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第十章-风化作用ppt课件

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外能是地球外部来源的能量,主要有太阳辐辐射能、日月引力能、重力能外动动力地质质作用的范围围只限于地表表层层几米至几公里深度以内包括风风化作用、水流、冰川等外表的地质质作用 矿矿物、岩石形成时时有一定的物理、化学条件,通常是地下高温高压压条件当它们们露出地表后,改变变了物理、化学条件时时,岩石、矿矿物稳稳定性将要受到破坏岩石可以破碎,也可以化学分解,或形成新的矿矿物 第十章 风化作用 风化作用:是指地表或接近地表的坚硬岩石是指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物在原地与大气、水及生物接触过程、矿物在原地与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化而形成松散堆积物中产生物理、化学变化而形成松散堆积物的全过程的全过程 它发生以后,原来高温高压下形成的矿物被破坏,形成一些在常温常压下较稳定的新矿物,构成陆壳表层风化层,风化层之下的完整的岩石称为基岩,露出地表的基岩称为露头一、机械(物理)风化作用 岩石和矿矿物发发生机械破碎而不改变变其化学成分的风风化作用,称为为机械(物理)风风化作用,它是由于温度变变化及岩石空隙中水和盐盐分的物态变态变 化引起的,作用方式主要有:第一节 风化作用的类型 机械风化作用、化学风化作用、生物风化作用(1)不同矿矿物胀缩胀缩 系数不一,相互脱落。

(2)表里不一白天,表面受晒膨胀胀,晚上,表面冷缩缩,内部受热热开始胀胀 1、岩石的热胀冷缩 2、冰劈作用 贮藏在地表岩石空隙中的液态水,当温度下降到摄氏零度以下时,就会结冰,结冰后的体积体积增大111左右空隙中产生巨大的,这种压力就会岩石裂开 在地下深处的岩石承受巨大静压力,其潜在膨胀力是十分惊人岩石从地下深处变到地表条件时由于上覆静压力减小而产生张应力形成一系列与地表平行的宏观和微观的内部破裂面形成这种裂隙构造的作用称为剥离作用3、岩石的释荷4、盐分结晶的撑裂作用(晶劈作用)岩石中含有的潮解性盐类,在夜间阴吸收大气中的水分而潮解,其溶液渗入到岩石内部,并将沿途所遇到的盐类溶解;白天在烈日照晒下,水分蒸发,盐类结晶,对周围岩石差生压力依此往复,使岩石崩裂二、化学风化作用 地表或接近地表条件下,岩石、矿物在原地发生化学变化而分解并产生新物质的过程通过过化学反应应,使那些在地表条件下不稳稳定的矿矿物变变成另一种新的矿矿物(它适应应地表环环境) 进进行方式: 1. 氧化作用 空气中含有20.1%的氧,当岩石和矿物暴露于地表或位于地表层时,与氧充分接触,发生一系列氧的反应化学 黄铁矿铁矿 FeS2(+)氧化成褐铁矿铁矿 Fe2O3.H2O(3+),由铜铜黄色变为变为 褐红红色,颜颜色变变深,结结构变变疏松。

在地表称铁铁帽,地下连连着矿矿床2. 溶解作用 任何矿矿物都溶于水,只是溶解度有大有小 CaCO3+CO2+H2O-Ca(HCO3)2 方解石 (重碳酸钙钙) 石林海蚀柱海蚀柱在高倍的电子显微镜下,可以看到残余的长石被腐蚀并被粘土包裹的样子3、水解作用:水的电离产物(H+及OH-)进入矿物晶格,分别取代阳离子和阴离子,从而使矿物解体形成新的含水矿物的过程 4. 水合作用 有些矿矿物吸引一定数量的水 石膏+H2O-硬石膏 经过彻经过彻 底的化学风风化作用,一切活泼泼的元素均从矿矿物中风风化出来并随水流失,只有性质稳质稳 定的元素舅Fe,Mn,Al,Ni等才残留原地,如果这这些元素富集到具有工业业价值时值时 ,就成为为残余矿矿床 第二节风化作用的方式 生物的作用生物的化学风化作用是通过生物的新陈代谢及生物死亡后的遗体腐烂分解来进行的植物和细菌在陈代谢中常常析出有机酸及CO2这些物质一方面酸化土壤,另一方面腐蚀岩石三、生物风化作用 生物的生命活动过程和尸体腐烂分解过程对岩石的破坏作用有机械和化学两种方式:1、生物的机械风化作用 植物根对岩石的破坏,蚯蚓等钻洞,人类活动如挖洞、采矿等对岩石进行破碎。

生长在岩石裂隙中的植物,随着根系不断地长大,对裂隙壁产生挤压,使岩石裂隙扩大,从而引起岩石破坏,这种作用称根劈作用 2. 生物的化学风化作用 生物死亡后,腐烂分解形成一种腐植质(胶状的物质),是一种有机酸,对岩石起腐蚀作用 地壳表层岩石经机械破碎,化学风化后形成的松散物,再经过生物的化学风化作用,增加了有机物质-腐殖质,这种具有腐殖质、矿物质、水和空气的松散物质叫做土壤风风化作用的速度主要取决于自然地理条件和组组成岩石的矿矿物性质质 一、气候条件 气候寒冷或干燥地区,生物稀少,寒冷地区降水以固态态形式为为主,干旱区降水很少以物理风风化作用为为主,化学和生物风风化为为次岩石破碎,但很少有化学风风化形成的粘土矿矿物,以生物风风化为为主形成的土壤也很薄 第二节 影响风化作用的因素 气候潮湿炎热热地区,降水量大,生物繁茂,生物的新陈陈代谢谢和尸体分解过过程产产生的大量有机酸,具有较较强的腐蚀蚀能力,故化学风风化和生物风风化都十分强烈,形成大量粘土,在有利的条件下可形成残积矿积矿 床可形成较较厚的土壤层层二、地形条件 地形影响气候,间间接影响风风化作用;另一方面,陡坡上,地下水位低,生物较较少,以物理风风化为为主. 地势势平坦,受生物影响较较大,化学风风化作用为为主。

1. 成分 (1)岩浆浆岩比变质变质 岩和沉积积岩易于风风化岩浆浆形成于高温高压压,矿矿物质质种类类多(内部矿矿物抗风风化能力差异大)2) 岩浆浆岩中基性岩比酸性岩易于风风化,基性岩中暗色矿矿物较较多,颜颜色深,易于吸热热、散热热 (3) 沉积积岩易溶岩石(如石膏、碳酸盐类盐类 等岩石)比其它沉积积岩易于风风化 三、岩石性质质 差异风风化:在相同的条件下,不同矿矿物组组成的岩块块由于风风化速度不等,岩石表面凹凸不平; 或由不同岩性组组成的岩层层,抗风风化能力弱的岩层层形成相互平行的沟槽,砂岩、页页岩互层层,页页岩呈沟槽通过过差异风风化,我们们可以确定岩层产层产 状 2. 岩石的结结构构造 (1)岩石结结构较较疏松的易于风风化; (2) 不等粒易于风风化,粒度粗者较细较细 者易于风风化; (3) 构造破碎带带易于风风化,往往形成洼地或沟谷 球形风风化: 在节节理发发育的厚层层砂岩或块块状岩浆浆岩中,岩石常被风风化成球形或椭圆椭圆 形,这这种现现象叫做球形风风化,它是物理风风化为为和化学风风化联联合作用的结结果 球形风风化的主要条件有:(1)岩石具厚层层或块块状构造;(2) 发发育几组组交叉裂隙;(3)岩石难难于溶解;(4)岩石主要为为等粒结结构。

被三组组以上裂隙切割出来的岩块块,外部棱角明显显,在风风化作用过过程中,棱角首先被风风化,最后成球状 风化作用的产物土壤 岩石经过物理风化作用、化学风化作用之后,再经过生物风化作用,形成具有矿物质、腐殖质、水和空气的松散堆积残积物 岩石经过长期风化作用后,形成一些在地表条件稳定的产物,(多为铁、铝的氧化物)残留原地风化壳 残积物 、土壤在陆地的地表形成的一层不连续薄壳(层)土壤残积层基岩风化壳第三节 风化壳及其研究意义 风风化壳可由一层层残积积物组组成,也可由几层风层风 化分解程度不同的残积积物组组成,而且层层与层层之间间常逐渐过渐过 渡而无明显显分界线线由于风风化作用以地表最强烈,并向深处处减弱, 故具垂直分带带一个完整的风风化壳在剖面上,从下往上可分为为以下几层层: 层层1: 未经风经风 化的基岩. 层层2: 半风风化层层,岩石机械破碎成碎块块. 层层3: 残积层积层 ,物理和化学风风化,由下而上,风风化程度由 浅至深,碎屑颗颗粒由大变变小. 层层4: 土壤层层,经经受长长期物理风风化、化学风风化和生物风风化作用,形成土壤在没有生物风风化作用的地区土壤层层缺失. 风风化壳的厚度和成分因地而异,一般潮湿炎热热气候区,风风化壳厚度大,并有可能形成Fe,Mn,Al,Ni等残积矿积矿 床(风风化壳型矿矿床),干旱地区风风化壳薄,常仅仅数十厘米且结结构简单简单 。

古风风化壳:风风化壳若为为后来沉积积物所覆盖,则则称为为古风风化壳 风风化壳的研究意义义 (1) 地壳运动动与古地理:长长期稳稳定或隆起,风风化壳得以充分发发育,古风风化壳代表古代沉积间积间 断,发发育构造运动动2) 古地理:陆陆地,不同气候条件,风风壳物征不一3) 矿产矿产 : 残余型矿矿床,残积积砂矿矿床(金、金刚刚石) (4) 工程建设设:对对近代埋藏的风风化壳应应填重对对待某水库库工程对风对风 化壳厚度估计计不够够,蓄水后坝坝下渗漏严严重。

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