第1页：风化作用课件封面
《普通地质学》风化作用章节封面，课程英文名为 Introduction of Physical Geology。
第2页：第四章习题回顾
第四章复习题：涵盖元素、矿物、岩石的基础知识回顾。
- 元素、矿物、岩石？
- 元素的克拉克值（地壳元素的丰度）。
- 矿物的硬度、摩氏硬度、野外如何鉴别矿物硬度？
- 矿物的解理、断口？
- 矿物的自色、他色和假色，如何区分？
- 矿物的密度，相对密度？
- 三大类岩石及其相互转化？
第3页：风化作用概念章节标题
风化作用章节内容起始页。
第4页：风化作用的定义
- 风化作用
- 由外动力作用引起基岩在原地被改造的变化过程，即地壳表层的岩石、矿物在原地发生物理的或化学的变化从而形成松散堆积物的过程。
第5页：风化作用类型及形式
风化作用类型及形式内容起始页。
第6页：风化作用分类总述
根据风化作用的因素与性质分为两类：
- 物理风化
- 地表基岩在原地发生机械破碎而不改变岩石化学成分、也不形成新矿物的作用。
- 化学风化
- 基岩中的岩石和矿物，在地表环境中与大气成分和水以及有机质等进行化学反应，使矿物发生分解和置换，使岩石内部构造受到破坏，并产生在地表环境中较稳定的新矿物的作用。
另含生物风化。
第7页：冰劈作用
- 冰劈作用
- 渗入岩石裂缝中的水，达0℃时结冰，由水变冰后体积膨胀约9%，可给周围岩石施加100kg/m²的压力，从而促使岩石孔隙扩大，反复冻融，能使岩石崩裂的过程。主要发生在昼夜温度变化在冰点上下的地区。
第8页：温差风化
- 温差风化
- 岩石矿物的热胀冷缩导致的物理破碎过程。
第9页：盐类结晶与潮解
- 盐类结晶和潮解
- 岩石孔隙中含盐分较多，蒸发结晶膨胀，吸潮溶解下渗的过程。
第10页：干湿变化引起的涨缩作用
- 干湿变化引起的涨缩作用
- 粘土质岩石在炎热多雨环境中吸水膨胀，暴晒后干裂的过程。
第11页：层裂或卸载作用
- 层裂或卸载作用
- 原处于地下深处经受较大压力的岩石，抬升到地表后因压力降低，岩石产生向上及向外的膨胀，从而形成平行地面的层状裂隙的过程。
第12页：根劈作用
- 根劈作用
- 植物根生长使岩石裂隙扩大从而引起岩石崩解的作用。
第13页：人为机械破坏作用
- 人为机械破坏作用
- 人类改造自然环境的结果，对岩石造成的机械破坏。
第14页：溶解作用
- 溶解作用
- 指水溶液溶解岩石的某些易溶成分，使其松软、破碎、崩解的过程。
★卤化物和硫酸盐等易溶解；碳酸盐次之；硅酸盐不易溶解，但在酸性条件下可以溶解。
第15页：水解作用
- 水解作用
- 水离解出的OH⁻离子同矿物离解出的阳离子结合成带OH⁻新矿物的过程。
反应式：4KAlSi₃O₈ + 6H₂O → Al₄Si₄O₁₀(OH)₈ + 8SiO₂ + 4KOH（钾长石→高岭土+蛋白石）
第16页：水化作用
- 水化作用
- 有些矿物能够吸收一定量的水参加到矿物晶格中，形成含水分子的矿物。
反应式：CaSO₄ + 2H₂O → CaSO₄·2H₂O（硬石膏→石膏）
第17页：碳酸化作用
- 碳酸化作用
- 当天然水中溶解有相当量的CO₂时，水溶液中除H⁺和OH⁻离子外，还有CO₃²⁺和HCO₃⁺，它们与矿物中的碱和碱土金属离子结合形成碳酸盐而使矿物易于分解。
反应式：斜长石 + 4CO₂ + (3+n)H₂O → Ca(HCO₃)₂ + 2NaHCO₃ + Al₂Si₄O₁₀(OH)₂·nH₂O + 2SiO₂
第18页：氧化作用
- 氧化作用
- 含铁、锰等变价元素的矿物当处于地下深处时，铁、锰离子为低价，这类矿物在地表环境中并不稳定，较易与O₂结合形成新环境中稳定存在的氧化物和氢氧化物。
反应式：2FeS₂ + 7O₂ + 2H₂O → 2FeSO₄ + 2H₂SO₄；4FeSO₄ + 8H₂O → 4H₂SO₄ + 4Fe(OH)₃（黄铁矿→硫酸亚铁→褐铁矿）
第19页：生物化学风化作用
- 生物化学风化作用
- 通过生物在新陈代谢中析出的有机酸和生物死后遗体分解形成的大量腐殖质进行的风化作用。
反应式：Al₄Si₄O₁₀(OH)₈ + mH₂O → 2Al₂O₃·nH₂O + 4SiO₂ + 4H₂O（高岭石在有机酸作用下→铝土矿+蛋白石）
第20页：物理风化与化学风化的关系
物理风化与化学风化的关系：物理风化作用和化学风化作用是统一过程的两个方面。
物理风化与化学风化相互促进关系表| 风化类型 | 作用机制 | 对另一类型的促进 |
|---|
| 物理风化作用 | 使岩石碎裂，增加水和空气流通孔道 | 增大矿物、岩石与化学反应剂的接触面，使化学反应更迅速、更强烈 |
|---|
| 化学风化作用 | 破坏岩石内部构造，形成新矿物 | 反过来加强物理风化作用 |
|---|
第21页：物理风化产物
物理风化作用的产物主要包括倒石堆和岩漠等。
第22页：球形风化
- 球形风化
- 岩块被裂隙切割成立方或斜方块体后，水沿裂隙渗入，突出部位风化快，逐渐成圆球状。以温差风化为主的作用使岩块自外向内产生圈层状裂隙。
第23页：化学风化产物
化学风化作用产物内容起始页。
第24页：化学风化产物详述
化学风化作用改变了原岩的结构、构造，并形成新矿物。虽然组成地壳的岩石种类繁多，但它们经过彻底的化学风化作用之后，比较活泼的元素随溶液流失，只有性质稳定的元素残留下来形成新矿物。
所有的硅酸盐矿物经化学风化后最终都形成以铝土矿和高岭石为主的残余型红土。其中难溶组分主要为Fe、Al、Mn、Si等的氧化物和氢氧化物。
第25页：铁帽与残积矿床
- 铁帽
- 金属硫化物氧化后在上部形成的富含铁氧化物的残余物。当其富集到工业品位时，便形成残积矿床。
垂直剖面自上而下为：A.硫化物矿床 → B.氧化带 → C.铁帽 → 潜水面。
第26页：岩石矿物成分对抗风化能力的影响
- 岩石的矿物成分
- 岩石抗风化能力的强弱与它所含矿物成分和数量有密切的关系。一般相对而言，岩石成分均一的较难风化，成分复杂、矿物种类多的较容易风化。
第27页：岩石结构构造对抗风化能力的影响
- 岩石的结构、构造
- 致密程度、坚硬程度越高，岩层厚度越大越难风化（等粒结构、块状结构）；疏松多孔容易风化。
第28页：节理发育状况
- 节理发育状况
- 节理越发育越容易风化。
第29页：气候因素对风化作用的影响
- 气候因素
- 气温高低、降水量多少和降水量的季节分配以及由此决定的生物繁盛程度。
- 寒冷地区：以物理风化为主
- 干旱地区：以物理风化为主
- 湿热地区：以化学风化、生物风化为主
不同气候-植被带风化壳厚度的变化（自上而下）：基岩→碎屑带→伊利石-蒙脱石带→高岭石带→赭石、氧化铝→铁盘、氧化铝和氧化铁。
第30页：地形因素对风化作用的影响
- 地形因素
- 包括地势起伏高度和山坡朝向两方面。
- a 地势起伏高度：高山区以物理风化为主；低山丘陵以及平原区以化学风化为主
- b 山坡朝向：朝阳面以化学风化为主；背阳面以物理风化为主
第31页：风化壳的概念
- 风化壳
- 陆地表层的基岩经过长期的风化作用，由物理风化产生的碎屑和化学风化产生的残余矿物和新生矿物在原地堆积，统称残积物。
- 残积物
- 上部的细碎屑和黏土等被生物改造，含较多腐殖质时称土壤。
- 风化壳
- 由风化形成的松散残积物和土壤堆积而成的不规则地质体，称为风化壳，厚度可由不足一米到大于百米。
第32页：风化壳的结构
风化壳的垂直结构：自上而下分为土壤层和残积层两大系统。
风化壳垂直结构分层表| 层次类别 | 分层名称 |
|---|
| 土壤层 | 枯枝落叶层、腐殖质层、淋溶层、淀积层 |
|---|
| 残积层 | 半风化基岩、残积层、基岩 |
|---|
| 母质层 | 母质层 |
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第33页：风化壳的研究意义
风化壳的研究意义：
- 可以了解地壳运动的情况
- 可以恢复古地理环境
- 可以帮助寻找风化壳型矿产
如果被较新的岩石覆盖而保存下来的风化壳称为古风化壳。
第34页：章节结束
《普通地质学》风化作用章节内容结束。
