风化产物的地球化学类型
风化地质学ppt课件
如：正长石水解形成高岭土。
4KAlSi3O8 + 6H2O = Al4Si4O10 （OH) 8+4SiO 2 +4K(OH)
正长石
高岭土
在湿热条件下，高岭土进一步水解形成铝土矿，
Al4Si4O10 （OH) 8+ mH2O =2 Al2O3·mH2O + 4SiO 2 +4 H2O
过程中，将地表岩石和矿物破坏并剥离原地的作用。
搬运作用：风化剥蚀的产物被流水、冰川、海洋、风、重力
等搬运到其它地方的作用。
沉积作用：母岩风化剥蚀的产物在搬运过程中，由于介质条
件的变化而发生沉积，形成松散堆积物的作用。
成岩作用：松散的沉积物固结成坚硬岩石的作用。
3
按动力特征分为：
风化作用 河流地质作用 地下水地质作用 海洋地质作用 冰川地质作用 风的地质作用
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物理风化使岩石逐渐破碎，形成陆源碎屑物质，也为化学风 化提供有利条件。在高寒和干燥地区，物理风化占优势1。3
2、化学风化作用
——岩石矿物在化学反应过程中，被瓦解、破坏并产生 新矿物的作用。
引起化学风化作用的主要因素：氧和水溶液
化学风化使岩石 发生化学分解。 在潮湿炎热地区， 化学风化作用则 占主导地位。
物的机械破坏作用。
如根劈作用：植物扎根在岩石孔隙中， 随着植物的生长，根系变粗增长增多， 对周围岩石产生压力，迫使岩石裂隙扩 大从而引起岩石崩解。
20
植物根劈
秦皇岛 黑山窑21
（2）生物化学风化作用——通过生物在新陈代谢中的分泌物和 死亡之后腐烂分解出来的物质对地表岩石、矿物腐蚀产生的破 坏作用。
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第三章风化作用及重力地貌
岩石的矿物成分、结构、构造都直接影响风化 作用。岩石的抗风化能力取决于组成岩石的旷物成 分，而各种矿物对化学风化的抵抗能力，即它们的 相对稳定性差别很大(表3-1)。
表3-1 化学风化对造岩矿物的相对稳定性
相对稳定性 极稳定 稳定 不大稳定 不稳定
造 岩矿 物
石英 白云母，正长石，微斜长石，酸性斜石
①、土壤与残积物的区别
土壤是残积物的表层，经成土作用发育而成， 即经有机酸对残积物发生生物化学作用，使土质 富含腐殖质而具有肥力。残积物与土壤最根本的 区别是它不具有肥力。其次土壤形成速度比风化 壳和残积物的形成快得多。在湿热气候条件下， 形成一个完整的风化壳，需要几十万年到几百万 年，而在同样气候条件下，形成土壤剖面只需几 十年或几百年。
岩石的矿物结构也影响风化作用，由粗粒结构矿 物组成的岩石比细粒的容易风化。粒度差异大的比等 粒矿物组成的岩石容易风化。致密等粒矿物组成的岩 石，如花岗岩和玄武岩具有三组相互直交的原生节理， 易形成球状风化及层层剥离现象。
球状风化
第二节 风 化 壳
1、概
念
⑴、风 化 带
地壳最上部发生风化作用的地带。风化带的深 度由于风化作用的因素、方式和强度的不同而不同， 从地表向地下依次出现全风化带、强风化带和弱风 化带。
3、倒石堆 倒石堆是一种倾卸式的急剧堆积，结构多呈松散、
风化壳
处于第三时期。形成于暖温带、温带和寒温带半湿润条件下。易溶盐类淋失殆尽，碳酸盐也基本淋失。标志 元素是 H、Al、Fe、Si，标志化合物为Al2O3、Fe2O3和SiO2等。Fe从硅酸盐矿物中分离出来，由低价氧化物变 成游离的氢氧化物，风化壳呈褐色或棕色。风化壳中Ca、Mg、K、Na的氧化物含量减少,硅铝率稍为变小。粘土矿 物为 2:1型，蛭石和过渡矿物有明显增加。呈中性或微酸性反应。
时期：风化壳分为现代的和古代的，两者常以第三纪作为划分界限。由于保存条件的限制，古风化壳大都已 残缺不全了。另外，古风化壳由于已经经历了成岩作用及后生作用的变化，它们已与现代的风化壳有很大的不同， 它们实际上已经算是没有经过搬运的沉积岩了。古风化壳有很大的地质意义和经济意义，因为它是地壳上升、沉 积间接、不整合的重要的标志，是古气候、古地理分析的重要依据，其中常蕴藏着一些重要的金属和非金属矿床 （如高岭石矿、铝土矿、铁矿、镍矿等），在古风化壳中或其下带可以形成油气藏，如潜山油气藏。
风化过程 苏联Б.Б.波雷诺夫首先以发生学观点研究风化壳的地球化学，指出在自然条件下元素的迁移 顺序不仅取决于该元素的物理化学性质，而且取决于元素的迁移条件。
岩屑特点
风化壳由于其特殊的岩性组合变化而具有突出的岩屑变化特征。概括起来，主要特点如下:
①风化壳顶面上下的岩性差别极大。其顶面以上多为沉积岩，而顶面以下依次出现土壤层、残积层、裂缝发 育的风化淋滤带(此即风化壳的主体带)。
风化壳
分解石的化学淋失
01 简介
03 岩屑特点 05 风化标志
目录
02 成因 04 类型 06 地貌重要意义
风化壳是指地质历史时期曾出露地表的地层，在经过一定时期的风化剥蚀，形成明显的风化剥蚀带后，再经 过埋藏压实固结所形成的“壳体”或“壳带”。
江西城门山铜矿含矿斑岩体风化作用地球化学特征
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ｌ ｇ ｕ ｎｉｅ ｆ ａ ａ ｅ ａ ｔｉ ｏ ，Ｍｇ ｒ ｑ ｔｓ Ｃ ，Ｎａ ｎ ｔｅ ｌ ｎｓ（ｈ ｃ ｉｇａ ｕ ｔ ｆ ａ ，Ｋ ａ ｄｏｈ ｒ ｅ ｔ ｔｅｌ ｈｎ ｍｏ ｎ ，Ｍｇａ ｄＮａｕ ０ ） ｅ ｍｅ ａ ｅ ｏＣ ｎ ｐｔ ８ ％ ， ｏ
２１ ０ ０年 ６月
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矿
床
地
质
第 ２ ９卷
第 ３期
ＭＩ ＮＥＲＡＬ ＤＥＰ Ｉ ＯＳ ＴＳ
Ｖｏ ＿２ Ｎｏ ｌ ９ ．３
文 章 编 号 ：２ ８７ ０ （０ ０ ０ —５ １０ ０ ５ —１６ ２ １ ） ３０ ０ —９
江 西 城 门 山 铜 矿 含 矿 斑 岩 体 风 化 作 用 地 球 化 学 特 征
Ｚ ＥＮＧ ｉｎ ａ ａ ｄ ＭＡ ｈ ｎ ｎ Ｊａ Ｎｉｎ ｎ Ｚ ｅ Ｄｏ ｇ
（ ｈ ａＵｎ ｅｓ ｙｏ ｅｓｉ ｃｓ Ｗ ｕ ａ ３ ０ ４ Ｈｕ ｅ， ｈ ａ ２Ｇ ｏｏｙ ａ ｄ Ｍｉ ｒ Ｒ ｓｕ ｃ ｘ ｌ ａ ｏ ｎ １Ｃ ｉ ｉ ｒ ｔ ｆ ｏ ｃ ｎ ｅ ， ｈ ｎ４ ０ ７ ， ｂ ｉ Ｃ ｉ ； ｅ ｌｇ ｎ ｎ ￣ ｅ ｒｅＥ ｐ ｒｔ ｎ ａ ｄ ｎ ｖ ｉ Ｇ ｅ ｎ ｅ ｏ ｏ ｉ
风化的原理
风化的原理风化是地球表面岩石和土壤发生物理、化学变化的过程，是地表岩石和土壤的重要形成过程之一。
风化可以分为物理风化和化学风化两种类型，它们在地质作用中起着非常重要的作用。
本文将从风化的原理入手，介绍风化的概念、分类、原理及其在地质学中的意义。
风化的概念。
风化是指地表岩石和土壤在受到大气、水、生物等自然界因素的侵蚀作用下，发生物理、化学变化的过程。
这些因素会导致岩石和土壤的矿物成分、结构和性质发生改变，最终形成新的岩石和土壤类型。
风化是地球表面物质循环的重要环节，也是地表岩石和土壤形成的重要过程之一。
风化的分类。
风化可以分为物理风化和化学风化两种类型。
物理风化是指岩石和土壤在受到物理力量作用下，发生物理性质的改变，如岩石的破碎、土壤的紧密度变化等。
而化学风化则是指岩石和土壤在受到化学物质作用下，发生化学性质的改变，如岩石的溶解、土壤的离子交换等。
物理风化和化学风化通常是同时进行的，相互作用，共同影响着地表岩石和土壤的形成和演变。
风化的原理。
风化的原理主要包括以下几个方面：1. 外力作用，大气、水、生物等自然界因素对地表岩石和土壤的侵蚀作用是风化的外力作用。
大气中的风、雨水、冰雪等都会对岩石和土壤产生冲击和侵蚀，导致其物理和化学性质发生改变。
2. 岩石性质，岩石的物理性质和化学成分对风化过程有着重要的影响。
不同性质的岩石在受到相同外力作用下，其风化程度和风化产物也会有所不同。
3. 时间因素，风化是一个长期的过程，需要经历漫长的时间才能显现出明显的效果。
时间的累积会导致岩石和土壤的风化程度逐渐加深，最终形成新的地表岩石和土壤类型。
风化在地质学中的意义。
风化在地质学中具有非常重要的意义。
首先，风化是地表岩石和土壤形成的重要过程，是地球表面物质循环的重要环节。
其次，风化过程中产生的风化产物对土壤肥力、水质、生态环境等方面都有着重要的影响。
此外，风化还是岩石和矿产资源形成的重要环节，对于矿产资源的勘探和开发具有重要的指导意义。
风化的工程地质
风化的工程地质问题一、定义风化：岩石在各种风化营力作用下，发生的物理和化学变化过程。
风化壳：表层不同深度的岩石，遭受风化程度的不同，形成不同成分和结构的多层残积物，由其构成的复杂剖面称为风化壳。
不同岩石，不同地区，风化壳有很大差别。
其厚度很大差别，大则几百米。
地壳表层保留的主要为现代时期形成的风化壳。
当风化壳形成后，被后来的堆积物掩埋，被保留下来成为古风化壳。
二、风化类型物理风化：由于温度变化、水的冻融、盐类结晶、植物根劈等力的作用下，引起岩石的机械破碎，而不伴随有化学成分和矿物成分明显变化的现象。
主要发生在干旱寒冷的地区，风化深度相对较小。
化学风化：岩石在水、氧及有机体等作用下所发生的一系列化学变化过程，引起岩石结构构造、矿物成分和化学成分的变化。
多发生于温暖潮湿的地方，风化深度可达百米以上。
生物风化：既有物理风化特点，又具有化学风化特征。
生物新陈代谢产生有机质或机械破坏，如释放大量有机物酸及CO2 ，加强水溶液溶解能力。
多发生于温暖潮湿的地方，风化深度可达百米以上。
主要风化作用：氧化、溶解、水化、水解、碳酸化和硫酸化等作用。
三、风化结果及工程意义岩体结构构造发生变化岩体完整性遭受破坏，结构性丧失，空隙性增大，矿碎成块石、碎石或土体。
岩石的矿物成分和化学成分发生变化可溶矿物溶解流失，耐风化矿物残留下来，形成稳定性好的次生矿物：如绿泥石、绢云母、高岭石、蒙脱石等。
岩体的工程地质性质发生变化如：力学强度的降低压缩性变增大（由基岩→粘土）渗透性增强次生矿物的抗水性降低、亲水性增强，易崩解、膨胀、软化。
工程意义总体上：恶化了岩石的工程性质. 在工程选址、岩土体稳定、地基处理、灾害防治、工程造价等方面都有重要意义。
基础建基面处置、确定矿坑边坡角、洞室围岩支护、基坑开挖层支护、抗滑工程设置等都要考虑到风化问题。
影响岩石风化的因素一、气候因素温度温差大、冷热变化频率快有利于物理风化；温度变化对岩石在水中的溶解度和化学反应速度、水溶液浓度都有有较大影响，从而影响化学风化的速度。
风化作用
差 异 风 化
球状风化形成示意图
球形风化产生原因：
发育几组交叉的节理；
厚层块状； 等粒结构；
球 形 风 化 示 意 图
球 形 风 化
风化作用的结果是在 地表形成风化壳，即岩石 风化后的残积物与经生物 风化作用形成的土壤层等 在陆地上形成的不连续薄 层。
风化作用的产物
• 残积物 未移动的残留的风化产物。 • 倒石堆 风化作用崩落的碎石、泥砂和其 他残积物构成的锥形堆积物，无分选、 磨圆度差。 • 风化壳 岩石圈上部各种残积物的总和。
氧化作用主要是游离氧造成，它使低价元素 变成高价元素，低价化合物变成高价化合物。含 有低价铁的硅酸盐、硫化物最易受氧化作用影响。 如黄铁矿氧化形成褐铁矿，其中的硫氧化后形成 H2SO4并流失。
水的作用主要有水化作用（水与矿物反应生 成水合矿物，如赤铁矿变为褐铁矿）、水解作用 （水电解生成的H+、OH-造成岩石破坏）。 当水中含有溶质，尤其是酸性物质时，水的 破坏作用就明显加强，其中最常见的是CO2溶于 水形成碳酸的溶蚀作用。
第三章 风化作用
内动力——地球表面起伏的总格局
外动力——铲高填低，使地表趋于平坦
“削高”是通过母岩风化作用和各种外营力 对其产生剥蚀作用来达到，搬运作用则将风化剥 蚀的产物运输到地表上的洼地之中，通过沉积作 用将洼地填高。外动力地质作用在“铲高填低” 过程中，不仅塑造出丰富多彩的地貌景观，而且 通过成岩作用将来自于母岩的风化剥蚀产物转变 为一种新的岩石——即沉积岩。
风化壳的结构：底部基岩— 半风化的残积层— 上部的土壤层
3、风化壳的类型：
由于风化作用的类型、岩石性质、特别是气候条件的差 异，导致风化产物的不同，故风化壳的类型也不同。
风化的工程地质
风化的工程地质问题一、定义风化：岩石在各种风化营力作用下，发生的物理和化学变化过程。
风化壳：表层不同深度的岩石，遭受风化程度的不同，形成不同成分和结构的多层残积物，由其构成的复杂剖面称为风化壳。
不同岩石，不同地区，风化壳有很大差别。
其厚度很大差别，大则几百米。
地壳表层保留的主要为现代时期形成的风化壳。
当风化壳形成后，被后来的堆积物掩埋，被保留下来成为古风化壳。
二、风化类型物理风化：由于温度变化、水的冻融、盐类结晶、植物根劈等力的作用下，引起岩石的机械破碎，而不伴随有化学成分和矿物成分明显变化的现象。
主要发生在干旱寒冷的地区，风化深度相对较小。
化学风化：岩石在水、氧及有机体等作用下所发生的一系列化学变化过程，引起岩石结构构造、矿物成分和化学成分的变化。
多发生于温暖潮湿的地方，风化深度可达百米以上。
生物风化：既有物理风化特点，又具有化学风化特征。
生物新陈代谢产生有机质或机械破坏，如释放大量有机物酸及CO2 ，加强水溶液溶解能力。
多发生于温暖潮湿的地方，风化深度可达百米以上。
主要风化作用：氧化、溶解、水化、水解、碳酸化和硫酸化等作用。
三、风化结果及工程意义岩体结构构造发生变化岩体完整性遭受破坏，结构性丧失，空隙性增大，矿碎成块石、碎石或土体。
岩石的矿物成分和化学成分发生变化可溶矿物溶解流失，耐风化矿物残留下来，形成稳定性好的次生矿物：如绿泥石、绢云母、高岭石、蒙脱石等。
岩体的工程地质性质发生变化如：力学强度的降低压缩性变增大（由基岩→粘土）渗透性增强次生矿物的抗水性降低、亲水性增强，易崩解、膨胀、软化。
工程意义总体上：恶化了岩石的工程性质. 在工程选址、岩土体稳定、地基处理、灾害防治、工程造价等方面都有重要意义。
基础建基面处置、确定矿坑边坡角、洞室围岩支护、基坑开挖层支护、抗滑工程设置等都要考虑到风化问题。
影响岩石风化的因素一、气候因素温度温差大、冷热变化频率快有利于物理风化；温度变化对岩石在水中的溶解度和化学反应速度、水溶液浓度都有有较大影响，从而影响化学风化的速度。
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风化产物的地球化学类型
风化产物是指岩石在地表受到风化作用后形成的物质，其地球
化学类型可以根据成分和形成过程进行分类。
从成分上看，风化产物可以分为硅酸盐型、氧化物型、碳酸盐
型和硫酸盐型等。
硅酸盐型风化产物主要由石英、长石等矿物组成，氧化物型风化产物以氧化铁、氧化铝为主要成分，碳酸盐型风化产
物则以碳酸盐矿物如方解石、白云石等为主，而硫酸盐型风化产物
则包括硫酸盐矿物如石膏、明矾等。
从形成过程上看，风化产物又可以分为物理风化产物和化学风
化产物。
物理风化产物是指岩石在风化过程中由于温度变化、水分
膨胀等物理作用而破碎、剥离形成的产物，如碎石、岩屑等；化学
风化产物则是指岩石在与水、空气中发生化学反应后形成的产物，
如黏土矿物、氧化铁等。
此外，风化产物还可以根据其在地质过程中的作用和地球化学
特征进行更详细的分类，如土壤中的风化产物、沉积岩中的风化产
物等。
总的来说，风化产物的地球化学类型是多种多样的，其分类可以从成分和形成过程两个角度进行，这些分类有助于我们更好地理解地球化学过程和岩石风化的特点和规律。