风化作用与块体运动

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1、第二节风化作用与块体运动一风化作用(weathering)风化作用（风化过程）：地表岩石与矿物在太阳辐射、大气、水和生物参与下理化性质发生变化，颗粒细化，矿物成分改变，从而形成新物质的过程。风化作用风化作用实质上表现为一系列崩解和分解崩解：岩石由大块变成碎块，再渐变成细粒，其形状和大小改变了，但化学成分不发生变化。自然界中，三种风化作用通常是联合进行与相互助长的，划分它是为了讨论方便。物理风化化学风化分解：岩石风化过程中化学成分发生变化生物风化（一）风化作用的类型1.物理风化：又称机械风化或崩解，它是一个岩石由整体破裂为碎屑

2、，裂隙、空隙和比面积增加、物理性质发生显著变化而化学性质不变的过程。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。岩石的释荷层状剥落温度风化由于昼夜温差和季节温差的影响造成岩石发生不均匀的热胀冷缩而引起的。岩石通常是由多种矿物组成的，不同的矿物具有不同的膨胀系数，在温度变化过程中会导致岩石中矿物之间的结合力减弱，最终松弛崩解。即便是成分较为均一的岩石，由于存在着岩石的各向异性，

3、甚至是晶格结构的差异，也可以造成热胀冷缩的差异，导致岩石的风化。温度风化在温差大的地区最为强烈，特别是昼夜温差大、空气干燥、缺少植被地地区，因此温度访华沙漠地区最为盛行。温差风化过程冻结风化(冰劈作用)水在冻结过程中由于密度降低，体积增大，会产生巨大的破坏力。当水进入岩石的孔隙或裂隙中，如果产生冻结过程，其相应的膨胀力可以导致岩石发生解体，尤其是周期性的冻结作用，很容易把岩石破坏成较小的块体，这种风化作用称为冻结风化。主要发生有高纬度及高山区冻结风化示意图岩石遭受冻结风化的现象盐类的结晶与潮解作用由于岩石裂隙中的盐类反复结晶

4、、潮解，使岩石崩解的作用。多发生在干旱及半干旱地区。盐类结晶造成的干裂美国生物的机械风化作用植物的根系和掘地动物对岩石也会产生机械风化作用。随着树木的生长，其根系越来越大，同时对岩石的裂隙壁产生了极大的作用力，就像楔子一样将岩石沿裂隙劈开，造成机械风化。各种掘地动物，如啮齿类动物、蠕虫动物等，也会产生机械作用。黄山的迎客松就生长在岩石的裂缝中物理风化作用产物特征：碎屑粗细不等，棱角显著，没有层理；多分布在分水岭上或斜坡上；碎屑物的成分与下覆基岩成分一致。2.化学风化：是指岩石在大气、水与生物作用下发生分解进而形成化学组成与性

5、质不同的新物质的过程。化学风化又分为：（1）水化作用（2）水解作用（3）溶解作用（4）氧化作用化学风化作用的方式1.水化作用（hydration)把水分子结合到矿物的晶格中的作用。水分子在矿物晶格中成为结晶水,只有在高温下才能分离出来，因而原矿物就变成含水的新矿物。hydration实例赤铁矿褐铁矿Fe2O3+nH2OFe2O3·nH2O硬石膏石膏CaSO4+2H2OCaSO4·2H2Ohydration的结果增大矿物的体积增大对围岩的的压力导致矿物的硬度降低，从而削弱岩石抵抗风化作用的能力化学风化作用的方式2.水解

6、作用(hydrolysis)在水中电离的矿物阴离子或阳离子与H2O离解成的H+和OH-相互结合，形成难电离的弱电解质的过程。碳酸化作用：有CO2参与的水解反应水解作用的实例4K[AlSi3O8]+6H2OAl4[Si4O10](OH)8+8SiO2+4K(OH）钾长石高岭石蛋白石胶体Al4[Si4O10](OH)8+nH2O2Al2O3+4SiO2+4H2O高岭石铝土矿水解作用的结果水解作用导致岩石和矿物的破坏水解时OH-离子与金属阳离子一起进入海洋，而H+则与铝硅酸络阴离子结合生成难溶解的粘土矿物，残留在大陆。

7、化学风化作用的方式溶解作用(solution)岩石中矿物溶解于水而产生分解的过程。卤化物、硫酸盐、碳酸盐等矿物易溶于水,常见是碳酸盐矿物溶于含CO2的水溶液中。如CaCO3(方解石)+H2O+CO2Ca(HCO3)2溶解作用是化学风化过程的另一种常见的形式。含有CO2或者其他酸性气体的水，可以使岩石发生溶解。对于一些蒸发盐类，如石膏、岩盐等，水的溶解作用表现尤为明显。溶解作用溶解作用起重要作用的地区风化作用的方式2.氧化作用(oxidation)矿物与大气或水中的游离氧反应，生成氧化物的过程。4FeS2(黄铁矿)+19O2

8、+mH2O2Fe2O3•nH2O+8H2SO4铁帽（gossan）的形成黄铁矿氧化生成FeSO4FeSO4继续氧化生成Fe2(SO4)3Fe2(SO4)3是强酸弱碱盐，易水解成Fe(OH)3沉淀Fe(OH)3脱水形成褐铁矿铁帽潜水面氧化带金属硫化物矿脉铁帽与地下矿藏化学风化作用残留物的特