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第二章 岩石风化和风化类型
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第一节 岩石的风化过程 风化作用是地球表面或近地球表面的岩石在大气圈各种营力作用下所产生的物理化学变化。岩石发生物理和化学的变化称为风化。
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一、岩石风化作用的类型 (一)物理风化 岩石发生疏松、崩解等机械破坏过程,只造成岩石结构、构造的改变,一般不引起化学成分的变化的过程称为物理风化。(见下图)
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岩石的层状剥落示意图
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引起物理风化作用的因素很多,主要有: 球状风化
★ 热力作用 岩石受热后引起表层和内部热胀冷缩不同引起。 ★ 冰劈作用 进入岩石裂缝中的水反复融化与冻结,对岩面产生劈裂作用而引起。 ★ 风和流水的作用 主要风和流水把岩石表层剥落的碎屑吹走、冲走及磨蚀。 球状风化 冰劈作用
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玉龙雪山冰川槽 ★ 冰川作用 冰川底部和两侧的岩石会受到冰川的压力和磨蚀作用而破碎。
★ 冰川作用 冰川底部和两侧的岩石会受到冰川的压力和磨蚀作用而破碎。 ★ 卸荷作用 指由岩石卸荷释重而引起的剥离作用。在花岗岩分布区最为常见。
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(二)化学风化作用 岩石和矿物在大气,水及生物的相互作用下发生的化学成分和矿物组成的变化,称化学风化。
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新鲜花岗岩 风化花岗岩 网状风化
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引起化学风化作用的主要因素有 ●溶解作用 指岩石矿物溶解于水的作用。 ●水化作用 指水分子与矿物化合生成含水矿物的化学作用。
●溶解作用 指岩石矿物溶解于水的作用。 ●水化作用 指水分子与矿物化合生成含水矿物的化学作用。 ●水解作用 指矿物与水发生反应而分解的作用。
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● 氧化作用 岩石中的很多矿物都能被自然界的氧氧化生成新矿物。
● 氧化作用 岩石中的很多矿物都能被自然界的氧氧化生成新矿物。 ● 碳酸化作用 碳酸与岩石中的金属离子发生反应形成碳酸盐的作用称之为碳酸化作用。这种现象在石灰岩地区最为常见。
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岩石和矿物在生物影响下发生的物理和化学变化称生物风化作用。生物风化作用主要有两个方面:
(三)生物风化作用 岩石和矿物在生物影响下发生的物理和化学变化称生物风化作用。生物风化作用主要有两个方面: ◆生物的机械破碎作用 由生物的生命活动引起的岩石机械破碎作用(物理风化)。例如:根劈作用(图)。
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根 劈 作 用 根劈作用
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▲▲上述3种风化类型之间相互影响,相互联系,只是在不同的外界条件下各有侧重。
◆生物的化学分解作用 有些生物在生命活动中靠分泌酸类物质分解岩石,从中吸取营养物质。 ▲▲上述3种风化类型之间相互影响,相互联系,只是在不同的外界条件下各有侧重。
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2. 岩石所处的环境条件。主要有气候带、植物的盖度、地形条件等。
二、影响风化作用强弱的因素 1. 岩石矿物本身的性质。 包括岩石的成分、颜色深浅、粒级组成,有无层理、片理结构及垂直节理等。 2. 岩石所处的环境条件。主要有气候带、植物的盖度、地形条件等。
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第二节 风化产物与风化产物类型 一、风化产物的生态类型: 硅质风化物、长石质风化物、铁镁质风化物、钙质风化物,未成岩风化物
第二节 风化产物与风化产物类型 矿物、岩石风化后形成的疏松碎屑物即风化产物,它是形成土壤的基础,又称为成土母质,简称母质。 一、风化产物的生态类型: 硅质风化物、长石质风化物、铁镁质风化物、钙质风化物,未成岩风化物 与成土岩石特性有关。
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花岗岩风化后形成的层次 風化程度 主要物質 主要特徵 第一層 完全風化 似土壤物質 偶然有少量小石塊 第二層 高度風化 石塊較多較大 第三層
輕度風化 岩體 岩石的結構仍然清晰可辨;巨石之間有少量土質及小石塊 第四層 未被風化 沒有土質或小石塊 花岗岩风化后形成的层次
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二、成土母质的特性 1.表面积的增加 2.孔隙性的发展 3.植物营养元素的释放
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三、成土母质形成的阶段性(地球化学类型)
1、风化壳 地表风化作用的产物,由经搬运或未经搬运的物质构成的外壳。 (类似土壤剖面) 根据元素的迁移情况,成土母质的形成大致经过4个阶段:
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1.碎屑阶段 是岩石风化的最初阶段,物理风化占优势,化学风化不明显,只有氯和硫元素发生移动,以机械破碎为主,其成分基本上与母岩一致。多发生在高山及两极地区
风化后的碎屑物质
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2.钙积阶段 这一阶段大部分氯和硫已淋失,Ca、Mg、K、Na等元素大部分保留下来,有些钙游离出来,形成碳酸钙,往往沉积在碎屑孔隙内,母质呈中至碱性反应。黑钙土、栗钙土等土类的发育就停留在这一阶段。
中国北方的黑钙土
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3.酸性铝硅阶段(硅铝化类型) 这一阶段的母质中Ca、Mg、K、Na都受到淋失,同时硅酸盐和铝硅酸盐中的硅酸也部分淋失,母质呈酸性反应,颜色以棕或红棕色为主,黄棕壤及部分棕色成土母质的发育至此阶段。
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4.铝阶段(富铝化类型) 这一阶段母质中的盐基和硅酸全部淋失,残留的只是硅和铝的氧化物,形成鲜明的红色,母质呈酸性至强酸性。我国华南的红壤、砖红壤的成土母质发育至此阶段。
黄壤 红壤
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1、定积母质(原积物) 四、成土母质的 类型 局部 坡顶或山脊
● 原积物也称残积物。指基岩风化后残留于原地的物质。母质的性质受母岩影响较大,一般上层颗粒细,下层粗,逐渐过渡到母岩层 。 四、成土母质的 类型 坡顶或山脊 1、定积母质(原积物) 局部
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2、运积母质 沐川县水土保持定位观测站坡下部 (紫色土)
● 坡积物 坡积物是基岩风化物被雨水或融雪水在重力作用下,沿斜坡运行,堆积在山坡和山麓的一种运积母质。肥力较高。 沐川县水土保持定位观测站坡下部 (紫色土)
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● 洪积物 是山洪夹杂泥沙和碎石沉积在山前谷口一带的一种运积母质。洪积母质往往形成扇形,称为洪积扇。洪积物的母质层较深厚,养分丰富,形成的土壤肥力较高。
●冲积物 冲积物指被河水或山溪水搬运而沉积的物质。冲积物因流域广,成分复杂,养分也比较丰富。
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洪 积 物(洪积扇)
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河积物 (甘孜道孚县)
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湖泊沉积 (静水沉积) ● 湖积物 湖积物指原湖泊底部的沉积物质,以后由于湖水位的下降或陆地上升而出露的一种母质。
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各种海岸地貌 浅海沉积 ●浅海沉积物 浅海沉积物指河流携带泥沙,在海岸边沉积的物质。
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沙尘暴 风积物 ● 风积物 风积物是经风搬运而堆积的物质,如风成砂和黄土。形成的土壤肥力低。一般风积物多为砂丘、砂岗等。
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3、第四纪沉积物 ● 黄土及黄土状物质 黄土是由风搬运沉积的第四纪陆相粉砂质富含碳酸钙的土状沉积物。黄土形成的土壤肥力一般较高。
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第四纪红色粘土 ●第四纪红色粘土 指第四纪温暖潮湿气候下形成的红色粘质残积物或运积物。质地粘重,呈红色、棕红色,养分含量少,酸至强酸反应。
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●冰川沉积物和冰水沉积物 冰川沉积物由冰川搬运的粉砂、沙砾石和漂砾等混合的非层状沉积的物质。冰水沉积物指由冰川搬运,以后为冰川融水的水流所分选、沉积物质。在我国分布较广,但多不连续,呈小片分布。
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冰川沉积物和冰水沉积物
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海螺沟冰川沉积物
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