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第第55章章风化作用风化作用
Chapter5Chapter5WeatheringWeathering
5.1风化作用的概念及类型
定义:暴露于地表或近地表的岩石或矿物,在
大气、水及生物的联合影响下,使原来岩石的物
理性质或化学成分在原地发生改变的地质作用过
程。
风化和剥蚀紧密相连,但风化一般不发生大规模的位移,剥蚀
则具明显的位移。
根据风化作用的因素和性质分为三大类型:
物理(机械)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(Physicalweathering,又
称机械风化作用):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。
物理风化作用的方式
1.矿物岩石的热胀冷缩——温差风化
2.岩石空隙中水的冻结与融化——冰劈作用
3.岩石卸载(释重)——层裂
4.岩石空隙中盐的结晶与潮解
1.温差风化
由于昼夜温差变化使岩石发生胀缩
差异而产生的崩解破碎现象。
(1)岩石是热的不良导体,其表层
和内部在昼夜及季节温差变化下不能
同步膨胀或收缩。
(2)岩石中不同种类矿物的热膨胀
系数也不同,温度变化会引起不同矿
物的差异性胀缩。
2.冰劈作用
岩石裂隙中水结冰膨胀,对裂隙周围产生压力,裂隙扩大,当温度
上升至冰点以上时,冰重新融化并下渗填满空隙,再冻结时,又可
使裂隙扩展。如此反复,空隙不断扩大,从而使岩石崩解。
3.释重作用
地下深处的岩石承受巨大静压力,岩石从地下深处上升到地表时,
由于上覆静压力减小而产生张应力,形成一系列与地表平行的宏
观和微观的内部破裂面。
4.盐的结晶与潮解
干旱、半干旱地区,地壳表层岩石空隙中含盐分较多。
白天,烈日烤晒,气温升高,水分蒸发,当盐分浓度
增加至过饱和时,发生结晶,体积膨胀(如明矾结晶
体积增大5%,对两壁产生10kg/cm2),孔隙扩大;
夜晚气温降低,盐分从大气中吸收水分而潮解、下渗,
同时也将沿途盐分溶解下渗到新产生的空隙中,如此
反复进行,则导致岩石崩解。
二、化学风化作用
化学风化作用(Chemicalweathering):地表岩石在水、
氧及二氧化碳等作用下发生化学成分变化,并生成新矿物。
溶解作用
水化作用
水解作用
碳酸盐化作用
氧化作用
1.溶解作用(dissolution)
岩石或矿物溶于水的作用。
矿物溶解度能力:
石盐>石膏>方解石>白云石>橄榄石>辉石>
角闪石>长石>石英
结果:易溶组分流失,难溶组分残留原地,致使岩石
空隙增大,密实程度减小,利于剥蚀。
2.水化作用(hydration)
有些矿物吸收一定数量的水,并加入到矿物晶格中,转
变为含水矿物。
CaSO+2HO=CaSO·2HO
4242
硬石膏石膏
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,因而加快了物理风化的破坏作用。
3.水解作用
盐类矿物(强碱弱酸或强酸弱碱盐)遇水后发生水解并与HO
2
-+-
中的OH、H反应生成新的矿物(含OH)。如:
4K(AlSiO)+6HO→Al(SiO)(OH)+8SiO+4KOH
3824
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