普通地质——风化作用
普通地质学课件——第十章风化作用
风化（等粒结构、块状结构），疏松多 孔容易风化。
3.节理发育状况
节理越发育越容易风化。
第三节 风化作用的产物
一、风化产物及特征
1.碎屑物质：主要是物理风化作用的产物，也有一 部分是岩石在化学风化过程种完全分解的矿物 碎屑。包括岩石碎屑和矿物碎屑，是碎屑沉积 物的重要来源。
4Fe3O4+O2=6Fe2O3 在地表常形成的铁帽是寻找原生矿物的重要标志。 （二）溶解作用——水是溶剂，自然界中的水总会
有一定数量的O2、CO2和一些酸、碱物质，因此 具有较强的溶解能力，能溶解大多数矿物。 1.石灰岩和白云岩与CO2、水的作用 CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2（重碳酸钙） 2.含硫酸的水的作用 CaCO3+H2SO4=CaSO4+CO2+H2O
第十章 风化作用
风化作用：指地表及接近地表的岩石，在 大气、温度、水和生物的影响下，使原来 的岩石在物理性质或化学性质上发生改变 的地质作用。
第一节 风化作用的类型
按照风化作用的性质和方式，可分为三种类型：物理 风化作用、化学风化作用、生物风化作用。 一．物理风化作用
物理风化作用它是地表岩石发生机械破碎而不改变其化 学成分，也 不形成新矿物的作用。 主要方式有： 1．矿物岩石的热胀冷缩． 2．冰劈作用
2.溶解物质——是化学风化和生物风化作用的产物。 一部分是以溶液形式被水带走（K Na Ca Mg 等元素的碳酸盐硫酸盐氯化物以及少数Mn、 P的氯化物）它是化学沉积物的主要来源。另 一部分是SiO2 以胶体溶液形式被水带走。
3.难溶物质：一些相对不活跃的Fe、 Al 等元素残留 物在原地，形成褐铁矿、黏土矿和铝土矿。
第10章 风化作用
◆ 差异风化：抗风化能力不一致的矿物或岩石共生在一起，抗风化 能力强者突出地表，抗风化能力弱者凹入，此现象称之。
洋葱石--球状风化
龙岩黄坑二叠纪长石砂岩的球状风化-褐铁矿晕圈
二、残积物 (eluvium) 岩石风化后残留原地的物质。
1. 特征：结构松散、大小不一、棱角显著、没有层理。 2. 矿产：◆ 抗风化力强的重矿物如金刚石、金、锡石可残留原地，富集
成残积型砂矿。◆ 若岩石中活动组分被水带走，稳定组分 Fe、Al残留原 地，可富集成残余型砂矿。
三、风化壳 基岩上由风化产物组成的不 连续的薄层。
舒良树摄
⑶ 层裂或卸载作用 (unloading)
深部岩石上升减压，或浅部岩石剥蚀夷平，均会造成岩石向上或 向外的膨胀, 产生与地面平行的膨胀节理(水平节理），从而使风 化过程加速。
◆ 新疆天山花岗岩中的卸载节理;南方采石场。 ⑷ 盐分结晶撑裂作用 (crystallization of salt)
风化和侵蚀紧密相连。风化一般不发生大规模移位，侵蚀则明显移 位。因风化和侵蚀,高山可变成平地,地貌被不断改观。
风化+侵蚀称为剥蚀。分为机械、化学和生物三种风化作用。
若无剥蚀(denudation)，则世界面貌不可想象！
新 疆 天 山 花 岗 岩
舒良树摄 舒良树摄
安 徽 黄 山 花 岗 岩
没有风化作用，就不会有如此壮丽的河山
舒良树摄
黄山归来不看岳
第一节
Section 1
风化作用的类型
Types of Weathering
风化作用_普通地质学
倒石锥
二、残积物 ——岩石风化后在原地残留的物质。
残积物的特征：
1.为残留原地的碎屑物以及新形成的残留下的矿物；
2.岩石碎屑物质大小不均，棱角显著，结构松散， 不具
层理。可在山麓处堆积成倒石锥。其下部可形成 残余砂 矿； 3.可形成覆盖在基岩上的风化壳。
三、风化壳
——在地壳的表层由风化残积物
（钠长石）
（高岭石）
（石英）
三、生物风化作用
---生物活动对岩石造成的物理或化学破坏作用。
（一）生物物理风化作用
1.根劈作用——树根对岩石的劈裂作用 2.穴居动物破坏作用——打洞对岩石造成 的破坏作用
（二）生物化学风化作用
1、生物的新陈代谢作用； 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。
三、岩石特征
1.岩石成分
岩石抗风化能力的强弱与它所含 矿物成分和数量有密切的关系.
三、岩石特征
1.岩石成分
常见矿物的抗风化能力由小到大的次序为： 方解石 橄榄石 辉石 角闪石 长石 云母 粘土 矿物 石英 单矿物组成的岩石与复矿岩相比，其抗风化能力 更强。
花岗岩风化外貌
2.岩石的结构、构造
致密、坚硬程度越高,岩层厚度越大越难风化
上述三类风化作用在大多数情况下都是相伴而
生，相互影响和促进，共同破坏着岩石。
第八章 风化作用
第一节 风化作用的概念及类型
第二节 影响风化作用的因素
第三节 风化作用产物及风化壳的概念
第二节 影响风化作用的因素
一、气候——通过气温、降水量以及生物繁衍表现出来
高寒、干燥地区：生物稀少、降水呈固态或很少－盛行物理风化作用
1、矿物岩石的热胀冷缩使岩石破坏
工程地质专题-风化作用
•生物风化(biological weathering)
•生物物理风化 ---根劈作用 •生物化学风化 ---遗体新陈代谢 产生有机酸
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风化壳垂直剖面
岩石风化后的产物在 地表形成的一个不连 续的岩土层称为风化 壳(crust of
weathering)。
土壤ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ残积层
半风化 岩石
基岩
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剥离作用
球状风化 图解
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•化学风化(chemical weathering)
溶解作用：可溶性岩石被水溶解。 水化作用：水分子进入吸水矿物的结晶格架中。 水解作用：矿物与水作用后形成氢氧化物。硅酸
盐矿物主要通过此方式破坏。
氧化作用：低价化合物变为高价。 碳酸化作用：水中含有co2时使水解作用加剧。
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1、风化作用 (weathering)：
在地表环境下由于大气、水、生物等作用，岩石在原地分解和破坏，形成 松散堆积物（土）的过程。岩石的风化物在地表形成的覆盖岩土层称为风化壳。
物理风化作用 化学风化作用 生物风化作用
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• 物理风化(physical weathering )
剥离作用 冰劈作用 盐类结晶胀裂作用
普通地质学名词解释
普通地质学名词解释地球科学:研究地球结构、组成、演化和运动规律的一门基础自然科学。
地质学：研究地球结构、组成、演化和运动规律的一门基础自然科学。
地球表面重力：指地面某处受也IL'引力和该处的地球自转离心力的合力。
重力异常：实测重力值多数与正常重力值不符的现象。
原因：①测点不一定位于平均海平面上；②地壳不同部分物质的密度不同。
磁异常：指地球浅部具有磁性的矿物和岩石所引起的局部磁场，它也叠加在基本磁场上。
实测值经过校正后减去磁场的正常值，其差值为正称正异常，其差值为负称负异常。
地温梯度：在恒温层以下，深度每增加100m增加的温度。
不同地区地温梯度不同，如亚洲的平均值为2.5度；欧洲为3〜3.5度。
地温级度：是温度每升高,地层所需要增加的深度，单位为m∕l o C o岩石圈：软流圈上部的地球部分称为岩石圈。
包括地壳和上地幔的固体物质。
地壳：是固体地球的最外圈层，由岩石组成，是相对刚性的外壳。
其下届为莫霍面与地幔分开，平均厚度16km。
地壳均衡：地壳为适应重力的作用而不断调整达到平衡的现象。
克拉克值：元素在地壳中的平均百分含量。
矿物：是地质作用形成的天然单质或化合物。
岩石：是矿物的自然混合物，也可以是岩屑或岩屑的混合物。
岩石结构：反映岩石中矿物本身的特点及颗粒之间的组构特点，如矿物的结晶程度、晶粒粗细及均匀程度等。
岩石构造：指岩石中不同矿物、矿物集合体之间或与其它组成部分之间的排列充填方式等所反映出来的外貌特征。
解理：矿物受力后沿一定结晶方向裂开成光滑平面的性质称为解理。
断口：矿物受力后在解理面方向之外裂开，称为断口。
大陆边缘：指大陆与深海盆地之间被海水淹没的地方。
包括大陆架、大陆坡、大陆基、岛弧与海沟。
沉积岩：是在地表或近地表，常温、常压条件下，由各种外动力地质作用及火山作用形成的松散堆积物经过成岩作用形成的岩石。
层理构造：是由于沉积物的成分、结构、颜色等的不同而在垂向上显示的成层性质。
化石：古生物学的研究对象，是指保存在地层中的生物的遗体和遗迹。
地表水流的地质作用—风化作用(工程地质课件)
地表水流的地质作用
风化作用的类型
风化作用的类型
• 风化作用的概念与研究意义 • 物理风化作用 • 化学风化作用 • 生物风化作用 • 物理风化与化学风化的关系
风化作用的概念与研究意义
➢ 风化作用：地壳表层的岩石，在大气、水 的联合作用以及温度变化、生物活动等影 响下，产生物理或化学变化，发生崩解， 在原地形成松散堆积物的过程 。
➢ 一方面提高岩石的完整一般的方法有：水泥灌浆、粘土灌浆、
沥青灌浆及硅化法等。这些方法效果较 好，但成本较高，多用于重要建筑物或 加固范围不大的情况。
防止岩石风化的措施
➢ 另一方面则以防止各种自然因素对岩石 的侵袭为主。方法有：利用粘土浆、沥 青浆或水泥浆喷摸边坡表面或地下洞室 表面，封闭坑底，以防止岩石表面与空 气和水直接接触。
• Fe2O3+nH2O→Fe2O3·nH2O
•
赤铁矿
褐铁矿
• CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O
•
硬石膏
石膏
化学风化作用
水解作用：
水中的H+或OH-离子和矿物中的离子间的化学反应 ，形成含OH-的新矿物。
4KAlSi3O8+6H2O→A14[Si4O10](OH)8+8SiO2+4KOH
• 不同的地区，不同自然条件下，两种风化作用会 有主次之分。我国西北干旱大陆性气候为主的地 区，水缺乏，气温变化剧烈，以物理风化作用为 主；我国东南沿海地区，气候潮湿，雨量充沛， 化学风化为主。
小结
• 风化作用的概念与研究意义 • 物理风化作用 • 化学风化作用 • 生物风化作用 • 物理风化与化学风化的关系
➢ 引起这些作用发生的风化因素统称为风化 营力；被风化的岩石圈表层称为风化壳。
地质学基础10第十章 风化作用
第一节
风化作用的类型
一、机械风化作用 岩石和矿物发生机械破碎而不改变其化学成分的 风化作用，称为机械风化作用， 风化作用，称为机械风化作用，它是由于温度变化及 岩石空隙中水和盐分的物态变化引起的，作用方式 岩石空隙中水和盐分的物态变化引起的， 主要有： 主要有： 1. 岩石的热胀冷缩 (1)不同矿物胀缩系数不一，相互脱落。 (1)不同矿物胀缩系数不一，相互脱落。 不同矿物胀缩系数不一 (2)表里不一 白天，表面受晒膨胀，晚上， 表里不一。 (2)表里不一。白天，表面受晒膨胀，晚上，表面冷 内部受热开始胀。 缩，内部受热开始胀。
岩浆岩中基性岩比酸性岩易于风化， (2) 岩浆岩中基性岩比酸性岩易于风化，基性岩中暗色矿物 较多，颜色深，易于吸热、散热. 较多，颜色深，易于吸热、散热. (3) 沉积岩易溶岩石(如石膏、碳酸盐类等岩石)比其它沉积 沉积岩易溶岩石(如石膏、碳酸盐类等岩石) 岩易于风化. 岩易于风化. 差异风化：在相同的条件下， 差异风化：在相同的条件下，不同矿物组成的岩块由于风化 速度不等，岩石表面凹凸不平； 速度不等，岩石表面凹凸不平； 或由不同岩性组成的岩层 抗风化能力弱的岩层形成相互平行的沟槽，砂岩、 抗风化能力弱的岩层形成相互平行的沟槽，砂岩、页岩互层 页岩呈沟槽。通过差异风化，我们可以确定岩层产状。 页岩呈沟槽。通过差异风化，我们可以确定岩层产状。
第三节
风化壳及其研究意义
岩石经风化后部分易熔物质被水带走流失， 1. 岩石经风化后部分易熔物质被水带走流失，余下 的碎屑岩和化学风化中形成的一些新矿物便残留原 这些残留在原地的风化产物称残积物. 地，这些残留在原地的风化产物称残积物. 残积物的矿物组成、化学成分、 残积物的矿物组成、化学成分、颜色与下伏地 原岩)有一定的关系，它们常具有棱角， 层(原岩)有一定的关系，它们常具有棱角，无分选 无层理，向下逐渐过渡到基岩， 性，无层理，向下逐渐过渡到基岩，在存在生物活 动物的地区，残积物顶部发育成土壤. 动物的地区，残积物顶部发育成土壤. 风化壳： 风化壳： 残积物和土壤在大陆地壳表层构成一 层不连续的薄壳，称之为风化壳. 层不连续的薄壳，称之为风化壳.
风化与地表流水的地质作用
本节主要内容
基本概念 流水的侵蚀作用 河谷的类型及河流阶地 河流掏蚀破坏的预测和防护
基本概念
何谓河流?
是在河谷中流动的常年水流。河谷由谷底、河床、 谷坡、坡缘及坡麓等要素构成。
河流的基本要素
河流地质作用 侵蚀作用：切割地面（下蚀作用） 冲刷河岸 （侧蚀作用） 搬运作用： 堆积作用：包括沉积和冲积作用，形 成各种沉积物和流水沉积 地貌，如河流阶地、冲积 平原等。
流水的侵蚀作用
流水的侵蚀作用包括“溶蚀”和“机械 侵蚀”两种方式。
溶蚀作用：在可溶性岩石分布的地区内 比较显著，它能溶解岩石中的一些可溶性 矿物，其结果使岩石结构逐渐松散，加速 了机械侵蚀作用。
河流的机械侵蚀：包括流水对河床组成 物质的直接冲击和夹带的砂砾、卵石等固 体物质对河床的磨蚀。
流水的机械侵蚀作用，可使河床移动和 河谷变形，也可使河岸冲刷破坏，会严重 地威胁河谷两岸的建筑物和构筑物的安全。
冲沟的治理 调整地表水流，设置导水沟 多种树草，禁止乱砍乱伐 加固沟壁、沟底
洪积层的工程地质特征 组成物质分选不良，粗细混杂，磨圆度不佳
有不规则的交错层理
常含有可溶性的盐类，形成局部软弱结晶联 结，遇水软化破坏。
相对于坡积层，洪积层是较好的天然地基。
第3章 风化与地表流水的地质作用
第三章 风化与地表 流水的地质作 用
第二节 暂时性流水的地质作用
地表流水的分类
暂时性流水 季节性，间歇性流水，主要以大气
降水及积雪冰川融化为水源。
经常流水 在一年中大部分时间流水不断。它
的水量虽然也随季节发生变化，但不会 较长期的干枯无水，这就是通常所说的 河流。
一、坡面细流的地质作用
坡面细流指雨水或融雪水从高处沿 斜坡向低处缓慢地流动。
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第四章风化作用
风化作用——地表及接近地表的岩石，在大气、温度、水和生物的影响下，使原来的岩石在物理性质或化学性质上发生改变的地质作用。
第一节风化作用的类型
按照风化作用的性质和方式，可分为三种类型：物理风化作用、化学风化作用、生物风化作用。
一、物理风化作用
——是指由于气温频繁升降的反复变化，使岩石在原地发生碎裂，形成岩石、矿物碎屑，并不改变岩层化学成分的一种机械破坏作用。
1.剥离作用（温度风化）——由于地面上的温度变化（内温差可达40——60度），以及岩石中各种矿物膨胀系数的不同，就产生了膨胀收缩的差异，天长日久岩石就产生裂隙，小裂隙串成大裂隙乃至网裂隙，导致岩石表层的逐层剥离。
这个过程称为剥离作用。
2.冰劈作用——岩石孔隙和裂隙中的水，当温度下降到0 度以下时就会结冰，体积就会膨胀9.2%对裂隙周围产生很大的挤压力。
在零下22度时，每平方公里面积上可产生108kg的压力，致使裂隙不断扩大，岩石破裂成碎块。
在高寒地区和温带冬季冰劈作用特别突出。
（附图）
二、化学风化作用
——是指岩石在大气，水以及水中溶解物质的作用下，使岩石发生化
学变化，改变其化学成分，从而使岩石分解破坏，并产生新的矿物。
（一）氧化作用——空气和水中的游离养传地表及其附近的矿物氧化，改变其化学成分，并形成新的矿物。
1.硫化物的氧化
FeS2+14H2O+15O2=2(Fe2O3*3H2O)+8H2SO4
2.磁铁矿氧化成赤铁矿
4Fe3O4+O2=6Fe2O3
在地表常形成的铁帽是寻找原生矿度的重要标志。
（二）水解作用——弱酸强碱盐或强酸弱碱盐遇水解离或带不同电荷的离子。
这些离子与水中的H+和OH-发生反应形成含OH-的新矿物矿物和岩石因此遭到破坏。
4KAlSi3O8+6H2O= Al4Si4O10(OH)4+8SiO2+4KOH
（锂长石）（高岭石）（石英）水（三）水化作用——有些矿物质能吸收一定量的水参加到矿物晶格中，形成含水分子的矿物
CaSO4+2H2O=CaSO4*2H2O
（硬石膏）石膏
体积扩大60%——物理破坏作用
溶解度大——容易被水溶解流失两种反应加速风化
（四）溶解作用——水是溶剂自然界中的水总会有一定数量的02 C02和一些酸、碱物质，因此具有较强的溶解能力，能溶解大多数矿物。
①含硫酸的水的作用
CaCO3+H2SO4=CaSO4+CO2+H2O
②含碱质水的作用
FeSO4+K2CO3=FeCO3+K2SO4
石灰岩和白云岩与CO2
、水的作用
CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2重碳酸钙
三、生物风化作用
——生物活动对岩石造成的物理或化学破坏作用
1.根劈作用——树根对岩石的劈裂作用（附图）
2.穴居动物破坏作用——打洞对岩石造成的破坏作用
3.生物的新陈代谢作用——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
4.生物遗体腐烂分解的产物引起岩石的理解，从而破坏岩石
上述三类风化作用在大多数情况下都是相伴而生，相互影响和促进，共同破坏着岩石。
第二节影响风化作用的因素
一、气候
——通过气温、降水量以及生物繁衍表现出来
1.寒冷地区以物理风化为主
2.干旱地区以物理风化为主
3.湿热地区：以化学风化生物风化为主
二、地形
1.地势起伏高度
①高山区：以物理风化为主
②低山丘陵以及平原区以化学风化为主
2.山坡朝向
①朝阳面：以化学风化为主
②背阳面：以物理风化为主
三、岩石特征
1.岩石成分
岩石抗风化能力的强弱与它所含矿物成分和数量有密切的关系
常见矿物的抗风化能力由小到大的次序为：
①方解石——橄榄石——辉石——角闪石——长石——方石——黏土矿物——石英
②一般相对而言，岩石成分均一般较难风化，成分复杂。
矿物种类多的较容易风化。
1.岩石的结构、构造
致密程度、坚硬程度越高、岩层厚度越大越难风化（等粒结构、块状结构），疏松多孔容易风化。
2.节理发育状况
节理越发育越容易风化
第三节风化作用的产物
一、风化产物及特征
1.碎属物质——主要是物理风化作用的产物，也有一部分是岩石在
化学风化过程种完全分解的矿物碎属。
包括岩石碎属和矿物碎属，是碎属沉积物的重要来源。
2.溶解物质——是化学风化和生物风化作用的产物。
一部分是以溶
液形式被水带走（K Na Ca Mg 等元素的碳酸盐、硫酸盐、氯化物以及少数Mn P的氧化物）它是化学沉积物的主要来源。
另一部分是SiO2 以胶体溶液形式被水带走。
3.难溶物质——一些相对不活跃的Fe 、Al 等元素残留物在原地，
形成褐铁矿、黏土矿和铝土矿
二、残积物
——岩石风化后在原地残留的物质称为残积物。
残积物的特征
1.成分主要为残留原地的碎属物以及新形成的矿物
2.岩石碎属物质大小不均，棱角显著，结构松散，不具层理。
3.表面较平坦，底界起伏不平与基岩是过渡关系，具有垂直分带
性。
三、风化壳
——在大陆地壳的表层由风化残积物组成的以层不连续的薄壳称为风化壳。
厚度一般为数厘米至数十米。
如果被较新的岩石覆盖而保存下来的风化壳称为古风化壳
1.风化壳的分层（附图）
2.研究风化壳的意义
①可以了解地壳运动的情况
②可以恢复古地理环境
③可以帮助寻找风化壳型矿产。