05第五章风化作用
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5.1 风化作用的概念及类型
第5章风化作用Chapter 5 Weathering5.1风化作用的概念及类型定义：暴露于地表或近地表的岩石或矿物，在大气、水及生物的联合影响下，使原来岩石的物理性质或化学成分在原地发生改变的地质作用过程。
风化和剥蚀紧密相连，但风化一般不发生大规模的位移，剥蚀则具明显的位移。
根据风化作用的因素和性质分为三大类型：物理（机械）风化作用化学风化作用生物风化作用一、物理风化作用物理风化作用（Physical weathering，又称机械风化作用）：地表或接近地表条件下岩石、矿物在原地产生的机械破碎而不改变其化学成分的过程。
物理风化作用的方式1. 矿物岩石的热胀冷缩——温差风化2. 岩石空隙中水的冻结与融化——冰劈作用3. 岩石卸载（释重）——层裂4. 岩石空隙中盐的结晶与潮解1. 温差风化（1）岩石是热的不良导体，其表层和内部在昼夜及季节温差变化下不能同步膨胀或收缩。
（2）岩石中不同种类矿物的热膨胀系数也不同，温度变化会引起不同矿物的差异性胀缩。
由于昼夜温差变化使岩石发生胀缩差异而产生的崩解破碎现象。
2.冰劈作用岩石裂隙中水结冰膨胀，对裂隙周围产生压力，裂隙扩大，当温度上升至冰点以上时，冰重新融化并下渗填满空隙，再冻结时，又可使裂隙扩展。
如此反复，空隙不断扩大，从而使岩石崩解。
地下深处的岩石承受巨大静压力，岩石从地下深处上升到地表时，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。
3. 释重作用4. 盐的结晶与潮解干旱、半干旱地区，地壳表层岩石空隙中含盐分较多。
白天，烈日烤晒，气温升高，水分蒸发，当盐分浓度增加至过饱和时，发生结晶，体积膨胀（如明矾结晶体积增大5%，对两壁产生10kg/cm2），孔隙扩大；夜晚气温降低，盐分从大气中吸收水分而潮解、下渗，同时也将沿途盐分溶解下渗到新产生的空隙中，如此反复进行，则导致岩石崩解。
二、化学风化作用化学风化作用（Chemical weathering）：地表岩石在水、氧及二氧化碳等作用下发生化学成分变化，并生成新矿物。
第五章风化作用与剥蚀作用-1
22
第一节 风化作用 一、 风化作用的类型 （三）生物风化作用
生物风化作用的进行方式
1、生物机械风化作用 根劈作用(root wedging)。
动物机械破坏（穴居、践踏等）
2、生物化学风化作用 新陈代谢（酸溶液，腐蚀）；微生物选矿、净化水 遗体腐烂分解。
23
第一节 风化作用 一、 风化作用的类型 （三）生物风化作用
风化作用是一种自然现象，如古墙的层层脱落；石刻的模糊不清、 残缺不全；路基的斑剥，甚至铁器的生锈等等，均与风化作用有关。 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。 风化作用的重要特征是岩石或矿物在原地遭受分解和破坏，风化 的产物仍保留在原地(破坏下来的产物除部分被水溶液带走外，一般 不发生显著的位移) 。这是与其它外动力作用最明显的区别。 必须指出，风化作用与风的地质作用，在概念上是毫不相关的。
氧化作用岩石中矿物在氧的作用下，使其中低价 元素变为高价元素，低价化合物变为高价化合物， 这种作用称氧化作用。
黄铁矿FeS2(++)氧化成褐铁矿Fe2O3.H2O(3+)，由铜黄色变 为褐红色，颜色变深，结构变疏松。在地表称铁帽，地下 连着矿床。
（黄铁矿）
4FeS2＋14H2O＋13O2→2（Fe2O3· 2O）＋8H2SO4 3H
残余矿床：经过彻底的化学风化作用，一切活泼的元素均从矿物中 风化出来并随水流失，只有性质稳定的元素象Fe，Mn，Al，Ni等 才残留原地，如果这些元素富集到具有工业价值时，就成为残余矿 床。
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第一节 风化作用 一、 风化作用的类型 （三）生物风化作用
第一节 风化作用 一、 风化作用的类型 （三）生物风化作用
生物风化作用的进行方式
1、生物机械风化作用 根劈作用(root wedging)。
动物机械破坏（穴居、践踏等）
2、生物化学风化作用 新陈代谢（酸溶液，腐蚀）；微生物选矿、净化水 遗体腐烂分解。
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第一节 风化作用 一、 风化作用的类型 （三）生物风化作用
风化作用是一种自然现象，如古墙的层层脱落；石刻的模糊不清、 残缺不全；路基的斑剥，甚至铁器的生锈等等，均与风化作用有关。 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。 风化作用的重要特征是岩石或矿物在原地遭受分解和破坏，风化 的产物仍保留在原地(破坏下来的产物除部分被水溶液带走外，一般 不发生显著的位移) 。这是与其它外动力作用最明显的区别。 必须指出，风化作用与风的地质作用，在概念上是毫不相关的。
氧化作用岩石中矿物在氧的作用下，使其中低价 元素变为高价元素，低价化合物变为高价化合物， 这种作用称氧化作用。
黄铁矿FeS2(++)氧化成褐铁矿Fe2O3.H2O(3+)，由铜黄色变 为褐红色，颜色变深，结构变疏松。在地表称铁帽，地下 连着矿床。
（黄铁矿）
4FeS2＋14H2O＋13O2→2（Fe2O3· 2O）＋8H2SO4 3H
残余矿床：经过彻底的化学风化作用，一切活泼的元素均从矿物中 风化出来并随水流失，只有性质稳定的元素象Fe，Mn，Al，Ni等 才残留原地，如果这些元素富集到具有工业价值时，就成为残余矿 床。
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第一节 风化作用 一、 风化作用的类型 （三）生物风化作用
《风化作用》课件
化学性风化
1 溶解作用
水溶液中的溶解物质使岩 石溶解，形成溶洞。
2 氧化作用
氧气与岩石中的金属氧化 物作用，使岩石表面产生 颜色变化。
3 碳化
二氧化碳与岩石中的碱性 金属氧化物反应，形成碳 酸盐。
生物性风化
1 植物根系作用
植物根系进入岩石裂缝中，使岩石分解和破裂。
2 动物穿行作用
动物在地面上行走，使地表岩石破碎。
土壤形成
风化作用使岩石分解，形成 了肥沃的土壤，为植物生长 提供了养分。
地貌塑造
风化作用通过剥蚀和重积作 用形成了各种各样的地貌， 如峡谷、丘陵、平原等。
物理性风化
1 热胀冷缩
岩石在不同温度下发生膨胀和收缩，导致岩石表层剥落。
2 冻融作用
3 物质膨胀
水的冻融使岩石产生裂缝和剥落。
岩石内部物质吸水膨胀，导致岩石破裂。
《风化作用》PPT课件
风化作用指的是大气风力对地壳岩石的破坏和改造作用。本课件将介绍风化 作用的类型、意义以及对岩石的影响和预防措施。
什么是风化作用
风化作用是指大气风力对地壳岩石的破坏和改造作用。它是地壳岩石在日晒、风吹、水淋等自然力作用下的破 坏和改造过程。
风化作用的意义
环境演化
风化作用加速了地壳岩石的 破坏和变质，推动了地球环 境的演化。
结语
1 风化作用的未来发展
随着科学技术的进步，我们对风化作用的认 识将越来越深入，对其未来的发展也有更深 远的影响。
2 重要性再强调
风化作用是地球表面物质循环的重要过程， 对地球环境和生物演化有着重要意义。
风化作用与岩石
1 风化作用对岩石的影响
风化作用使岩石变脆，易于剥落和破裂。
2 岩石的风化类型
第五章 风化作用
2.岩石特征
2.1 岩石成分 ✓主要造岩矿物抵抗风化能力由小到大的次序是： 橄榄石<钙长石<辉石<角闪石<钠长石<黑云
母 <钾长石<白云母<粘土矿物<石英<铝、铁氧化
物 方解石也属于易风化矿物。
2.岩石性质
2.1 岩石成分 ✓沉积岩的破坏是风化与剥蚀共同作用的结果。 石英砂岩：机械破碎为主 粘土岩：风化与剥蚀共同作用，易成洼地。 石灰岩：干旱地区-机械风化；湿热地区-化学
3.2.3 化学风化为主的中期阶段（酸性硅铝阶 段（风化壳遭强烈的淋溶作用）
Ca、Mg、Na、K淋失，H2SiO3部分淋失， 呈酸性反应。粘土矿物以高岭石、埃洛石为主 。多见于秦岭、大巴山谷地及江淮丘陵的红棕 或棕色黄棕壤。
2.化学风化作用
地表岩石在H2O、O2和CO2等的作 用下，发生化学成分变化，并 产生新矿物的过程。 影响因素： H2O、CO2和O2
P115-117
化学风化作用的主要方式：
✓溶解作用: 内因+外因；常见矿物溶解顺序
✓水化（合）作用： CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O ✓水解作用
4K[AlSi3O8]+6H2O →Al4[Si4O10] (OH)8 +8SiO2 +4KOH
钾长石
高岭石
Al4[Si4O10] (OH)8+nH2O →2Al2O3·nH2O+
8SiO2+4H2O
高岭石
铝土矿
P115-117
化学风化作用的主要方式：
✓碳酸化作用
4K[AlSi3O8]+4H2O +2CO2→Al4[Si4O10] (OH)8 +8SiO2 +2K2CO3
《风化作用》课件
氧化碳等与岩石中的矿物发生化学反应，导致岩石分解。
分类：物理风化、化学风化
总结词
物理风化主要包括机械破碎和热胀冷缩等现象，而化学风化则涉及到矿物与水、氧气和二氧化碳等发生的化学反 应。
详细描述
物理风化主要通过机械方式使岩石崩解，如温度变化引起的热胀冷缩，使岩石产生裂缝，或者冰冻和干燥引起的 应力变化，使岩石碎裂。而化学风化则是由岩石中的矿物与水、氧气和二氧化碳等发生化学反应，导致岩石分解 。这些化学反应可以改变岩石的成分和结构，使其逐渐分解成碎屑和土壤。
未来，随着科技的不断进步和应用领域的拓展，风化作用的研究将更加深入和广泛。同时，随着人们对环境保护意识的提高 ，风化作用的研究也将更加注重实际应用和环境保护的结合。
THANKS
感谢观看
一些植物和微生物会分泌出酸性和碱性物 质，对岩石进行腐蚀和分解。
03
风化作用的影响
对地表形态的影响
风化作用会导致地表 岩石破碎、分解，形 成大小不一的碎屑。
风化作用还会导致地 表起伏不平，增加地 表的粗糙度。
这些碎屑在重力作用 下逐渐堆积，形成各 种地貌，如山丘、峡 谷等。
对土壤形成的影响
风化作用产生的碎屑和土壤中的 有机质经过微生物分解和化学反
人类活动对风化作用的影响涉及到土地利用、采矿、水利 工程、交通建设等多个方面。例如，采矿活动会破坏地表 的岩石和土壤，水利工程和交通建设会导致土壤和岩石的 移动和变形，这些都会促进风化作用的进行。
风化作用研究的发展趋势
风化作用研究的发展趋势主要包括以下几个方面：加强基础理论的研究，深入了解风化作用的机理和过程；加强应用研究， 将风化作用的研究成果应用到实际的环境保护和资源开发中；加强跨学科的合作，将地质学、地理学、生态学等多个学科的 理论和方法结合起来，全面深入地研究风化作用。
分类：物理风化、化学风化
总结词
物理风化主要包括机械破碎和热胀冷缩等现象，而化学风化则涉及到矿物与水、氧气和二氧化碳等发生的化学反 应。
详细描述
物理风化主要通过机械方式使岩石崩解，如温度变化引起的热胀冷缩，使岩石产生裂缝，或者冰冻和干燥引起的 应力变化，使岩石碎裂。而化学风化则是由岩石中的矿物与水、氧气和二氧化碳等发生化学反应，导致岩石分解 。这些化学反应可以改变岩石的成分和结构，使其逐渐分解成碎屑和土壤。
未来，随着科技的不断进步和应用领域的拓展，风化作用的研究将更加深入和广泛。同时，随着人们对环境保护意识的提高 ，风化作用的研究也将更加注重实际应用和环境保护的结合。
THANKS
感谢观看
一些植物和微生物会分泌出酸性和碱性物 质，对岩石进行腐蚀和分解。
03
风化作用的影响
对地表形态的影响
风化作用会导致地表 岩石破碎、分解，形 成大小不一的碎屑。
风化作用还会导致地 表起伏不平，增加地 表的粗糙度。
这些碎屑在重力作用 下逐渐堆积，形成各 种地貌，如山丘、峡 谷等。
对土壤形成的影响
风化作用产生的碎屑和土壤中的 有机质经过微生物分解和化学反
人类活动对风化作用的影响涉及到土地利用、采矿、水利 工程、交通建设等多个方面。例如，采矿活动会破坏地表 的岩石和土壤，水利工程和交通建设会导致土壤和岩石的 移动和变形，这些都会促进风化作用的进行。
风化作用研究的发展趋势
风化作用研究的发展趋势主要包括以下几个方面：加强基础理论的研究，深入了解风化作用的机理和过程；加强应用研究， 将风化作用的研究成果应用到实际的环境保护和资源开发中；加强跨学科的合作，将地质学、地理学、生态学等多个学科的 理论和方法结合起来，全面深入地研究风化作用。
第05章 外动力地质作用与沉积岩(2)
成岩作用
一、河流的搬运作用
河流的搬运作用既有机械搬运，也有化 学搬运，以机械搬运作用为主；
全世界的河流每年搬运入海的泥砂量约 200x108t，搬运入海的溶解物质约49x108t。黄河流 经黄土高原后河水含砂量极高，可达37kg／m3 ，年 输砂量达18.8x108t，是世界各大河河水含砂量与输 砂总量的双项冠军。
2.海水的化学搬运作用
河流和坡流带到海里的胶体溶液与
富含电解质的海水混合时可导致凝胶 作用而发生沉淀。所以，这类胶体溶 液不能被长距离搬运，一般都在浅海 的近岸带沉淀下来。
河流带来的、海水对滨海带岩石溶
蚀作用产生的溶解物质，在海水中逐 渐扩散，一部分在滨海带随海浪与潮 流而进退，一部分随洋流而被搬运。
可能的古水流方向
河床中砾石的扁平面一般倾向河流上游
新疆阿克陶县阿合他拉牧场下侏罗统砾岩
2.河流的化学搬运作用
1)河水对可溶性物质和胶体物质的搬运称
为化学搬运(溶运)。
溶运能力的大小取决于河流流量及河水的化 学性质。一般河水的盐度<1％，各种溶运物都没 有达到其饱和度，因而无论河水流速的大小都不 会造成溶运物沉淀的现象。
圆度：碎屑颗粒在搬运过程中棱角磨损而接近 圆形的程度。 破碎作用可降低圆度。
球度：碎屑颗粒接近球形的程度。
除冰川外，随着搬运距离的增加，磨圆度一般
都变高。
冰川以载移方式搬运碎屑，颗粒之间的磨蚀作
用差，冰碛物一般呈棱角状。
搬运过程中碎屑物质的变化
磨圆度较好的砾岩，说明 经过较长距离的搬运
棱角状砾岩，反映搬运距 离较短，离物源较近
3.海洋（及湖泊）的搬运特点：
(1)滨海主要由波浪搬运，峡湾或潮汐通道附近主
第五章 风化作用与剥蚀作用
第五章风化作用与剥蚀作用第一节风化作用目的要求风化作用是大气圈、水圈和生物圈与出露在地表岩石之间的相互作用，主要通过物理力和化学分解两种方式破碎岩石。
风化作用的产物，最终停留在基岩的表面，形成一层各地厚薄不等的疏松薄壳，其上部进而成为土壤。
而土壤则是大部分陆生生物活动的基础，因此风化作用具有重要的生态学意义，要求深入理解。
课时：2学时授课内容•一、风化作用的概念•二、风化作用的类型o（一）物理风化作用1.温差作用2.冰劈作用3.释荷（卸载）作用4.盐类的结晶与潮解作用o（二）化学风化作用1.氧化作用2.溶解作用3.水解作用4.水化作用o（三）生物风化作用•三、风化作用的产物o（一）物理风化作用的产物o（二）化学风化作用的产物o（三）生物风化作用的产物o（四）风化壳o（五）土壤•四、影响风化作用的因素o（一）岩石的性质o（二）气候与地形重点本节课程的重点应放在：1.机械风化包括多种应力作用，但最明显的是冰劈作用；2.化学风化的主要类型是氧化、溶解和水解作用；3.在风化作用中裂隙很重要，因为它使空气和水能在很深的地方侵蚀岩石，同时它还大大增加了岩石发生化学反应的表面积；4.风化作用有一种使被破坏的岩石块体产生球形表面的普遍趋势。
难点本节课的难点在如何简要阐述风化壳的时间意义。
教学方法本节课以叙述为主配合图件，择重讲授。
讲授重点内容提要•一、风化作用（weathering）所谓风化作用，就是岩石在地表常温常压下，遭受大气、水、水溶液及生物的破坏作用，使坚硬的岩石变成疏松堆积物的过程。
风化作用是一种自然现象，如古墙的层层脱落；石刻的模糊不清、残缺不全；路基的斑剥，甚至铁器的生锈等等，均与风化作用有关。
风化作用可以是机械的破坏，也可以是化学分解，而生物风化作用两者皆而有之。
风化作用是一种岩石在原地遭受破坏的作用。
破坏下来的产物除部分被水溶液带走外，一般不发生显著的位移，这是与其它外动力作用最明显的区别。
必须指出，风化作用与风的地质作用，在概念上是毫不相关的。
风化作用
三、化学风化
（二）溶解作用
水直接溶解岩石中矿物的作用称为溶解作用。溶解作用的结果，使岩石中的易溶物质被 逐渐溶解而随水流失，难溶的物质则残留于原地。岩石由于可溶物质的被溶解而致孔隙 增加，削弱了颗粒间的结合力从而降低岩石的坚实程度，更易遭受物理风化作用而破碎。 最容易溶解的矿物是卤化盐类（岩盐，钾盐），其次是硫酸盐类（石膏，硬石膏），再 次是碳酸盐类（石灰岩，白云岩）。岩石在水里的溶解作用一般进行的十分缓慢，但是 当水的温度升高以及压力增大时，水的溶解作用就比较活跃。特别是当水中含有侵蚀性 的CO2而发生碳酸化作用时，水的溶解作用就会显著增强，如在石灰岩分布地区，由于这 种溶解作用经常会产生溶洞、溶穴等岩溶现象。
二、物理风化
温度风化：
是指由于岩石表层温度周期性的变化而使岩石崩解的过程。任何物质受热 后体积发生膨胀，遇冷则体积收缩，岩石也不例外。在白天，当岩石受太 阳光照射时，岩石表面的温度升高，表层体积就会膨胀，同时一部分热量 向岩石的内部传递，但由于岩石是不良的热导体，热量传播得较慢，因而 内部的温度上升很慢，体积膨胀的量也很小。这样，在岩石表层与岩石的 内部之间，由于体积膨胀的差异，就形成平行岩石表面的裂隙。到了夜间， 岩石表面热量散发较快，温度下降，体积收缩，而内部的热量散发慢，体 积还处于膨胀的状态，从而产生了表层收缩、内部膨胀的不协调情况。这 样，在表层也就形成了垂直岩石表面的裂隙。久而久之，岩石表层的裂隙 扩大，岩石破碎。
三、化学风化
（三）水化作用 有些矿物与水接触后和水发生化学反应，吸收一定量的水到矿物中形成含 水矿物，这种作用称为水化作用。如硬石膏经过水化作用变为石膏就是很 好的例子。 CaSO4 +2H2O →CaSO4·2H2O 硬石膏 石膏 第一个图为硬石膏，第二个为石膏。水化作用形成了新的含 水矿物改变了矿物原来的结构，也改变了含有该矿物岩石的结构，其结果 往往使矿物，岩石的抗风化能力减弱，加速了风化的进程。
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Al4(Si4O10)(OH)8 + mH2O → 2Al2O3 ·nH2O+4SiO2+4H2O
高岭石
铝土矿
10
3、氧化作用
大气圈中的氧和水汽或溶于水中的氧与组 成岩石的元素之间的化学作用 常见的黄铁矿（FeS2）在地表很快就被氧 常见的黄铁矿（ 化成褐铁矿（ 化成褐铁矿（Fe203·nH20）
2
第一节
物理风化作用
主要是在温度变化等因素的影响下， 主要是在温度变化等因素的影响下，岩 石在原地发生的机械破坏作用。 石在原地发生的机械破坏作用。它使岩石 裂开或崩解，形成大小不等的碎块( 裂开或崩解，形成大小不等的碎块(岩块 和岩屑) 和岩屑)，但其成分却未发生显著的变化 。 有以下几种方式： 有以下几种方式： 温差风化 盐类的结晶与潮解 冰劈作用 层裂或卸载作用
第四节
影响风化作用的因素
气候的影响 地形的影响 岩性的影响
19
一、气候的影响
气候严寒或干燥地区：生物稀少， 气候严寒或干燥地区：生物稀少， 降水以固态形式为主（寒冷区） 降水以固态形式为主（寒冷区）或 者少（干旱区）。这些地区以机械 ）。这些地区以 者少（干旱区）。这些地区以机械 风化作用为主， 风化作用为主，化学和生物风化较 弱 。
6
4、层裂或卸载作用 、
埋藏在地壳较深处的岩石， 埋藏在地壳较深处的岩石，承受了上覆岩石重 量而产生的静压力，一旦由于某种原因（ 量而产生的静压力，一旦由于某种原因（地壳 运动、剥蚀作用、人工采石等）， ），上覆岩石被 运动、剥蚀作用、人工采石等），上覆岩石被 剥蚀掉而出露地表，岩石就因卸载而产生向上 剥蚀掉而出露地表， 或向外的膨胀作用，从而形成一系列平行、 或向外的膨胀作用，从而形成一系列平行、垂 直地表的裂隙，促使岩石层层剥落和崩解， 直地表的裂隙，促使岩石层层剥落和崩解，这 种现象称层裂 卸载作用。 层裂或 种现象称层裂或卸载作用。
4FeS2+15O2+14H2O♦2(Fe2O3·3H2O)+8H2SO4 ♦
黄铁矿 褐铁矿
氧 化
黄 铁 矿
褐 铁 矿
黄铁矿氧化成褐铁矿后，在颜色、 黄铁矿氧化成褐铁矿后，在颜色、成分 结构上都发生了变化， 、结构上都发生了变化，矿物变得松软 多孔。 多孔。
12
4、水化（水合）作用 水化（水合）
24
球形风化
25
球形风化
26
凝灰岩球形风化
27
第五节
风化壳
地壳表层岩石经机械、 地壳表层岩石经机械、化学风化后形成的 松散物保留在原地称残积物，残积物经生 物风化， 物风化，便含有生物生长必不可少的有机 腐植质。 物--腐植质。这种具有腐植质、矿物质、 腐植质 这种具有腐植质、矿物质、 水和空气的松散物质， 水和空气的松散物质，称为土壤。 由岩石风化的残积物和土壤构成的覆盖在 陆地上的不连续薄壳称风化壳 陆地上的不连续薄壳称风化壳
有些矿物与水接触后， 有些矿物与水接触后，吸收一定数量的水到 结晶水或结构水， 矿物组成中，成为结晶水或结构水 矿物组成中，成为结晶水或结构水，并形成 一种含水的新矿物， 一种含水的新矿物，这种作用称为水化作用 如硬石膏吸水变成石膏；赤铁矿变成褐铁矿 如硬石膏吸水变成石膏； CaSO4+2H2O → CaSO4·2H2O 硬石膏 石膏 Fe2O3+nH2O → Fe2O3·nH2O 赤铁矿 褐铁矿
9
2、水解作用
指水和矿物相结合的一种化学反应， 指水和矿物相结合的一种化学反应，是H+或OH-离 子和矿物中离子之间进行的化学反应 。 常见的是长石被水解的作用： 常见的是长石被水解的作用：
4KAlSi3O8+6H2O→Al4(Si4O10)(OH)8+8SiO2+4KOH
正长石
高岭石
其中KOH和SiO2以真溶液或胶体溶液被带走，高岭 以真溶液或胶体溶液被带走， 其中KOH和 KOH 石残留在原地。 石残留在原地。 在潮湿气候条件下高岭石还会进一步被水解， 在潮湿气候条件下高岭石还会进一步被水解，最 后形成铝土矿和二氧化硅， 后形成铝土矿和二氧化硅，其中二氧化硅呈胶体溶 液移走，铝土矿则残留下来 则残留下来。 液移走，铝土矿则残留下来。
8
1、溶解作用
组成岩石的所有矿物都能溶解于水中， 组成岩石的所有矿物都能溶解于水中，仅 溶解度有大有小而已。 溶解度有大有小而已。溶解度大的为易溶矿 如岩盐、石膏等， 物，如岩盐、石膏等，溶解度小的为难溶矿 如石英、长石、云母。 物,如石英、长石、云母。 自然界的水常含有H 等酸类物质， 自然界的水常含有H2CO3等酸类物质，因而大 大提高了某些矿物的溶解度 溶解作用的结果，使岩石中易溶物质流失， 溶解作用的结果，使岩石中易溶物质流失， 难溶物质残留下来，还使岩石孔隙增大， 难溶物质残留下来，还使岩石孔隙增大，强 度减小， 度减小，有利于进一步风化剥蚀 。
13
化学风化作用破坏了原有岩石， 化学风化作用破坏了原有岩石，改变原来岩石 中的矿物成分，同时又形成一些新的矿物； 中的矿物成分，同时又形成一些新的矿物； 化学风化作用的最终产物包括两部分： 化学风化作用的最终产物包括两部分：一是能 溶于水中的可迁移物质； 溶于水中的可迁移物质；二是难于迁移堆积在 原地的残积物 矿物在化学风化过程中的抗风化能力的顺序是 的顺序是： 矿物在化学风化过程中的抗风化能力的顺序是 氧化物、氢氧化物＞硅酸盐＞碳酸盐＞ 氧化物、氢氧化物＞硅酸盐＞碳酸盐＞硫化物 卤化物、 ＞卤化物、硫酸盐 几种常见造岩矿物的抗风化能力顺序是：石英 几种常见造岩矿物的抗风化能力顺序是 石英 抗风化能力顺序是 白云母＞长石＞黑云母＞角闪石＞辉石＞ ＞白云母＞长石＞黑云母＞角闪石＞辉石＞橄 榄石
物理风化的产物：岩石崩解的岩块和 物理风化的产物：岩石崩解的岩块和 岩块 岩屑
第二节
化学风化作用
水溶液与地表附近的岩石进行化学反应， 水溶液与地表附近的岩石进行化学反应， 使岩石逐渐分解的过程。 使岩石逐渐分解的过程。 化学风化不仅使岩石遭到破坏， 化学风化不仅使岩石遭到破坏，而且还使 破坏产物的化学成分发生显著变化， 破坏产物的化学成分发生显著变化，并形 成一些新矿物。化学风化的方式有: 成一些新矿物。化学风化的方式有: 溶解作用 水解作用 水化（水合） 氧化作用 水化（水合）作用
3
1、温差风化 、
由于岩石表层温 度周期性的变化 而使岩石崩解的 过程
4
2、冰劈作用 、
因充填于岩石裂隙中的水结冰体积膨胀而使 岩石崩解的过程
图5-2冰劈作用（据W．K．汉布林， 1980）
5
3、盐类的结晶与溶解 、
指充填于岩石孔隙、 指充填于岩石孔隙、裂隙中含盐分的溶 液，因水溶液浓度的变化，盐类出现结 因水溶液浓度的变化， 晶和溶解使岩石破碎的过程 常见于干旱和半干旱地区， 常见于干旱和半干旱地区，
4FeS2+15O2+14H2O♦2(Fe2O3·3H2O)+8H2SO4 ♦
黄铁矿 褐铁矿
在地表形成的红褐色或暗褐色的褐铁矿， 在地表形成的红褐色或暗褐色的褐铁矿，覆 盖于尚未遭受风化的原生矿床之上，称为铁帽 铁帽。 盖于尚未遭受风化的原生矿床之上，称为铁帽。 它是一种找寻这些硫化物原生矿床的良好标志 11
14
第三节
生物风化作用
是指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 生物的机械风化作用 生物的化学风化作用
15
一、生物的机械风化作用
生物的机械风化主要表现在生物的生命活动 过程对岩石的机械破坏 根劈作用 蚯蚓和穴居动物等使松软的岩石破碎， 蚯蚓和穴居动物等使松软的岩石破碎，土粒 变细， 变细，有蹄类动物的践踏等对地表岩石和土 层的破坏， 层的破坏，都是生物的机械风化作用的表现
23
岩石的结构、构造影响 岩石的结构、 岩石的结构包括组成矿物是非晶质或晶质， 岩石的结构包括组成矿物是非晶质或晶质， 结构包括组成矿物是非晶质或晶质 等粒或不等粒 细粒或粗粒等 或不等粒， 或粗粒等， 等粒或不等粒，细粒或粗粒等，都对风化速 度有明显的影响。 度有明显的影响。 岩石的构造对风化的速度、 岩石的构造对风化的速度、强度也有明显影 岩石的裂隙发育使岩石与水溶液、 响。如岩石的裂隙发育使岩石与水溶液、空 气的接触面积增大，增强水溶液的流通性， 气的接触面积增大，增强水溶液的流通性， 从而促进风化作用的进行。 从而促进风化作用的进行。
20
气候潮湿炎热的地区：降水量大， 气候潮湿炎热的地区：降水量大，生 物繁茂， 物繁茂，生物的新陈代谢和尸体分解 过程产生的大量有机酸， 过程产生的大量有机酸，具有较强的 腐蚀力，所以， 腐蚀力，所以，化学风化和生物风化 都十分强烈。 都十分强烈。
21
二、地形的影响
地形一方面影响气候， 地形一方面影响气候，从而间接影响风化作用 另一方面， 另一方面，地形又可直接影响风化作用的进行 陡坡上 地下水位较低，生物较少， 在陡坡上，地下水位较低，生物较少，故以机 械风化为主，风化产物不断向陡坡下坠落， 械风化为主，风化产物不断向陡坡下坠落，使 新鲜岩石暴露于大气中继续遭受机械风化。 新鲜岩石暴露于大气中继续遭受机械风化。 坠落在坡脚下的风化产物，或在地形平坦地区 坠落在坡脚下的风化产物，或在地形平坦地区 的风化产物，受生物影响较大， 的风化产物，受生物影响较大，经受着长期风 化破坏，而且以化学风化作用为主 以化学风化作用为主， 化破坏，而且以化学风化作用为主，使其矿物 分解得比较彻底，形成大量粘土矿物和土壤 分解得比较彻底，
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风化壳下大面积存在的岩石称为基岩 地表有些地方风化产物被流水等外动力 地质作用剥蚀搬走，使基岩出露于地表， 地质作用剥蚀搬走，使基岩出露于地表， 这种露出地表的基岩，称为基岩的露头， 这种露出地表的基岩，称为基岩的露头， 或第一层为土壤层，成分 第一层为土壤层， 为粘土矿物和腐殖质。 为粘土矿物和腐殖质。 第二层为残积层( 第二层为残积层(近土 壤层) 不含腐植质， 壤层)，不含腐植质，由粘 土矿物或其它风化产物组成。 土矿物或其它风化产物组成。 第三层为半风化岩石层， 第三层为半风化岩石层， 岩石已碎裂， 岩石已碎裂，但成分与下伏 岩石相同。 岩石相同。 第四层为基岩， 第四层为基岩，未风化 岩石。 岩石。
高岭石
铝土矿
10
3、氧化作用
大气圈中的氧和水汽或溶于水中的氧与组 成岩石的元素之间的化学作用 常见的黄铁矿（FeS2）在地表很快就被氧 常见的黄铁矿（ 化成褐铁矿（ 化成褐铁矿（Fe203·nH20）
2
第一节
物理风化作用
主要是在温度变化等因素的影响下， 主要是在温度变化等因素的影响下，岩 石在原地发生的机械破坏作用。 石在原地发生的机械破坏作用。它使岩石 裂开或崩解，形成大小不等的碎块( 裂开或崩解，形成大小不等的碎块(岩块 和岩屑) 和岩屑)，但其成分却未发生显著的变化 。 有以下几种方式： 有以下几种方式： 温差风化 盐类的结晶与潮解 冰劈作用 层裂或卸载作用
第四节
影响风化作用的因素
气候的影响 地形的影响 岩性的影响
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一、气候的影响
气候严寒或干燥地区：生物稀少， 气候严寒或干燥地区：生物稀少， 降水以固态形式为主（寒冷区） 降水以固态形式为主（寒冷区）或 者少（干旱区）。这些地区以机械 ）。这些地区以 者少（干旱区）。这些地区以机械 风化作用为主， 风化作用为主，化学和生物风化较 弱 。
6
4、层裂或卸载作用 、
埋藏在地壳较深处的岩石， 埋藏在地壳较深处的岩石，承受了上覆岩石重 量而产生的静压力，一旦由于某种原因（ 量而产生的静压力，一旦由于某种原因（地壳 运动、剥蚀作用、人工采石等）， ），上覆岩石被 运动、剥蚀作用、人工采石等），上覆岩石被 剥蚀掉而出露地表，岩石就因卸载而产生向上 剥蚀掉而出露地表， 或向外的膨胀作用，从而形成一系列平行、 或向外的膨胀作用，从而形成一系列平行、垂 直地表的裂隙，促使岩石层层剥落和崩解， 直地表的裂隙，促使岩石层层剥落和崩解，这 种现象称层裂 卸载作用。 层裂或 种现象称层裂或卸载作用。
4FeS2+15O2+14H2O♦2(Fe2O3·3H2O)+8H2SO4 ♦
黄铁矿 褐铁矿
氧 化
黄 铁 矿
褐 铁 矿
黄铁矿氧化成褐铁矿后，在颜色、 黄铁矿氧化成褐铁矿后，在颜色、成分 结构上都发生了变化， 、结构上都发生了变化，矿物变得松软 多孔。 多孔。
12
4、水化（水合）作用 水化（水合）
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球形风化
25
球形风化
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凝灰岩球形风化
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第五节
风化壳
地壳表层岩石经机械、 地壳表层岩石经机械、化学风化后形成的 松散物保留在原地称残积物，残积物经生 物风化， 物风化，便含有生物生长必不可少的有机 腐植质。 物--腐植质。这种具有腐植质、矿物质、 腐植质 这种具有腐植质、矿物质、 水和空气的松散物质， 水和空气的松散物质，称为土壤。 由岩石风化的残积物和土壤构成的覆盖在 陆地上的不连续薄壳称风化壳 陆地上的不连续薄壳称风化壳
有些矿物与水接触后， 有些矿物与水接触后，吸收一定数量的水到 结晶水或结构水， 矿物组成中，成为结晶水或结构水 矿物组成中，成为结晶水或结构水，并形成 一种含水的新矿物， 一种含水的新矿物，这种作用称为水化作用 如硬石膏吸水变成石膏；赤铁矿变成褐铁矿 如硬石膏吸水变成石膏； CaSO4+2H2O → CaSO4·2H2O 硬石膏 石膏 Fe2O3+nH2O → Fe2O3·nH2O 赤铁矿 褐铁矿
9
2、水解作用
指水和矿物相结合的一种化学反应， 指水和矿物相结合的一种化学反应，是H+或OH-离 子和矿物中离子之间进行的化学反应 。 常见的是长石被水解的作用： 常见的是长石被水解的作用：
4KAlSi3O8+6H2O→Al4(Si4O10)(OH)8+8SiO2+4KOH
正长石
高岭石
其中KOH和SiO2以真溶液或胶体溶液被带走，高岭 以真溶液或胶体溶液被带走， 其中KOH和 KOH 石残留在原地。 石残留在原地。 在潮湿气候条件下高岭石还会进一步被水解， 在潮湿气候条件下高岭石还会进一步被水解，最 后形成铝土矿和二氧化硅， 后形成铝土矿和二氧化硅，其中二氧化硅呈胶体溶 液移走，铝土矿则残留下来 则残留下来。 液移走，铝土矿则残留下来。
8
1、溶解作用
组成岩石的所有矿物都能溶解于水中， 组成岩石的所有矿物都能溶解于水中，仅 溶解度有大有小而已。 溶解度有大有小而已。溶解度大的为易溶矿 如岩盐、石膏等， 物，如岩盐、石膏等，溶解度小的为难溶矿 如石英、长石、云母。 物,如石英、长石、云母。 自然界的水常含有H 等酸类物质， 自然界的水常含有H2CO3等酸类物质，因而大 大提高了某些矿物的溶解度 溶解作用的结果，使岩石中易溶物质流失， 溶解作用的结果，使岩石中易溶物质流失， 难溶物质残留下来，还使岩石孔隙增大， 难溶物质残留下来，还使岩石孔隙增大，强 度减小， 度减小，有利于进一步风化剥蚀 。
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化学风化作用破坏了原有岩石， 化学风化作用破坏了原有岩石，改变原来岩石 中的矿物成分，同时又形成一些新的矿物； 中的矿物成分，同时又形成一些新的矿物； 化学风化作用的最终产物包括两部分： 化学风化作用的最终产物包括两部分：一是能 溶于水中的可迁移物质； 溶于水中的可迁移物质；二是难于迁移堆积在 原地的残积物 矿物在化学风化过程中的抗风化能力的顺序是 的顺序是： 矿物在化学风化过程中的抗风化能力的顺序是 氧化物、氢氧化物＞硅酸盐＞碳酸盐＞ 氧化物、氢氧化物＞硅酸盐＞碳酸盐＞硫化物 卤化物、 ＞卤化物、硫酸盐 几种常见造岩矿物的抗风化能力顺序是：石英 几种常见造岩矿物的抗风化能力顺序是 石英 抗风化能力顺序是 白云母＞长石＞黑云母＞角闪石＞辉石＞ ＞白云母＞长石＞黑云母＞角闪石＞辉石＞橄 榄石
物理风化的产物：岩石崩解的岩块和 物理风化的产物：岩石崩解的岩块和 岩块 岩屑
第二节
化学风化作用
水溶液与地表附近的岩石进行化学反应， 水溶液与地表附近的岩石进行化学反应， 使岩石逐渐分解的过程。 使岩石逐渐分解的过程。 化学风化不仅使岩石遭到破坏， 化学风化不仅使岩石遭到破坏，而且还使 破坏产物的化学成分发生显著变化， 破坏产物的化学成分发生显著变化，并形 成一些新矿物。化学风化的方式有: 成一些新矿物。化学风化的方式有: 溶解作用 水解作用 水化（水合） 氧化作用 水化（水合）作用
3
1、温差风化 、
由于岩石表层温 度周期性的变化 而使岩石崩解的 过程
4
2、冰劈作用 、
因充填于岩石裂隙中的水结冰体积膨胀而使 岩石崩解的过程
图5-2冰劈作用（据W．K．汉布林， 1980）
5
3、盐类的结晶与溶解 、
指充填于岩石孔隙、 指充填于岩石孔隙、裂隙中含盐分的溶 液，因水溶液浓度的变化，盐类出现结 因水溶液浓度的变化， 晶和溶解使岩石破碎的过程 常见于干旱和半干旱地区， 常见于干旱和半干旱地区，
4FeS2+15O2+14H2O♦2(Fe2O3·3H2O)+8H2SO4 ♦
黄铁矿 褐铁矿
在地表形成的红褐色或暗褐色的褐铁矿， 在地表形成的红褐色或暗褐色的褐铁矿，覆 盖于尚未遭受风化的原生矿床之上，称为铁帽 铁帽。 盖于尚未遭受风化的原生矿床之上，称为铁帽。 它是一种找寻这些硫化物原生矿床的良好标志 11
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第三节
生物风化作用
是指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 生物的机械风化作用 生物的化学风化作用
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一、生物的机械风化作用
生物的机械风化主要表现在生物的生命活动 过程对岩石的机械破坏 根劈作用 蚯蚓和穴居动物等使松软的岩石破碎， 蚯蚓和穴居动物等使松软的岩石破碎，土粒 变细， 变细，有蹄类动物的践踏等对地表岩石和土 层的破坏， 层的破坏，都是生物的机械风化作用的表现
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岩石的结构、构造影响 岩石的结构、 岩石的结构包括组成矿物是非晶质或晶质， 岩石的结构包括组成矿物是非晶质或晶质， 结构包括组成矿物是非晶质或晶质 等粒或不等粒 细粒或粗粒等 或不等粒， 或粗粒等， 等粒或不等粒，细粒或粗粒等，都对风化速 度有明显的影响。 度有明显的影响。 岩石的构造对风化的速度、 岩石的构造对风化的速度、强度也有明显影 岩石的裂隙发育使岩石与水溶液、 响。如岩石的裂隙发育使岩石与水溶液、空 气的接触面积增大，增强水溶液的流通性， 气的接触面积增大，增强水溶液的流通性， 从而促进风化作用的进行。 从而促进风化作用的进行。
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气候潮湿炎热的地区：降水量大， 气候潮湿炎热的地区：降水量大，生 物繁茂， 物繁茂，生物的新陈代谢和尸体分解 过程产生的大量有机酸， 过程产生的大量有机酸，具有较强的 腐蚀力，所以， 腐蚀力，所以，化学风化和生物风化 都十分强烈。 都十分强烈。
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二、地形的影响
地形一方面影响气候， 地形一方面影响气候，从而间接影响风化作用 另一方面， 另一方面，地形又可直接影响风化作用的进行 陡坡上 地下水位较低，生物较少， 在陡坡上，地下水位较低，生物较少，故以机 械风化为主，风化产物不断向陡坡下坠落， 械风化为主，风化产物不断向陡坡下坠落，使 新鲜岩石暴露于大气中继续遭受机械风化。 新鲜岩石暴露于大气中继续遭受机械风化。 坠落在坡脚下的风化产物，或在地形平坦地区 坠落在坡脚下的风化产物，或在地形平坦地区 的风化产物，受生物影响较大， 的风化产物，受生物影响较大，经受着长期风 化破坏，而且以化学风化作用为主 以化学风化作用为主， 化破坏，而且以化学风化作用为主，使其矿物 分解得比较彻底，形成大量粘土矿物和土壤 分解得比较彻底，
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风化壳下大面积存在的岩石称为基岩 地表有些地方风化产物被流水等外动力 地质作用剥蚀搬走，使基岩出露于地表， 地质作用剥蚀搬走，使基岩出露于地表， 这种露出地表的基岩，称为基岩的露头， 这种露出地表的基岩，称为基岩的露头， 或第一层为土壤层，成分 第一层为土壤层， 为粘土矿物和腐殖质。 为粘土矿物和腐殖质。 第二层为残积层( 第二层为残积层(近土 壤层) 不含腐植质， 壤层)，不含腐植质，由粘 土矿物或其它风化产物组成。 土矿物或其它风化产物组成。 第三层为半风化岩石层， 第三层为半风化岩石层， 岩石已碎裂， 岩石已碎裂，但成分与下伏 岩石相同。 岩石相同。 第四层为基岩， 第四层为基岩，未风化 岩石。 岩石。