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一、风化作用
定义:在地表或接近地表条件下,坚硬岩石、矿物在原地发生物理、化学的变化从而形成堆积物的过程,叫做风化作用。
1、物理风化作用
指地表或接近地表条件下岩石、矿物在原地产生机械破碎而不改变其化学成份的过程。
① 卸荷裂隙 深部的岩石在上部岩石被剥蚀后(即卸荷减压),释放了原来受压的应力,引起岩体膨胀,由于岩石的抗拉强度一般都很小,岩体膨胀时产生的巨大拉力使岩石发生破裂而产生裂隙,或使隐节理扩大,岩石这种因上部荷载减少面产生的裂隙称之。
② 温差、湿度变化或结晶作用引起的物理风化作用
球状风化 等粒结构的厚层砂岩或岩浆岩风化成岩块后,棱角部位温差变化最大,最容易产生风化,形成球状石块,称为石蛋。
2、
化学风化作用
在地表或接近地表的条件下,岩石、矿物在原地发生化学变化并可产生新矿物的过程叫做化学风化作用。
化学风化作用以水溶液为主要因素,包括溶解、水化、水解、氧化及碳酸化等作用方式。
溶解是水对矿物的直接溶解。记住常见造岩矿物溶解度大小排列顺序:食盐>石膏>方解石>橄榄石>辉石>角闪石>滑石>蛇纹石>绿帘石>长石>黑云母>白云母>石英。
水解作用指矿物与水发生反应而分解的作用。最常见的是花岗岩中长石的水解作用。
水化作用指水与不含水矿物相化合,水参与到矿物的晶格中去,改变了原矿物的分子结构,形成新矿物。如硬石膏经水化作用形成石膏。 碳酸化作用指含有CO2的水与岩石中的金属离子发生反应形成碳酸盐。
氧化作用,空气和水中的游离氧与变价元素的低价元素反应,成为高价元素的新矿物。当低价铁氧化为高价目铁时,风化层的颜色就会由灰黄色——黄褐色——棕红色。另外,氧化作用以地下水位为界面,氧化作用发生在地下水位以上,产物黄褐色——棕红色。地下水位以下为缺氧环境,以还原作用为主,产物多为灰蓝色或绿色。
化学风化作用的结果是造成风化残积层中:
① 原岩中可溶矿物的溶解流失Na、K、Ca、Mg、Cl-、NO3-、SO4=;
②
耐风化的原矿物残留下来SiO2、云母等;
③
形成化学性质稳定的新矿物,高岭石等。一般说来,沉积岩稳定,岩浆岩不稳定。
3、
生物风化作用
生物风化作用是指生物对岩石矿物的破坏。
① 植物的根劈作用最为普遍和最有实际意义,实验证明植物的根系可以对裂隙产生14~15KG/CM2的压力;还有人与动物的破坏作用;
② 生物及其遗体分解的有机酸和无机酸对岩石的腐蚀破坏作用,其中以微生物的化学风化作用最为强烈。 |
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