第三章 风化作用与VIP免费

第三章风化作用与风化壳——城市规划一班贾郝凡风化作用岩石暴露于地表，在太阳辐射作用下并与水圈、大气圈和生物圈接触，其所处的物理与化学环境发生了变化，岩石为适应新的环境其物理与化学性质常发生变化，造成岩石崩解、分离、破碎。岩石这种物理、化学性质的变化称为风化；引起岩石这种变化的作用称为风化作用。风化差异1风化差异2球形风化球形风化1球形风化2石灰岩裂隙风化页岩风化第一节：风化作用的类型风化作用物理风化化学风化生物分化物理风化（机械风化）•卸荷剥离作用•热力风化•冻融风化•盐风化页理作用如果岩石的四周荷下部都被固定在岩石中的话，这种减压膨胀将主要发生在向上的方向上。当这种减压膨胀超过岩石的弹性变形强度时，它就会发生破裂形成平行于地表的页理。这种作用称为页理作用。页理虽然很小，但它破坏了岩石的整体块状结构，有利于水分和盐类溶液的进行，为进行的物理风化和化学风化创造了条件。热力风化•岩石因温度变化发生剥落的过程称热力风化•热力风化的强度取决于岩石温度变化的幅度和频率。幅度频率越大，热力风化越强。•岩石热力风化的强弱还决定于岩石的组成，一般说来，单矿岩石的热力风化弱于多矿岩石。细晶多矿岩石弱于粗晶多矿岩石。冻融风化•岩石由于水的周期性冻结和融化造成的机械崩解作用称冻融风化。•冻融风化能否进行，取决于水能否成冰。•冻融风化的强度取决于地温在冰点上下波动的频率和幅度。低幅高频的冻融风化比高幅低频的更强烈。盐风化•由于盐类的结晶和体积更大的新盐类的形成对围岩施加压力造成的岩石破坏作用称为盐风化。•新生的铁的氧化物一般具有较原来矿物低的密度和大的体积。体积的增加就会对其围岩产生膨胀压力使岩石破碎。•另一类重要的盐风化是盐的结晶。当岩石孔隙和裂隙中的水溶液被蒸发时，盐类会逐渐达到饱和，盐类就会结晶析出，使体积增大。盐类结晶就会对其围岩产生膨胀压力，使裂隙扩大加深，最后使岩石破裂。化学风化岩石在水、水溶液和空气中氧、CO2等作用下由于溶解、水化、水解、碳酸化以及氧化等作用下发生成分和性质变化的风化作用，称为化学风化。化学风化的主要方式包括:溶解作用、水化作用、水解作用、碳酸化作用、氧化作用。以上仅是自然界存在的几类主要的化学风化形式，除它们之外还有硫酸化作用、还原作用、去碳作用、脱水作用、中和作用等。实际上自然界的化学风化是以上多种作用的综合。溶解作用•按溶解度的大小，常见的矿物可被分为5类：1.极易溶矿物：主要为K+、Na+的各种化合物，包括卤化物、氟化物、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐和硅酸盐等。2.易溶矿物：主要为Ca++、Mg++、Fe+++、Mn++、Al+++、Cu++的卤化物和硫酸盐等。3.微溶矿物：主要为Ba++、Sr++、Zn++和Ag+等的硫酸盐类。4.难溶矿物：主要为Zn++、Ca++、Mg++的硅酸盐和Cu++、Pb++的碳酸盐等。5.极难溶矿物：主要为Fe+++、Al+++等的氢氧化物等。常见的主要造岩矿物的溶解度的大小顺序如下：食盐>石膏>方解石>橄榄石>辉石>角闪石>滑石>蛇纹石>绿帘石>正长石>黑云母>白云母>石英。水化作用•岩石中的某些矿物与水接触后，其分子可以与水分子结合形成新的含水矿物。如硬石膏水化后可形成石膏：CaSO4+2H2O—→CaSO4·2H2O•硬石膏经水化形成石膏后，硬度降低，比重减小，可以造成岩石更容易被物理风化和外营力侵蚀；另一方面，其体积膨胀60％，对围岩施加巨大的压力，其本身也可造成物理风化作用，加速岩石崩解。•再如赤铁矿水化后可形成褐铁矿也是如此。水解作用•纯水本身虽呈中性，但它离解后可部分形成H+和OH+离子，从而使水具有酸性反应或碱性反应能力。如正长石经水解可形成高岭土：K2O·Al2O3·6SiO2+nH2O—→Al2O3·2SiO2·2H2O+4SiO2·nH2O+2KOH高岭土还可以进一步水解，将SiO2析出，形成铝土矿：Al2O3·2SiO2·2H2O+nH2O—→Al2O3·nH2O+2SiO2·2H2O碳酸化作用•自然界的水很少是纯水，实际上是一种水溶液。大气和土壤中的与CO2水化合可形成碳酸，并在水溶液中部分电离：CO2+H2O←→H2CO3H2CO3←→H++HCO3－HCO3－←→H++CO32－•碳酸电离后形成的H+离子增加了水得溶解能力，从而使某些矿物更易溶解，并发生化...