形成于有幾組交叉裂隙的厚層砂巖和塊狀巖漿巖巖塊
