普地第二篇-第三章风化作用课件.ppt
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- 第二 第三 风化作用 课件
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1、金小梅金小梅手机:手机:13971225163 邮箱:邮箱:中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院地质科学与工程学部地质科学与工程学部2011.8.30两个问题:两个问题:1,为何破碎的岩石成球形?,为何破碎的岩石成球形?2,为何越往上球形越小?,为何越往上球形越小?l第三章第三章 风化作用风化作用l第一节、风化作用的类型第一节、风化作用的类型l第二节第二节、影响风化作用的因素、影响风化作用的因素l第三节、风化壳及土壤第三节、风化壳及土壤l第四章第四章 陆地流水的地质作用陆地流水的地质作用l第五章第五章 海洋及湖泊的地质作用海洋及湖泊的地质作用l第六章第六章 风的地质作用风的地质作用l第七章
2、第七章 成岩作用与沉积岩成岩作用与沉积岩第二篇第二篇 地表动力地质作用地表动力地质作用风化作用:风化作用:由于温度的变化、以及大气、水溶液、生物的作用,使岩由于温度的变化、以及大气、水溶液、生物的作用,使岩石在原地发生物理、化学变化的过程。石在原地发生物理、化学变化的过程。(1)所形成的产物不发生显著位)所形成的产物不发生显著位移。这与移。这与侵蚀侵蚀/剥蚀作用剥蚀作用(运动的(运动的地质营力如风、流水、冰川等地质营力如风、流水、冰川等将岩石颗粒移离原地)有明显区别。将岩石颗粒移离原地)有明显区别。(2)主要发生在)主要发生在地表或近地表地表或近地表处,处,向下逐渐减弱以至停止向下逐渐减弱以至
3、停止.风化层:岩石遭受风化作用风化层:岩石遭受风化作用后形成的一层风化产物(碎屑、后形成的一层风化产物(碎屑、蚀变物、残留物)蚀变物、残留物)基岩基岩:风化层之下未遭受风化风化层之下未遭受风化作用的岩石作用的岩石风风化化作作用用的的类类型型物理风化作用物理风化作用化学风化作用化学风化作用生物风化作用生物风化作用是指由于气温频繁升降的反复变化,使岩石在原地发是指由于气温频繁升降的反复变化,使岩石在原地发生碎裂,形成岩石、矿物碎屑,并不改变岩层化学成分生碎裂,形成岩石、矿物碎屑,并不改变岩层化学成分的一种的一种机械破坏机械破坏作用。作用。物理风化的产物物理风化的产物:是产生岩石碎屑和:是产生岩石碎
4、屑和矿物碎屑。矿物碎屑。物理风化的因素物理风化的因素:温度、压力、水、:温度、压力、水、重力、风、雷电等。重力、风、雷电等。风风化化作作用用的的类类型型温差风化温差风化冰劈作用冰劈作用盐类得结晶与潮解作用盐类得结晶与潮解作用物理风化作用物理风化作用化学风化作用化学风化作用生物风化作用生物风化作用一、温差风化一、温差风化温差风化:由于地面上的温差风化:由于地面上的温度变化温度变化(日温差可达(日温差可达4060度),以及岩石中各种矿物度),以及岩石中各种矿物膨胀系数膨胀系数的的不同不同,就,就产生了产生了膨胀收缩膨胀收缩的的差异差异,天长日久岩石就产生裂隙,天长日久岩石就产生裂隙,小小裂隙串成裂
5、隙串成大大裂隙乃至裂隙乃至网裂隙网裂隙,导致岩石崩解的作用。,导致岩石崩解的作用。这个过程称为温差风化作用。这个过程称为温差风化作用。温度变化的速度和幅度对温差风化作用影响较大,变化速度愈温度变化的速度和幅度对温差风化作用影响较大,变化速度愈快、幅度愈大,岩石的膨胀和收缩交替得也愈快、伸缩量也愈快、幅度愈大,岩石的膨胀和收缩交替得也愈快、伸缩量也愈大,岩石破碎得也愈快,所以这种风化作用在大,岩石破碎得也愈快,所以这种风化作用在干旱的沙漠地区干旱的沙漠地区最为常见。最为常见。二、冰劈作用二、冰劈作用冰劈作用冰劈作用岩石岩石孔隙孔隙和和裂隙裂隙中的中的水水,当温度下降到,当温度下降到0 度度 以下
6、时就会以下时就会结冰结冰,体积就会膨胀,体积就会膨胀9.2%对裂隙周围产生很大对裂隙周围产生很大的的挤压力挤压力。在零下。在零下22度时,每平方公里面积上可产生度时,每平方公里面积上可产生108kg的压力,致使的压力,致使裂隙裂隙不断扩大,岩石破裂成不断扩大,岩石破裂成碎块碎块。在。在高寒地区和温带冬季冰劈作用特别突出。高寒地区和温带冬季冰劈作用特别突出。昼夜温度在冰点上下变化昼夜温度在冰点上下变化 岩石裂缝中的水结冰、体积膨胀(岩石裂缝中的水结冰、体积膨胀(9)岩石破裂崩解岩石破裂崩解发展发展循环循环积累积累冰劈作用主要发生在冰劈作用主要发生在高寒地区高寒地区和和高山地带高山地带,尤以温度在
7、尤以温度在0上下上下波动的地区最为发育。波动的地区最为发育。高纬度地区、中纬度高山区发育冰高纬度地区、中纬度高山区发育冰劈作用劈作用倒石锥:冰冻风化作用产生的岩石碎倒石锥:冰冻风化作用产生的岩石碎屑坠落至山麓堆积而成屑坠落至山麓堆积而成三、盐类的结晶与潮解作用三、盐类的结晶与潮解作用由于岩石裂隙中的盐类反复结晶、潮解,使岩石崩解的作用。盐结晶作用通常和盐结晶作用通常和干旱气候干旱气候有关,因为强烈的加热引起强烈蒸发,从而产生有关,因为强烈的加热引起强烈蒸发,从而产生盐结晶作用。盐结晶作用亦在岸边活跃。盐风化的例子亦可以在海堤上的蜂盐结晶作用。盐结晶作用亦在岸边活跃。盐风化的例子亦可以在海堤上的
8、蜂窝石窝石.盐风化的例子盐风化的例子-蜂窝石蜂窝石这种风化作用常见于这种风化作用常见于干旱干旱和和半干旱半干旱地区,其原理类似于冰劈作用。地区,其原理类似于冰劈作用。在白天,因温度升高,岩石中含盐分溶液的水分蒸发,盐分过饱和在白天,因温度升高,岩石中含盐分溶液的水分蒸发,盐分过饱和而结晶出来,体积增大,对裂隙周围产生压力,扩大裂隙空间;在而结晶出来,体积增大,对裂隙周围产生压力,扩大裂隙空间;在夜间,盐类吸收大气中或地下水的水分而溶解,溶液渗入岩石裂隙夜间,盐类吸收大气中或地下水的水分而溶解,溶液渗入岩石裂隙中。这种作用反复进行,也会使岩石裂隙扩大、崩解中。这种作用反复进行,也会使岩石裂隙扩大
9、、崩解.风风化化作作用用类类型型物理风化作用物理风化作用化学风化作用化学风化作用溶解作用溶解作用氧化作用氧化作用水化作用水化作用水解作用水解作用生物风化作用生物风化作用 是指岩石在是指岩石在大气大气,水水以及以及水中溶解物质水中溶解物质的作的作用下,使岩石用下,使岩石发生化学变化发生化学变化,改变改变其其化学成分化学成分,从而,从而使岩石使岩石分解破坏分解破坏,并产生,并产生新的矿物新的矿物。空气中约空气中约2121是氧气是氧气 在潮湿空气中在潮湿空气中氧化作用氧化作用很强很强 有机化合物、低价氧化物、有机化合物、低价氧化物、硫化物硫化物最易遭受氧化作用最易遭受氧化作用1 1)氧化作用)氧化作
10、用如黄铁矿(如黄铁矿(FeS2)在水的参)在水的参与下很快会被氧化成与下很快会被氧化成褐铁矿褐铁矿(Fe2O3nH2O)4Fe2+3O2 2Fe2O3众多含铁矿物如众多含铁矿物如铁镁硅酸盐铁镁硅酸盐矿物矿物(辉石、闪石、黑云母、辉石、闪石、黑云母、橄榄石)在有水参与时会氧化橄榄石)在有水参与时会氧化成成褐铁矿褐铁矿。氧化作用形成的褐铁矿使岩石染色成砖红色氧化作用形成的褐铁矿使岩石染色成砖红色2 2)溶解作用)溶解作用 酸性溶液使岩石、矿物分解破坏的过程酸性溶液使岩石、矿物分解破坏的过程 空气中的空气中的 CO2 使雨水呈弱酸性使雨水呈弱酸性(pH 5.5-6)土壤中生物的呼吸作用及有机质的腐烂
11、产生土壤中生物的呼吸作用及有机质的腐烂产生CO2 、形成、形成碳酸碳酸及及有机酸有机酸 燃烧化石燃料(煤、石油、天然气)会释放出燃烧化石燃料(煤、石油、天然气)会释放出 CO2、NO2、SO2,形成形成“酸雨酸雨”(pH 2-4)溶洞(贵州)溶洞(贵州)有些矿物可被完全溶解:有些矿物可被完全溶解:CaCOCaCO3 3 COCO2 2 H H2 2O =CaO =Ca2 2 HCOHCO3 3 酸雨的效果:酸雨的效果:风化前风化前酸雨的效果:酸雨的效果:风化后风化后(3)水化作用:)水化作用:有些矿物与水起反应,吸收水分子形成新的矿物。例如:硬石膏与水作用后形成石膏,体积增大60%,对周围岩石
12、产生很大压力,因而促进了物理的破坏作用。CaSO4 2H2O=CaSO42H2O硬石膏 石膏经过水化作用而形成的石膏较硬石膏的溶解度要大得多,加速了石膏被水的溶解。矿物与含有自由离子H和OH的水作用,能使矿物的阳离子形成氢氧化物,从矿物中解脱出来,因而破坏了矿物。例如:正长石与水作用,可使正长石中的钾形成KOH溶于水中,正长石最后变为高岭石而被破坏。4KAlSi3O86H(OH)=Al4Si4O10(OH)88SiO24KOH 正长石正长石 离解水离解水 高岭石高岭石(4)水解作用:)水解作用:Fig.6.2土壤层中的被溶蚀的土壤层中的被溶蚀的长石长石碎块大小为原始岩块大小碎块大小为原始岩块大
13、小的的1/21/2表面积表面积 2 2碎块大小为原始岩块大碎块大小为原始岩块大小的小的1/41/4表面积表面积 4 4碎块大小为原始岩块大小的碎块大小为原始岩块大小的1/81/8表面积表面积 8 8风风化化作作用用类类型型物理风化作用物理风化作用化学风化作用化学风化作用生物风化作用生物风化作用生物物理作用生物物理作用生物化学作用生物化学作用(1)、生物新陈代谢过程中分泌出的物质和死亡之后腐)、生物新陈代谢过程中分泌出的物质和死亡之后腐烂分解出来的物质对岩石起化学反应完成的。烂分解出来的物质对岩石起化学反应完成的。(2)、生物在新陈代谢过程中,一方面从土壤和岩石中)、生物在新陈代谢过程中,一方面
14、从土壤和岩石中吸取养分,而另一方面又分泌有机酸、碳酸、硝酸等酸吸取养分,而另一方面又分泌有机酸、碳酸、硝酸等酸类物质以分解矿物,促使矿物中一些活泼的金属阳离子类物质以分解矿物,促使矿物中一些活泼的金属阳离子(Na+、K+)游离出来,一部分供生物吸收,另一部分)游离出来,一部分供生物吸收,另一部分随水溶液带走,从而使岩石破碎。随水溶液带走,从而使岩石破碎。(3)、生物是通过物理的和化学的两个方面对岩石进行)、生物是通过物理的和化学的两个方面对岩石进行破坏,因此又可分为破坏,因此又可分为生物物理风化作用生物物理风化作用和和生物化学风化生物化学风化作用作用。由生物的生命活动引起岩石的破坏过程称生由生
15、物的生命活动引起岩石的破坏过程称生物风化作用物风化作用 指生物活动导致岩石机械破坏的过程。指生物活动导致岩石机械破坏的过程。1 1.根劈作用根劈作用树根对岩石的树根对岩石的劈裂劈裂作用作用2.2.穴居动物破坏作用穴居动物破坏作用打洞打洞对岩石造成的破坏对岩石造成的破坏作用作用 根劈作用根劈作用另外:穴居动物的挖掘作用,虫蚁等的筑巢翻土等都会引起岩石的破坏另外:穴居动物的挖掘作用,虫蚁等的筑巢翻土等都会引起岩石的破坏生长在岩石裂隙中的植物,随着植物的长大,根生长在岩石裂隙中的植物,随着植物的长大,根系也逐渐长大膨胀,对裂隙壁产生挤压,促使岩系也逐渐长大膨胀,对裂隙壁产生挤压,促使岩石裂隙扩大、加
16、深,以致崩解,这种作用在植被石裂隙扩大、加深,以致崩解,这种作用在植被茂盛、岩石裂隙发育的地区是非常常见的。茂盛、岩石裂隙发育的地区是非常常见的。1 1、生物的新陈代谢作用、生物的新陈代谢作用生物生存要吸取养分同时分泌酸生物生存要吸取养分同时分泌酸性物质,从而破坏矿物岩石性物质,从而破坏矿物岩石.2 2、生物遗体腐烂分解的产物引起岩石的溶解,从而破坏岩石、生物遗体腐烂分解的产物引起岩石的溶解,从而破坏岩石.菌类、藻类及其他微生物通过它们菌类、藻类及其他微生物通过它们的生命活动能放出的生命活动能放出CO2、O2、H2S等气体,这些气体能对矿物岩石进等气体,这些气体能对矿物岩石进行强烈的化学风化作
17、用。行强烈的化学风化作用。l第三章第三章 风化作用风化作用l第一节、风化作用的类型第一节、风化作用的类型l第二节、影响风化作用的因素第二节、影响风化作用的因素l第三节、风化壳及土壤第三节、风化壳及土壤第二篇第二篇 地表动力地质作用地表动力地质作用第二节、影响风化作用的因素第二节、影响风化作用的因素影响风化作用的速度和类型的因素有岩石的成分、结构、裂隙发育程度,影响风化作用的速度和类型的因素有岩石的成分、结构、裂隙发育程度,气候和地形等因素。气候和地形等因素。1、元素在地表的迁移、元素在地表的迁移各种元素(及其化合物)在风化过程中从矿物中析出的难易程度,各种元素(及其化合物)在风化过程中从矿物中
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