风化作用
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第四章 风化作用
理条件和组成岩石的矿物性质。
一、气候条件 二、地形条件 三、岩石性质（成分、结构、构造）
一、气候对风化作用的影响
主要影响地表的温度、降水量和生物的繁衍。
1.气候寒冷或干燥地区，生物、植被稀少，降水很少。以物
理风化作用为主。化学风化作用较缓慢和微弱，岩石常风化 成具棱角状的粗大碎屑。 2.气候潮湿炎热地区，降水量大，生物繁茂，生物的新陈代 谢和尸体分解过程产生的大量有机酸，具有较强的腐蚀能力， 故化学风化和生物风化都十分强烈，岩石遭受风化的程度较 深，深达数十米以下的岩石斗可能收到风化破坏。
2. 水化作用 有些矿物吸引一定数量的水，形成含水分子的新矿物。 硬石膏（CaSO4）+2H2O-->石膏(CaSO4.2H2O)
2. 溶解作用
二、化学风化
3.水解作用 水和矿物相结合的一种化学反应。水解作用的实质是矿物与水的 电离产物(H+及OH-)作用，形成易溶于水的氢氧化物，从而从矿 物中脱离出来，因而可使岩石发生破坏。 钾长石+H2O-->高岭石+Sio2+KOH 4.碳酸化作用 当水中溶有CO2时，结合形成碳酸离解为H和(Hco3)，易于金 属离子K、Na、Ca结合形成碳酸盐，这种作用称为碳酸化作用。 硅酸盐矿物经碳酸化作用其中碱金属变成碳酸盐随水流失，如花 岗岩中的正长石受到长期碳酸化作用时，则发生如下反应： 钾长石+H2O+Co2 -->高岭石+Sio2+碳酸钾
二、化学风化 5.氧化作用
大气圈中氧含量为 20．1％。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 一系列氧化反应。
二、化学风化
黄铁矿氧化后可 变成褐铁矿
第二节 风化作用的方式
10----风化作用分析
C. 化学风化晚期阶段——Si作为一种胶体也被淋溶，剩 余Al和Fe的化合物，此阶段也叫富Al、Fe阶段，产物称 为富Al、Fe残积层〔风化壳〕；
4)、化学风化作用的产物
固态产物：褐铁矿和粘土矿物〔包括高岭石〕，前者 为黄褐色，后者为灰白色。二者混合形成红土。这是 热带、亚热带地区多数岩石经化学风化后残留原地的 产物，即残积物。
2、生物化学风化 菌类〔微生物〕作用产生酸性物质分解
岩石。该作用参与形成矿物质和有机质共 存的新物质——土壤。
其次节 制约岩石风化性质与特性的因素
一、气侯条件 二、地形地貌条件 三、岩石的特征 四、地壳运动 五、人类活动
一、气候因素
温度——温差大、冷热变化频繁利于物 理风化；温度变化对岩石在水中的溶解 度和化学反响速度、水溶液浓度有较大
在金属硫化物矿床的上部，常发育以褐铁矿为主的残 积物，称为铁帽。它往往被作为查找地下隐伏的金属 硫化物矿床的找矿标志。
三、生物风化作用
生物作用使岩石在原地发生破坏的过程。 包括：生物物理风化、生物化学风化。
1、生物物理风化 生物活动参与下的机械破坏作用：①
根劈；②地下动物把地下岩屑带到地表； ③直接在岩石上打洞 。
spheroidal weathering〔球形风化示意图〕
spheroidal weathering
差异风化：抗风化力气不一的岩石共生 在一起，则抗风化力气强的岩石突出， 抗风化力气弱得凹入，称为～。
四、地壳运动 猛烈上升期：风化速度快，风化壳厚度
不大 稳定期：风化彻底，风化壳厚度大
五、人类活动
1〕 热胀冷缩——温度变化使岩石反复地表里不均地胀 缩，产生垂直、平行于岩石外表的裂隙，彼此脱离，层 层剥落，使岩石裂开。
4)、化学风化作用的产物
固态产物：褐铁矿和粘土矿物〔包括高岭石〕，前者 为黄褐色，后者为灰白色。二者混合形成红土。这是 热带、亚热带地区多数岩石经化学风化后残留原地的 产物，即残积物。
2、生物化学风化 菌类〔微生物〕作用产生酸性物质分解
岩石。该作用参与形成矿物质和有机质共 存的新物质——土壤。
其次节 制约岩石风化性质与特性的因素
一、气侯条件 二、地形地貌条件 三、岩石的特征 四、地壳运动 五、人类活动
一、气候因素
温度——温差大、冷热变化频繁利于物 理风化；温度变化对岩石在水中的溶解 度和化学反响速度、水溶液浓度有较大
在金属硫化物矿床的上部，常发育以褐铁矿为主的残 积物，称为铁帽。它往往被作为查找地下隐伏的金属 硫化物矿床的找矿标志。
三、生物风化作用
生物作用使岩石在原地发生破坏的过程。 包括：生物物理风化、生物化学风化。
1、生物物理风化 生物活动参与下的机械破坏作用：①
根劈；②地下动物把地下岩屑带到地表； ③直接在岩石上打洞 。
spheroidal weathering〔球形风化示意图〕
spheroidal weathering
差异风化：抗风化力气不一的岩石共生 在一起，则抗风化力气强的岩石突出， 抗风化力气弱得凹入，称为～。
四、地壳运动 猛烈上升期：风化速度快，风化壳厚度
不大 稳定期：风化彻底，风化壳厚度大
五、人类活动
1〕 热胀冷缩——温度变化使岩石反复地表里不均地胀 缩，产生垂直、平行于岩石外表的裂隙，彼此脱离，层 层剥落，使岩石裂开。
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
第九章 风化作用
采石场中岩石的席理
（2）岩石、矿物的热胀冷缩发生剥离作用 ）岩石、 岩石是热的不良导体，在长期的昼 夜、季节性温差变化的影响下，岩 体表里受热不均，胀缩交替，反复 进行，致使岩体表里间产生裂隙甚 至崩解成碎块。
岩石热胀冷缩导致岩石 破坏过程示意图
（3）岩石空隙中水的冻结与融化引起冰劈作用 ） 冰劈作用——岩石裂隙中的水冻结成冰，使岩石受撑而破裂 的作用。
类型 碎屑型 硅铝—氮化物 硫酸盐型 硅铝—碳酸盐 型
气候条件 寒带及高山 寒冷气候区 干旱气候
标型元素
标型矿物 原生矿物
风化作用程度标志 物理风化形成的碎屑物
Cl、Na、 岩盐、硝石、芒硝、 Na、Ca、Mg析出的形 S(Ca、Mg) 硬石膏等 成氮化物，硫酸盐富集 Ca、Mg （Na） 碳酸盐、芒硝、高 岭石、有时有锰的 氧化物和氢氧化物 及粘土矿物 二氧化硅部分流失、主 要聚集Ca、Mg碳酸盐， Mg、Na元素部分聚集
褐铁矿
黄铁矿
常见的金属硫化物中往往共生 有铁的硫化物,在地表风化形成 残留原地的褐铁矿顶盖,叫“铁 帽”。
（2）溶解作用 ）
水是天然的优良溶剂。水分子是偶极分子，能与偶极型或离子型的分 子相结合。大部分矿物是离子键型化合物,当其与天然水接触时,部分 易溶离子脱离矿物进入水中，呈溶解状态被水带走。矿物的溶解度取 决于矿物的化学特性，以及温度、压力、水中二氧化碳含量和pH值等。 卤化物类、硫酸盐和碳酸盐类矿物为易溶或较易溶矿物，而硅酸盐类 矿物为难溶矿物。溶解作用可以选择性地带走岩石中的易溶矿物，留 下一些空洞；也可以把可溶性单矿物岩溶解殆尽，而难溶物质则残留 原地。 常见矿物的溶解度从大到小顺序为：
影响土壤发育的因素主要是气候和植被。
我国的主要土壤类型
5.风化作用
球状风化
第二节 影响风化作用的因素
2.2气候因素对风化的影响 气候因素包括：气温高低、降水量多少和降水 量季节分配及由此决定的生物繁盛程度。 潮湿炎热气候区——化学风化及生物风化作用 强，矿物和岩石被强烈分解，风化产物厚。 干旱寒冻气候区——降水少，植被较少，化学 风化和生物风化作用较弱，主要以物理风化作 用为主，岩石风化产物是带棱角的碎屑为特征。
CaAl2Si2O8·2NaAlSi2O8+4CO2+(3+n)H2O→ 斜长石 Ca(HCO3)2+2NaHCO3+Al2Si4O10(OH)2·nH2O+2SiO2 粘土矿物
1.2.2 化学风化作用
（4）氧化：为大气和水中的游离氧与矿物化 合成氧化物的过程。
例如：黄铁矿（FeS2）→褐铁矿（Fe2O3·11H2O）
1.2.1 物理风化作用
（5）层裂或卸载作用 深部的岩石处于上覆岩石的强大压力之下，一 旦因上覆岩石剥去，压力解除，岩石随之而产 生向上或向外的膨胀，形成平行于地面的层状 裂隙。
层裂 ——广西桂林猫儿山
球状风化
阳春花岗岩石蛋
融冻风化
1.2.1 物理风化作用
物理风化作用的产物 残积物：在缓坡地带，风 化物原地残留成为残积物。 坠积物：风化的岩块因重 力下滑，坠落在坡麓形成 坠积物。形成下部宽、上 部尖的倒石堆。 氧化铁、锰等有色成分随 水渗入会出现红色或黑的 的风化晕。 右图为褐铁矿晕圈。
生物风化
第二节 影响风化作用的因素
基岩风化的强弱或快慢受许多因素的影响，起主要作用的是岩 石自身的性质和基岩所处的气候环境。 2.1 岩石性质对风化的影响 岩石的矿物性质——矿物品种多的、颜色深和杂色的、颗粒大 和大小差异大的岩石较易风化。 岩石成分——岩石抗风化能力的强弱与它所含矿物的成分和数 量有密切关系。 主要造岩矿物中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、铝和铁的氧化物。方解石也属于易风化矿物。 含Fe、Mg的超基性岩、基性岩比富含石英的酸性岩浆岩容易风 化。 岩石的结构构造——岩石中矿物和碎屑物颗粒的粗细、分选程 度及交结程度等结构特征决定着岩石的致密程度和坚硬程度。 疏松多孔或粗粒多孔的岩石比细粒致密而坚硬的岩石易于风化。 另外，节理发育的岩石易于风化，有时可形成球状风化。
《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。
风化作用
二、化学风化
3、水解作用：
K2O· 2O3· Al 6SiO2+nH2O=Al2O3· 2SiO2· 2O+4SiO2· 2O+2KO 2H nH H 正长石 高岭土 蛋白石 Al2O3· 2SiO2· 2O+nH2O=Al2O3· 2O+2SiO2· 2O 2H nH 2H 高岭土 铝土矿
第一节 风化作用的类型
第一节 风化作用的类型
二、化学风化 2、水化作用：岩石中的一些矿物与水接触后，其
分子可以与水分子结合，形成新的含水化合物， 这一过程称为水化作用。如：
CaSO4+2H2O=CaSO4· 2O 2H 硬石膏 石膏 Fe2O3+nH2O= Fe2O3· 2O nH 赤铁矿 褐铁矿
第一节 风化作用的类型
2、生物化学风化：
第一节 风化作用的类型
二、化学风化 • 不同矿物的溶解度
第一节 风化作用的类型
二、化学风化 • 根据溶解度对矿物的分类：
（1）极易溶矿物：K、Na的各种化合物； （2）易溶矿物：Ca、Mg、Fe、Mn、Al的卤化物和 硫酸盐； （3）微溶矿物：Ba、Sr、Zn等的硫酸盐等； （4）难溶矿物：Zn、Ca、Mg等的硅酸盐和Cu、Pb 的碳酸盐； （5）极难溶矿物：Fe、Al等的氢氧化物。
新生盐类形成导致的岩石破碎的过程，称为盐风 化。
• 机制：
第一节 风化作用的类型
一、物理风化 • 实验：
一块花岗岩标本在Na2SiO4溶液浸泡17小时，然后 在1050C下干燥7小时。43次后岩石破碎。
第一节 风化作用的类型
二、化学风化
化学风化的概念：岩石与水、水溶液和空气中
的氧、二氧化碳等接触，由于溶解、水化、水 解、碳酸化以及氧化等作用发生的化学成分和 化学性质的变化， 称为化学风化。 主要有五种类型。
3、水解作用：
K2O· 2O3· Al 6SiO2+nH2O=Al2O3· 2SiO2· 2O+4SiO2· 2O+2KO 2H nH H 正长石 高岭土 蛋白石 Al2O3· 2SiO2· 2O+nH2O=Al2O3· 2O+2SiO2· 2O 2H nH 2H 高岭土 铝土矿
第一节 风化作用的类型
第一节 风化作用的类型
二、化学风化 2、水化作用：岩石中的一些矿物与水接触后，其
分子可以与水分子结合，形成新的含水化合物， 这一过程称为水化作用。如：
CaSO4+2H2O=CaSO4· 2O 2H 硬石膏 石膏 Fe2O3+nH2O= Fe2O3· 2O nH 赤铁矿 褐铁矿
第一节 风化作用的类型
2、生物化学风化：
第一节 风化作用的类型
二、化学风化 • 不同矿物的溶解度
第一节 风化作用的类型
二、化学风化 • 根据溶解度对矿物的分类：
（1）极易溶矿物：K、Na的各种化合物； （2）易溶矿物：Ca、Mg、Fe、Mn、Al的卤化物和 硫酸盐； （3）微溶矿物：Ba、Sr、Zn等的硫酸盐等； （4）难溶矿物：Zn、Ca、Mg等的硅酸盐和Cu、Pb 的碳酸盐； （5）极难溶矿物：Fe、Al等的氢氧化物。
新生盐类形成导致的岩石破碎的过程，称为盐风 化。
• 机制：
第一节 风化作用的类型
一、物理风化 • 实验：
一块花岗岩标本在Na2SiO4溶液浸泡17小时，然后 在1050C下干燥7小时。43次后岩石破碎。
第一节 风化作用的类型
二、化学风化
化学风化的概念：岩石与水、水溶液和空气中
的氧、二氧化碳等接触，由于溶解、水化、水 解、碳酸化以及氧化等作用发生的化学成分和 化学性质的变化， 称为化学风化。 主要有五种类型。
风化作用
有些矿物可被完全溶解： CaCO3 ＋ CO2 ＋ H2O = Ca2＋ ＋ HCO3－
溶洞（贵州）
（3）水化作用： 有些矿物与水起反应，吸收水分子形成新的矿物。
例如：硬石膏与水作用后形成石膏，体积增大60%， 对周围岩石产生很大压力，因而促进了物理的破坏作用。
CaSO4 ＋ 2H2O = CaSO4· 2H2O 硬石膏 石膏
经过水化作用而形成的石膏较硬石膏的 溶解度要大得多，加速了石膏被水的溶解。
（4）水解作用：
矿物与含有自由离子H＋和[OH]－的水作用，能使矿 物的阳离子形成氢氧化物，从矿物中解脱出来，因而 破坏了矿物。 例如：正长石与水作用，可使正长石中的钾形成 KOH溶于水中，正长石最后变为高岭石而被破坏。 4KAlSi3O8 ＋ 6[H ＋ ＋ (OH) － ]=Al4Si4O10(OH)8 ＋ 8SiO2 ＋ 4KOH 正长石 离解水 高岭石
一般的残积土的特征
组织结构全部破坏，已成土状，锹镐易开挖，干钻易钻进，具可 塑
全风化花岗岩的特征
结构基本破坏，但尚可辨认，有残余结构强度，可 用镐挖，干钻可钻进
孔隙水和裂隙水有何特征？
:主要赋存在松散沉积物颗粒间孔隙中的地下水。在堆积平 原和山间盆地内的第四纪地层中分布广泛。是工农业和生活用水 的重要供水水源。孔隙水的分布、补给、径流和排泄决定于沉积 物的类型、地质构造和地貌等。不同成因的沉积物中 ，存在着不 同的孔 隙水 。在山前地带形成的洪积扇内，近山处的卵砾石层中 有巨厚的孔隙潜水含水层；到了平原或盆地内部，由于砂砾层与 粘土层交互成层 ，形成承压孔隙水含水层 。在平原河 流的中 、 下游地区的河床 相的砂砾层中，存在着宽度和厚度不大的带状孔 隙水含水层。在湖泊成因的岸边缘相的粗粒沉积物中，多形成厚 而稳定的层状孔隙水含水层。在冰川消融水搬运分选而形成的冰 水沉积物中，有透水性较好的孔隙水含水层。深层孔隙承压水往 往远离补给区。离补给区越远，补给条件越差，补给量有限，故 深层孔隙承压水的开采应有所节制。 :存在于岩石裂隙中的地下水。与孔隙水相比较，它分布不 均匀，往往无统一的水力联系。是丘陵、山区供水的重要水源， 也是矿坑充水的重要来源。按含水介质裂隙的成因，可分为风化 裂隙水、成岩裂隙水与构造裂隙水。按埋藏条件，可以是潜水或 承压水。按裂隙水的水力联系程度分为风化壳网状裂隙水、层状 裂隙水和脉状裂隙水。与孔隙水比较，裂隙水分布不均匀，水力 联系不好，介质的渗透性具有不均一性与各向异性。
风化作用
• 块状构造的岩石质地相对较为均匀，抗各 种风化作用能力较强。具其他构造的岩石 （如斑杂状、条带状），抗各种风化作用 的能力较弱。
• 节理构造发育的岩石，在节理发育部位较 易受到风化作作用的影响形成洼地和沟谷， X节理发育的块状岩石中球状风化现象十分 常见。
岩性的差 异性风化
温差风化：温度变化引起的物理风化作用
冰劈作用：水的物态变化引起的物理风 化作用
层裂：释荷作用引起的物理风化作用.地下深处岩 石由于上覆岩石被剥蚀掉，使原来深处的岩石出 露地表．当上伏岩石的压力消除，露出地表的岩 石就会产生向上的膨胀，出现一些平等于地面的 裂隙。
盐类结晶：潮解性盐类夜晚吸收水分、熔解，白天 在阳光蒸发下结晶,对岩石有压力交替反复使岩石碎 裂。
分层结构
二、风化壳的类型
1、碎屑风化壳（碎屑残积阶段） 以物理风化为主,化学风化轻微，主
要发生在寒冷的高纬高山冻原带,以冻融风 化为主.
风化产物以岩屑为主,上部强烈风化成 含砾石砂土或细粒砂土,下部变为粗角砾,最 下部过渡为风化裂隙发育的基岩.
2、硅铝-碳酸盐(硫酸盐)风化壳（钙质残积阶段）
主要发生在干旱(荒漠)或温带半干旱(草原)区,以 温差风化为主.是在物理风化作用基础上开始化学风 化时期阶段.
一、风化壳的剖面构造
• 风化壳由于风化作用的不同可由一层或 由数层风化分解程度不同的残积物组成。 由多层残积物组成的风化壳各层间常无 明显界限，一般呈渐变过渡。
• 风化壳由下至上可分为： 基岩、半风化层、残积层和土壤层 （淀积层、淋滤层、腐殖层）构成。
风化壳的分层：
① 土壤 ② 残积层 ③ 半风化岩石 ④ 基岩
2、化学风化作用
岩石在原地由于化学反应使其发生 物理状态和化学成分的变化，形成 新矿物。包括水解、水化、溶解、 氧化、碳酸化作用等。
风化作用
47Biblioteka 4、古风化壳由于岩层疏松多孔，是良 好的储油岩层和油气运移的通道。在 其它的地质条件配合下，可以形成油、 气藏。 因此，对风化壳的研究不仅可以指 导我们找寻有关矿产，而且还可以帮 助恢复古地理和古气候以及地壳的构 造运动历史。
48
第四、五章的重点
1、外力地质作用和内力地质作用的概念 及其类型。 2、风化作用的类型 3、风化壳的剖面结构
铝土矿
13
3、氧化作用
大气圈中的氧和水汽或溶于水中的氧与组 常见的黄铁矿（FeS2）在地表很快就被氧 化成褐铁矿（Fe203〃nH20）
褐铁矿
14
成岩石的元素之间的化学作用
4FeS2+15O2+14H2O2(Fe2O3· 2O)+8H2SO4 3H
黄铁矿
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。它是一种找寻这些硫化 物原生矿床的良好标志
50
32
差异风化
33
岩石的结构、构造影响：岩石的结构包括组 成矿物是非晶质或晶质，等粒或不等粒，细 粒或粗粒等，都对风化速度有明显的影响。 岩石的构造如裂隙发育的岩石物理风化和化 学风化易于进行(如球形风化)
34
球形风化
35
球形风化
36
第五节 风化壳
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，便含有生物生长必不可少的有机 物--腐植质。这种具有腐植质、矿物质、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
24
岩石的风化产物
1、碎屑物质：主要是岩石物理风化的 产物，有时可能是化学风化未完全分解 的产物。包括矿物碎屑和岩石碎屑，如 石英碎屑、长石碎屑、白云母等。碎屑 物质是构成沉积岩中碎屑岩的主要成分。
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0.6～0.8
0.4～0.8
强风化
结构大部分破坏，矿物成分显著变化，风化裂痕很发育， 岩体破碎，用镐可以挖动，干钻不易钻进
0.4～0.6
〈0.4
全风化
结构基本破坏，但尚可辨认，有残余结构强度，用镐可挖， 干钻可钻进
0.2～0.4
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残积土
组织结构全部破坏，已风化成土块，锹镐易挖掘，干钻易 钻进，具可塑性
物理风化作用
山体表面岩石的崩解碎裂
－化学风化
化学风化是指岩石在水、水溶液和空气中的氧与二氧 化碳等的作用下所发生的溶解、水化、水解、碳酸化和氧 化等一系列复杂的化学变化。
化学风化作用
（1）水的作用 （2）气体作用 （3）生物的化学风化作用
1水的作用
（1）水化作用 吸收水分作为自己的组成部分．形成含水的新矿物
第3章 风化作用
本章主要内容：
概述
物理风化作用
化学风化作用 影响岩石风化作用的因素 岩土风化的工程地质研究
1、概述
风化作用：由于温度的变化、以及大气、水溶液、生物 的作用，使岩石在原地发生物理、化学变化的过程。
• 所形成的产物不发生显著位移。这与侵蚀/剥蚀作用（运动的地质 营力－如风、流水、冰川等－将岩石颗粒移离原地）有明显区别。
CaCO+H2O+CO2﹤=﹥Ca(HCO3)2 (重碳酸钙)
再结晶的条件
1）岩溶水出露地面或从裂隙中流出时，由于压力降低，水中 的二氧化碳逸出，重碳酸钙还原为碳酸钙从水中析出并再结晶 2）温度的降低是水对矿物的溶解度降低，导致部分矿物质析 出幷再结晶 3）水分的蒸发石矿物质重新洁净出来 4）不同溶液的混合是水中的部分矿物质沉淀析出。
三、影响岩石风化作用的因素
• • • • • • 一 岩石的矿物成分 二 岩性 三 地质构造与岩体的结构性 四 气候状况与地表水 五 地貌与地下水 六 其他因素
第四节 岩石风化的工程地质研究
• 一 岩石的风化程 度
• • • • 1. 岩石颜色的变化 2. 岩石矿物成分的变化 3 岩石的破碎程度 4 岩石物理力学性质的 变化
〈0.2
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制作人：史高旸 唐玮 毋康 张勇升 王亚庆 曹淼 刘少颖 张磊
THE END！
溶洞再结晶石芽
2.气体的作用
（1）氧化作用 2FeS2+7O2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4 (2) 碳酸化作用 K2O•Al2O3•6SiO2+2H2O+CO2=Al2O3•2SiO2•2H2O+K2CO3+4SiO2
(3)
酸雨及硫酸酸化作用
3生物的化学风化作用
•
生物的风化作用有两种,一种是生长在岩石裂隙中 的植物根系的膨大对岩石的劈裂作用,是生物的机械作 用,属物理风化的范畴,该作用作为物理风化的一种类型 在前面已经作了介绍.另一种就是生物生长中的新陈代 谢物,腐蚀物,分泌物对岩石的破坏作用及微生物对岩石 的风化作用.
CaSO4+2H2O=CaSO4•2H2O (石膏遇水变成二水石膏） Na2SO4+10H2O=Na2SO4•10H2O（芒硝）
（2）水解作用 某些矿物溶于水后，出现离解现象，其离解产物可 与水中的H+和OH-离子发生化学反应,形成新的矿物 这种作用称为水解作用。
（3）溶解溶蚀和再结晶
溶解溶蚀
大气降水从掩饰的表面特别是岩体裂隙重流过时， 岩石中的一部分物质成分溶于水中和水流一起流 走，水对岩 石的这种作用称为溶解溶蚀作用
一 物理风化作用
物理风化是指地表岩石因温度变化和孔隙水的冻融 以及盐类的结晶而产生的机械崩解过程。是一种机械风 化。
二 物理风化作用的类型
1。温度应力引起的膨胀作用 2。裂隙中的冰以及其他结晶体产生的膨胀应力引起的劈 裂作用（除冰以外，硫酸钙结晶体也有很强的膨胀作用） 3。岩体因卸荷而引起的膨胀崩解 4。树木生长过程中根劈作用 5。重力作用下的岩块碎裂和搬运过程中的碰撞，磨圆 6。风化剥蚀作用
• 二 岩石的风化深 度
风化程度参数指标 风化程度 野外特征 波速比Kv 未风化 岩质新鲜，偶见风化痕迹 结构基本未变，仅解理面有渲染或有变色，有少量风化裂 痕 0.9～1.0 风化系数Kt 0.9～1.0
微风化
0.8～0.9
0.8～0.9
中等风化
结构部分破坏，沿节理面有次生矿物，风化裂痕隙发育， 岩体被切割成岩块，用镐难以挖动，岩芯钻方可钻进
• 主要发生在地表或近地表处，向下逐渐减一层风化产物（碎屑、
蚀变物、残留物） 基岩: 风化层之下未遭受风化作用的岩石
物理风化作用 风化作用 岩石在风化营力作用下发生机械破碎
产物：岩石碎块、碎屑
化学风化作用 岩石在氧、水溶液作用下发生矿物分解/蚀变
产物：溶解物、新生物、残留物