风化作用地球化学
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第三章 风化与地表流水的地质作用
抗 风 化 能 力 增 加
稳 定 性 增 加
结构
颗粒均匀>粒级差大的岩石 基底式胶结>孔隙式胶结 胶结物成分：Si>Ca>泥
在相同条件下，细粒、等粒、胶结好（致 密度高）的岩石的岩石抗风化能力强，风化速 度慢；相反松散岩石风化较快。
差异风化：抗风化程度不同的岩石组合于一体， 抗风化弱的岩石往往形成负地形，抗风化强的岩 石往往形成正地形，这种由于岩性差异导致风化 速度不同使岩石表面呈现凸凹不平的现象，成为 差异风化作用。如蘑菇石。
根劈作用
根劈作用
3.生物风化作用
生物的物理风化 生物的化学风化
生物的化学风化
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。 植物和细菌在新陈代谢过程中 有机酸、碳酸、 硝酸和氢氧化铵等
动、植物死后遗体腐烂
有机酸和气体
腐殖质的存在可促进岩石物质的分解
海边基岩中生长的生物、海草及溶蚀的洞穴
气 候
风化深度
地形条件的影响
山区地形条件影响最为突出 由山顶到山角不同海拨及气候有明显的 垂直分带，因此形成不同高度，风化类 型和风化程度不同。 山顶—物理风化强烈。 山脚下—化学风化生物风化为主。
地势
陡：风化碎屑物很快剥蚀掉，易于物理
风化的进行。 缓：生物化学与风化为主。
地 形
供通道 诱发不良地质现象
3.1.1 风化作用的类型
风化作用按其占优势的营力和 岩石变化的性质分为：
★物理风化作用在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。 ★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。 ★生物风化作用生物对岩石、矿物产生的破坏作 用。
地球科学概论第五章1 风化作用
湿热
（三）生物风化作用
由生物的生命活动引起岩石的破坏 过程。 过程。
生物物理风化作用
由生物活动导致岩石的机械破碎过 常见形式为根劈作用 根劈作用。 程。常见形式为根劈作用。
生物化学风化作用
由于生物活动引起岩石化学成分变 化而使岩石破坏的过程。 化而使岩石破坏的过程。这种作用通常 是通过生物新陈代谢过程中分泌出的物 质和死亡后腐烂分解出来的物质对岩石 起化学反应完成的，形成腐殖质 腐殖质。 起化学反应完成的，形成腐殖质。
蛋白石、蒙脱石、 蛋白石、蒙脱石、褐铁矿
自然界中各类矿物抗风化能力顺序： 自然界中各类矿物抗风化能力顺序：
氧化物、氢氧化物＞硅酸盐＞碳酸盐 氧化物、氢氧化物＞硅酸盐＞ 硫化物＞卤化物、 ＞硫化物＞卤化物、硫酸盐
常见矿物抗风化能力顺序： 常见矿物抗风化能力顺序：
石英＞白云母＞长石＞黑云母＞角闪 石英＞白云母＞长石＞黑云母＞ 辉石＞ 石＞辉石＞橄榄石
A 表土层 上层为富含腐殖质；下层为淋滤 层。 B 淀积层 有机质较少；淋滤下的物质在此 层沉积。 C 母质层 受风化作用影响较低。
三、影响风化作用的因素
影响风化作用的因素主要有气候 影响风化作用的因素主要有气候、 气候、 植被、地形和岩石特征等方面 等方面。 植被、地形和岩石特征等方面。 气候因素包括温度 降雨量和 气候因素包括温度、降雨量和 温度、 湿度， 湿度，它们是控制风化作用的重要 因素
层裂或卸载作用
（二）化学风化作用
化学风化作用的概念 指岩石在原地以化学变化（ 指岩石在原地以化学变化（反 的方式使岩石“腐烂” 应）的方式使岩石“腐烂”、破碎 的过程。 的过程。 溶解作用 指水溶液溶解岩石的某些易溶 成分，使其松软、破碎、 成分，使其松软、破碎、崩解的过 如石盐、方解石等。 程。如石盐、方解石等。
（三）生物风化作用
由生物的生命活动引起岩石的破坏 过程。 过程。
生物物理风化作用
由生物活动导致岩石的机械破碎过 常见形式为根劈作用 根劈作用。 程。常见形式为根劈作用。
生物化学风化作用
由于生物活动引起岩石化学成分变 化而使岩石破坏的过程。 化而使岩石破坏的过程。这种作用通常 是通过生物新陈代谢过程中分泌出的物 质和死亡后腐烂分解出来的物质对岩石 起化学反应完成的，形成腐殖质 腐殖质。 起化学反应完成的，形成腐殖质。
蛋白石、蒙脱石、 蛋白石、蒙脱石、褐铁矿
自然界中各类矿物抗风化能力顺序： 自然界中各类矿物抗风化能力顺序：
氧化物、氢氧化物＞硅酸盐＞碳酸盐 氧化物、氢氧化物＞硅酸盐＞ 硫化物＞卤化物、 ＞硫化物＞卤化物、硫酸盐
常见矿物抗风化能力顺序： 常见矿物抗风化能力顺序：
石英＞白云母＞长石＞黑云母＞角闪 石英＞白云母＞长石＞黑云母＞ 辉石＞ 石＞辉石＞橄榄石
A 表土层 上层为富含腐殖质；下层为淋滤 层。 B 淀积层 有机质较少；淋滤下的物质在此 层沉积。 C 母质层 受风化作用影响较低。
三、影响风化作用的因素
影响风化作用的因素主要有气候 影响风化作用的因素主要有气候、 气候、 植被、地形和岩石特征等方面 等方面。 植被、地形和岩石特征等方面。 气候因素包括温度 降雨量和 气候因素包括温度、降雨量和 温度、 湿度， 湿度，它们是控制风化作用的重要 因素
层裂或卸载作用
（二）化学风化作用
化学风化作用的概念 指岩石在原地以化学变化（ 指岩石在原地以化学变化（反 的方式使岩石“腐烂” 应）的方式使岩石“腐烂”、破碎 的过程。 的过程。 溶解作用 指水溶液溶解岩石的某些易溶 成分，使其松软、破碎、 成分，使其松软、破碎、崩解的过 如石盐、方解石等。 程。如石盐、方解石等。
09-第四章-第四节-风化作用地球化学PPT课件
性条件下易迁移）。
-
14
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风化作用地球化学
3. Eh值 改变元素的迁移性质，如Fe2+, Fe3+
-
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风化作用地球化学
4. 矿物和岩石的耐风化能力
氧化物（锆石，金红石，刚玉，尖晶石，锡石，钛 铁矿，磁铁矿等）>
硅酸盐（橄榄石，辉石，长石，云母）> 碳酸岩（石灰岩等）> 硫化物（黄铁矿等）
-
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风化作用地球化学
（2）氧的作用
大气中的游离氧 21%（体积）
PO2 = 0.21大气压 溶解于水中的氧，随温度降低含量增加
作用：低价离子
高价离子
-
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风化作用地球化学
（3）CO2的作用 大气中CO2：0.03%（体积） 雨水中CO2：2.14% （体积） 控制水体的pH值 3CO2+3H2O = H2CO3+3H++CO32-+HCO3 使碳酸岩溶解 CaCO3 + H2CO3 = Ca(HCO3)2
第四节 风化作用地球化学
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1
风化作用地球化学
一、风化作用的特点和研究意义 （一）特点
常压 低温 处于大气圈游离氧和二氧化碳作用下 大气圈-水圈-岩石圈的相互作用 生物和有机质参与 营力：太阳能为主
-
2
风化作用地球化学
（二）研究意义 1.风化壳型矿床的形成 Fe Al Mn TR, Nb, Ta, U
49.3
47.3
50.4
0.7
17.4
18.5
22.2
50.5
2.7
14.6
9.9
23.4
8.3
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风化作用地球化学
3. Eh值 改变元素的迁移性质，如Fe2+, Fe3+
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风化作用地球化学
4. 矿物和岩石的耐风化能力
氧化物（锆石，金红石，刚玉，尖晶石，锡石，钛 铁矿，磁铁矿等）>
硅酸盐（橄榄石，辉石，长石，云母）> 碳酸岩（石灰岩等）> 硫化物（黄铁矿等）
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风化作用地球化学
（2）氧的作用
大气中的游离氧 21%（体积）
PO2 = 0.21大气压 溶解于水中的氧，随温度降低含量增加
作用：低价离子
高价离子
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风化作用地球化学
（3）CO2的作用 大气中CO2：0.03%（体积） 雨水中CO2：2.14% （体积） 控制水体的pH值 3CO2+3H2O = H2CO3+3H++CO32-+HCO3 使碳酸岩溶解 CaCO3 + H2CO3 = Ca(HCO3)2
第四节 风化作用地球化学
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风化作用地球化学
一、风化作用的特点和研究意义 （一）特点
常压 低温 处于大气圈游离氧和二氧化碳作用下 大气圈-水圈-岩石圈的相互作用 生物和有机质参与 营力：太阳能为主
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风化作用地球化学
（二）研究意义 1.风化壳型矿床的形成 Fe Al Mn TR, Nb, Ta, U
49.3
47.3
50.4
0.7
17.4
18.5
22.2
50.5
2.7
14.6
9.9
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8.3
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地貌学第三章 第四纪 风化作用
正长石
高岭石
左图为长石经水解 作用转变成粘土。
氧化作用
这是一种十分常见的化学风化作用。是 大气中的游离氧或水中的溶解氧同岩石 中元素之间的反应形成新矿物的作用。 如：
4FeS2+15O2+mH2O=2Fe2O3·nH2O+8H
2SO4
黄铁矿
Байду номын сангаас
褐铁矿
水化（水合）作用
• 有些矿物与水接触后，吸收一定的 水分到矿物晶格之中，成为结晶水 和结构水。形成含水的新矿物，这 个作用叫水化作用。如：
第二章 风 化 作 用
2.1 风化作用类型
一 风化作用 风化作用:岩石在原地发生物理状态和化学成分
变化的破坏作用称为风化作用。
水沿裂隙下 渗破坏岩石
连续岩层被 破坏成孤峰
山坡脚的 碎屑堆
二 、风化作用的类型
1 物理风化作用 2 化学风化作用 3 生物风化作用
1、物理风化作用
地表的岩石在 原地发生机械破碎， 不改变其化学成分 和矿物组成，未形 成新的矿物。包括： 温差风化、冰劈作 用、盐类结晶、层 裂等。形成岩屑、 砂粒等碎屑。
3、硅铝残积风化壳
发生在湿润气候条件下，以化学风化 作用为主．
硅酸盐矿物进行进一步的化学分解， 分解出的部分硅、铝在地表结合成各种粘 土矿物如高岭石、蒙脱石、伊利石（Al2O3。 mSiO2。nH2O），使硅铝在风化碎屑中富 集．
４、铁铝风化壳（红土风化壳）
发生在长期化学风化的后期
此时不但硅酸盐矿物全部被分解，且上 一阶段表生粘土矿物也可分解，可以迁移 的元素均已析出。风化碎屑主要形成大量 铁、铝和SiO2胶体矿物，主要有水铝石 (Al2O3。nH2O)、褐铁矿(Fe2O3.H2O)、水 赤铁矿(Fe2O3)等，这些矿物在地表条件下 稳定，使风化产物中铁、铝富集。
第10章 风化作用
第十一章风化作用地球自形成以来，无时不在变化之中，地球的面貌也随之不断改变。
今天地球的面貌是地球长期演变的结果，且仍以人们通常所不易察觉的方式和速度在变化着。
引起这种变化的动因就是地质作用。
地质作用就是形成和改变地球的物质组成、外部形态特征和内部构造的各种自然作用。
根据地质作用能量的主要来源和作用的主要部位，可分为内动力地质作用和外动力地质作用，并分出许多次一级的作用。
一．内力地质作用内力地质作用是由于地球的内热、地球自传与重力等能量所激发，并主要发生在地球内部的作用。
内力地质作用因其作用方式不同可分为四种：构造运动：地壳的机械运动。
按其运动方向可分为水平运动与垂直运动。
岩浆作用：岩浆的发生、运动及其固结成岩的作用。
按其作用发生的部位分为侵入作用和喷出作用。
变质作用：岩石在基本上为固态下，由于温度、压力和化学活动性流体的作用而发生成分、结构及构造变化。
地震：大地的快速颤动。
二．外力地质作用外力地质作用是由大气、水和生物在太阳辐射、重力以及日月引力等能源的作用下所进行的各种作用，它们都发生在地球的表层。
分为以下五种：风化作用：地表岩石在外力作用下发生机械崩解或化学分解，变为松散的碎块、碎屑直至土壤，并残留原地；剥蚀作用：岩石在外力作用下被破坏，破坏的生成物同时被带走；搬运作用：外力将风化剥蚀的产物搬运到他处；沉积作用：搬运物在适宜的地方发生堆积；固结成岩作用：松散沉积物转变为坚硬的岩石。
第一节风化作用外力地质作用对陆地表面和岩石进行改造的第一步就是由风化作用开始的，它是地表广泛存在的一种破坏现象。
风化作用是大气圈和暴露在地表的岩石间的相互作用，是各种地表作用的总的影响。
当原岩（高温高压）暴露于地表（常温常压）时，会受到各种外营力（大气中的O2、CO2、渗透到岩石缝隙中的水以及生物）作用而破坏，发生机械崩解或化学分解，完整的岩石最终变成松散的碎屑及至土壤，这就是风化作用。
一．风化作用之内因风化作用之所以能够进行，是因为矿物和岩石所处的环境发生了改变。
6.风化作用
第三章风化作用风化作用：在地表或近地表的环境中，由于温度变化、大气、水和水溶液及生物作用等因素的影响下，使岩石在原地遭受破坏的过程。
结果①机械破碎，岩石由大块裂成小块；②岩石矿物分解，一部分迁移走，一部分变成新化合物残留在原地分类物理风化，化学风化，生物风化一. 物理风化由于温度变化等自然因素的影响，使岩石在原地发生蹦解的作用。
常见的有温差风化、冰劈作用和盐类的结晶与潮解作用。
冰劈108kg/cm2盐40kg/cm2层状剥落二. 化学风化在大气、水和水溶液的作用下，岩石、矿物发生分解的作用。
常见的有溶解作用、氧化作用、水化作用、水解作用和碳酸化作用。
溶解作用：岩石中矿物溶解于水而产生分解和碳酸化的作用岩石中可溶性矿物被水溶解带走，岩石的孔隙度增大，硬度降低。
氧化作用：矿物与大气或水中的游离态氧发生反应，生成氧化物的作用。
铁帽赤铁矿针铁矿氧化作用所能达到的地带，称为氧化带，深度随岩石性质、裂隙发育程度和地下水情况而异。
水化作用：水分子结合到矿物晶格中的作用。
Fe 2O 3+n H 2OFe 2O 3·n H 2O 赤铁矿褐铁矿CaSO 4+2H 2OCaSO 4·2H 2O 硬石膏石膏水化作用常增大矿物体积，对围岩产生压力，促使其破裂；同时也造成矿物的硬度降低，削弱了岩石的抗风化的能力。
水解作用：在水中电离的矿物阴离子或阳离子与H 2O 离解成的H +和OH -相互结合，生成难电离的弱电解质的过程。
水解作用反应不可逆，通常是水中的H +置换矿物中碱金属离子，因此，发生水解作用的矿物主要是弱酸强碱盐组成的矿物。
水解作用导致矿物分解和岩石破坏，在表生地球化学中具有重要意义。
Mg 2SiO 4+ 4H 2O2Mg 2++4OH -+ H 2SiO 4镁橄榄石4K [AlSi 3O 8] + 6H 2OAl 4[Si 4O 10](OH)8+8SiO 2+4K ++4OH -钾长石高岭石胶体Mg 2SiO 4+ 4H 2O+4CO 22Mg 2++4HCO 3-+ H 2SiO 4水体含CO 2时水解作用加速三. 生物风化生物的生命活动引起地表岩石的分解破坏作用。
4第四章 风化作用
• 二、岩石所处的环境条件
• （一）气候 • 不同气候地带的水分与温度的条件不同特点如下： • （1）极地气候区。由于温度低，所以因水的冻结融 化而产生的物理风化作用强烈学风化微弱，风化产物 中粘土很少。 • （2）沙漠干旱气候区。物理风化为主，以温度变化 的作用占优势。 • （3）温带湿润气候区。温和多雨，植物生长茂盛， 所以化学风化和生物风化占重要地位，水的冻结与温 度变化作用都较次要。 • （4）热带湿润气候区。温度较高，雨量丰富，化学 风化和生物风化特别强烈而迅速。
第四节
• 一、风化壳的概念
风化壳
• 岩石经过风化以后，部分物质随水溶解流失，部分 物质变得疏松，残留于地表，叫做残积物。残积物
可以经搬运成为其他类型的堆积物。从整个岩石圈
来看，上层部分都是风化的残余物（包括就地堆积
的与经过搬运的），它们构成一层薄薄的外壳叫做
风化壳。
• 对于风化壳的上下部分，其岩石经受风 化的程度是不同的，愈近地表，风化程 度众深。一般的残积风化壳自地表向下 进行分层。 • 第一层：风化强烈，多细小的矿物质， 腐殖质多。 • 第二层：矿物质分解较差，腐殖质较少。 • 第三层：半风化岩石层，岩石的外貌尚 可辨别，但已开始风化。 • 第四层：未经作用的新鲜岩石。
胶结的砂岩，风化快，能生成较厚的风化层次，
松散面无大块。由硅质或铁质胶结的岩石，则风 化难，风化层薄，常有大岩块夹杂。
• （5）石灰岩。其主要成分是碳酸钙，在湿润气候条
件下，风化作用以溶解为主。风化产物多是质地粘细，
含钙质丰富，酸性较弱。地面的残积物层与下面基岩
之间，没有过渡的半风化层，界线十分清楚，经常是 基岩裸露，土层浅薄，植被不易生长。 • 石灰岩的风化难易与岩石的成分及构造有很大关系， 例如硅质石灰岩风化难，泥质石灰岩风化较易；厚层 石灰岩风化难，而薄层石灰岩经构造破碎的，则风化 较快。
表生作用地球化学
1.表生环境的特点
1.表生环境的特点
1）常温；常压 2）水介质大量广泛的存在；
水介质作用之一：溶解作用
在碳酸盐、硫酸盐和岩 盐矿物的风化中常见：
Source: Ramesh Venkatakrishnan
岩溶地貌
水介质作用之二：水解作用
• 水解作用是水电离产生的H+、OH-与矿物中的离 子间发生的交换反应。 在硅酸盐矿物的风化过程中最为常见 ：
砂岩，难风化
溶解 作用
Soil
Soil
Soil
Ibraos含na-rlti铁ch 玄武岩
L石im灰est岩one
Cwehae氧tmheic化rainl g by 作ox用idation
水解 作用
富长石花岗岩
第二节 表生作用地球化学
一、表生作用和风化作用 二、表生环境和风化作用类型 三、风化壳的形成
植
植物根上的H+
物
土壤中矿物颗粒表面的
阳离子(Ca2+,Na+,K+)
无论是元素的迁移和重新分
Hale Waihona Puke 植物配，没有任何一种化学营力 离子
交换
死亡
比得上生物作用。
粘土矿物
阳离子返回土壤
植物获取营养
土壤中粘土矿物含量增加
第二节 表生作用地球化学
一、表生作用和风化作用
二、表生环境和风化作用类型
1.表生环境的特点 2.风化作用的类型
溶解作用
碳酸盐、蒸发盐
化
水解作用
硅酸盐矿物
学
水合作用
蒸发盐、铁氧化物
风
氧化作用
含铁硅酸盐、硫化物
化
碳酸盐作用
叠加在其他作用之上
1.表生环境的特点
1）常温；常压 2）水介质大量广泛的存在；
水介质作用之一：溶解作用
在碳酸盐、硫酸盐和岩 盐矿物的风化中常见：
Source: Ramesh Venkatakrishnan
岩溶地貌
水介质作用之二：水解作用
• 水解作用是水电离产生的H+、OH-与矿物中的离 子间发生的交换反应。 在硅酸盐矿物的风化过程中最为常见 ：
砂岩，难风化
溶解 作用
Soil
Soil
Soil
Ibraos含na-rlti铁ch 玄武岩
L石im灰est岩one
Cwehae氧tmheic化rainl g by 作ox用idation
水解 作用
富长石花岗岩
第二节 表生作用地球化学
一、表生作用和风化作用 二、表生环境和风化作用类型 三、风化壳的形成
植
植物根上的H+
物
土壤中矿物颗粒表面的
阳离子(Ca2+,Na+,K+)
无论是元素的迁移和重新分
Hale Waihona Puke 植物配，没有任何一种化学营力 离子
交换
死亡
比得上生物作用。
粘土矿物
阳离子返回土壤
植物获取营养
土壤中粘土矿物含量增加
第二节 表生作用地球化学
一、表生作用和风化作用
二、表生环境和风化作用类型
1.表生环境的特点 2.风化作用的类型
溶解作用
碳酸盐、蒸发盐
化
水解作用
硅酸盐矿物
学
水合作用
蒸发盐、铁氧化物
风
氧化作用
含铁硅酸盐、硫化物
化
碳酸盐作用
叠加在其他作用之上
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Al Ti Zr Cr TR Y 自然金属 Nb Ta Th Sc Ta Os Pd Ru Pt W Hf In Bi Te Au Rh Ir
实习课一 微量元素模拟计算
平衡部分熔融：
i i CL =C0 /[D+F(1-D)]
1、河北迁西太古代绿岩带中超镁铁岩的稀土 元素含量分别为: La Sm Yb (×10-6) 太古代绿岩带 1.25 0.66 0.70 太古代上地幔 0.64 0.39 0.42 太古代上地幔 La、Sm、Yb的含量如上表，取 该区地幔矿物相比例为：橄榄石63%、斜方辉 石22.5%、单斜辉石5%、石榴石5% ,试用平衡 实比熔融和收集熔融计算F值。说明那种方式 计算的结果更合理。 收集熔融定量模型： CiL/ Ci0s=1/F[1-(1-F)1/D]
(kx= n-0.n ) 强还原中惰性 kx < 0.1
Kx元素在水中的迁移系数：Kx=mx•100/(a•nx) Mx:河水中元素x的含量(毫克/升); a水中矿物质残渣总量(毫 克/升) nx :元素X在汇水区岩石中的平均含量(%)
风化作用地球化学
还原环境中 活动或弱活动 kx = n-0.n 大多数环境中 活动性小 kx = 0.n-0.0n Fe Mn Co
风化作用地球化学
二、风化过程中元素迁移的一般规律 （一）影响风化作用的因素 物理风化 化学风化 生物风化 决定于气候环境(温度和水量)
风化作用地球化学
1. 水、氧及CO2
(1) 水的作用
溶剂
参与对岩石的破坏作用（水合和水解）
Fe2O3 + nH2O = Fe2O3•nH2O(水赤铁矿) 2K[AlSi3O8] + 2H2O + CO2 =＞ Al4[Si4O10](OH)84H2O (高岭石) + K2CO3 + 4SiO2
风化作用地球化学
2.寻找盲矿的标志
风化作用产物掩盖了矿床，但同时在矿床 的土壤及其盖层存在着次生地球化学异常。
风化作用地球化学
3.土壤成分与经济作物的关系
吉林人参 含硼岩系优于其它岩石形成的土壤 烟台苹果 黑云片麻岩优于碳酸岩类岩石形成的土壤 温州蜜桔 长石砂岩和花岗岩优于页岩和砂页岩形成的土壤 贵州茶叶 砂岩分布区优于碳酸岩区
2、分析石榴石橄榄岩源区的熔体与尖晶石
橄榄岩源区的熔体REE的区别标志
（1）石榴石二辉橄榄岩：橄榄石55%、斜 方辉石25 % 、单斜辉石15%、石榴石5% （2）尖晶石二辉橄榄岩：橄榄石55%、斜 方辉石25 % 、单斜辉石17%、尖晶石3%
第四节 风化作用地球化学
风化作用地球化学
一、风化作用的特点和研究意义 （一）特点
常压 低温 处于大气圈游离氧和二氧化碳作用下 大气圈-水圈-岩石圈的相互作用 生物和有机质参与 营力：太阳能为主
风化作用地球化学
（二）研究意义 1.风化壳型矿床的形成 Fe Al Mn TR, Nb, Ta, U
调节环境的pH Eh和大气CO2含量
大陆碳酸盐岩风化对大气CO2的含量没有影响 CO2 + H2O + CaCO3 Ca2++2HCO3硅酸盐岩由风化转变为一个海洋碳酸盐分子沉积，
பைடு நூலகம்
将损失大气中一个CO2分子, 导致大气CO2的含量降低.
4K[AlSi3O8]+10H2O+2CO2 =＞ Al4[Si4O10](OH)8 • 4H2O(高岭石)+2K2CO3+8SiO2
风化作用地球化学
3. Eh值 改变元素的迁移性质，如Fe2+, Fe3+
风化作用地球化学
4. 矿物和岩石的耐风化能力
氧化物（锆石，金红石，刚玉，尖晶石，锡石，钛 铁矿，磁铁矿等）> 硅酸盐（橄榄石，辉石，长石，云母）> 碳酸岩（石灰岩等）> 硫化物（黄铁矿等）
风化作用地球化学
5.气候条件 雨量：决定水与矿物和岩石的接触 温度：控制反应速率
风化作用地球化学
2. pH值 表生带天然溶液的pH值为：4-9
硫化物矿床氧化带：2-3 火山地区强酸性水：1-2 沙漠和碱性湖水：10-12 河水： 7 雨水： 6 海水： 8.5
风化作用地球化学
pH值对元素迁移的控制 一般规律： 低场强元素在pH降低时，溶解度增大（酸 性条件下易迁移）。 高场强元素在pH增高时，溶解度增大（碱 性条件下易迁移）。
风化作用地球化学
（2）氧的作用 大气中的游离氧 21%（体积） PO2 = 0.21大气压 溶解于水中的氧，随温度降低含量增加 作用：低价离子 高价离子
风化作用地球化学
（3）CO2的作用 大气中CO2：0.03%（体积） 雨水中CO2：2.14% （体积） 控制水体的pH值 3CO2+3H2O = H2CO3+3H++CO32-+HCO3 使碳酸岩溶解 CaCO3 + H2CO3 = Ca(HCO3)2
SiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MgO CaO Na2O K2O H2O
风化作用地球化学
（三）元素的生物地球化学迁移 1.对大气中O2和CO2的控制 2.有机酸对矿物和岩石的风化影响 3.植物对元素的选择性摄取
风化作用地球化学
元素的表生迁移性质 很活动 kx=n10-100 活动 kx=n 弱活动 kx= 0.n
氧化环境活动和弱活动
阴离子 S Cl B Br Ca Na Mg Sr Ra F
K Ba Rb Li Be Cs Tl 阴离子形式 Si P Sn Ge Sb 在氧化环境的酸性和 弱酸性水中强烈迁移 中性和碱性活动性低 Zn Ni Cu Pb Cd Hg Ag 酸性碱性都强烈迁移 （呈阴离子） V U Mo Se Re
风化作用地球化学
岩石在温带和热带化学风化的变化对比 英格兰闪长岩（温带） 印度闪长岩（热带） 新鲜岩石 上覆黏土 新鲜岩石 上覆黏土 49.3 47.3 50.4 0.7 17.4 18.5 22.2 50.5 2.7 14.6 9.9 23.4 8.3 3.6 4.7 5.2 1.5 8.7 1.5 8.4 4.0 0.3 0.9 1.8 2.5 1.8 2.9 7.2 0.9 25.0
• 调节环境的pH Eh和大气 CO2含量
调节pH: CO2 + H2O = 2H++ CO3-
4K[AlSi3O8]+10H2O=＞
Al4[Si4O10](OH)8 • 4H2O+8SiO2+4K(OH)
调节pH和Eh:
4Fe+2+2H2O+O2 =＞4Fe+3+4(OH)-
在土壤的CO2-H2O-CaCO3系统中，方解石的 沉积和溶解可以用下式表示： CO2 + H2O + CaCO3 Ca2++ 2HCO3由于土壤表层富含CO2，加上降雨或地下水的上 渗（毛细管作用），可使碎屑碳酸盐溶解成可溶性 的HCO3-。它随土壤水分的运动向土壤下部迁移。 随着土壤下部CO2分压减少，在一定条件下HCO3结晶形成次生碳酸盐沉积。