『壹』 影響岩石化學風化作用的因素有什麼氣體
化學風化(chemical weathering)岩石發生化學成分的改變分解,稱為化學風化。例如,岩石中含鐵的礦物受到水和 化學風化空氣作用,氧化成紅褐色的氧化鐵;空氣中的二氧化碳和水氣結合成碳酸,能溶蝕石灰岩;某些礦物吸收水分後體積膨脹;水和岩層中的礦物作用,改變原來礦物的分子結構,形成新礦物。這些作用可使岩石硬度減弱、密度變小或體積膨脹,促使岩石分解。
(1)水溶性作用
石材中的礦物經水的浸泡後.在一定溫度下.可發生化學變化。這一過程也稱為石材的微粒水解。具體是岩石中的長石水解時.水分子中的H+咒換出長石中的鹼離子,11+離子進入石材的品格中生成新的鑽土礦物.例如正長石經水解後.形成高嶺石或鋁礬上
(2)氧化反應
主要是石材內的金屬礦物與氧發生化學反應使石材變色、酥鬆、裂隙等。在石材中最常見也是最易發生氧化反應的是鐵質礦石中的黃鐵礦、硫鐵礦.其氧化作川最為明顯。許多石材安裝之後,發生氧化反應之後出現黃銹、黃斑、流痕,時問長久後這些含鐵礦的局部會出現凹坑、裂紋.密集的地方會使強度下降。一些比較穩定的石材,在製作火燒板時因高溫使其中的鐵礦氧化.也會在以後逐漸發生氧化,所以說.火燒板在一定程度上會降低石材的使用強度。
(3)岩溶反應
通常碳酸鹽類石材(石灰石、大理石、白雲石、石灰華等)含有二氧化碳水的作用下。碳酸鈣逐漸溶解為鈣離子、碳酸根,在時間、溫度、壓力.尤其在城市二氧化碳形成的大量酸雨催化作用下,溶於水的鈣會形成新的碳酸鈣沉積.形成石灰華:
在地質作用上,這一過程通常是極其漫長的。最明顯的是喀斯特地貌(在碳酸鹽地區).然而)岩溶反應在城市石材裝修中越發明顯.表現石材的外觀是流白痕。裂隙、酥鬆。一些用石材建築的古跡都不同程度地發現此現象。
除此,因大氣中二氧化硫的增多,最終形成酸雨後,也對石材中的石膏、碳酸鎂、鉀、鈉鹽礦進行溶解、分離.最終形成沉積.對原有的石材都是一種破壞。
(4)生物化學反應
植物生存生成出的有機酸、磷酸、糞便、遺體等的化學物質都會對石材產生風化。
當然石材的風化並不是某一種單純反應,而是和物理風化、化學風化、生物風化交織在一起的。研究石材風化有利於利用科學的方法進行防治。
以上是石材
1溶解作用
水直接溶解岩石中礦物的作用稱為溶解作用。溶解作用的結果,使岩石中的易溶物質被逐漸溶解而隨水流失,難溶的物質則殘留於原地。岩石由於可溶物質的被溶解而致孔隙增加,削弱了顆粒間的結合力從而降低岩石的堅實程度,更易遭受物理風化作用而破碎。最容易溶解的礦物是鹵化鹽類(岩鹽,鉀鹽),其次是硫酸鹽類(石膏,硬石膏),再次是碳酸鹽類(石灰岩,白雲岩)。岩石在水裡的溶解作用一般進行的十分緩慢,但是當水的溫度升高以及壓力增大時,水的溶解作用就比較活躍。特別是當水中含有侵蝕性的CO2而發生碳酸化作用時,水的溶解作用就會顯著增強,如在石灰岩分布地區,由於這種溶解作用經常會產生溶洞、溶穴等岩溶現象。
2水化作用
有些礦物與水接觸後和水發生化學反應,吸收一定量的水到礦物中形成含水礦物,這種作用稱為水化作用。如硬石膏經過水化作用變為石膏就是很好的例子。
CaSO4 +2H2O ®CaSO4·2H2O
硬石膏 石膏
水化作用的結果產生了含水礦物。含水礦物的硬度一般低於無水礦物,同時由於在水化過程中結合了一定數量的水分子進人物質的成分之中,改變了原有礦物的成分,引起體積膨脹,對岩石也具有一定的破壞作用。
若岩層中含有硬石膏時,當石膏發生水化作用而體積膨脹,對圍岩會產生很大的壓力,促使岩層破碎。在隧道施工中,這種壓力甚至能引起支撐傾斜、襯砌開裂,應當引起足夠的注意。
3水解作用
某些礦物溶於水後,出現離解現象,其離解產物可與水中的H和OH離子發生化學反應,形成新的礦物,這種作用稱為水解作用。例如正長石經水解作用後,開始形成的K與水中OH離子結合,形成KOH隨水流失,析出一部分SiO2可呈膠體溶液隨水流失,或形成蛋白石(SiO2·nH2O)殘留於原地;其餘部分可形成難溶於水的高嶺石而殘留於原地。
4K(AlSi3O8)+6H2O ®4KOH + 8SiO2十Al4(Si4O10)(OH)8
正長石 高嶺石
4碳酸化作用
當水中溶有CO2時,水溶液中除H和(OH)離子外,還有CO3和HCO3離子,鹼金屬及鹼土金屬與之相遇會形成碳酸鹽,這種作用稱為碳酸化作用。硅酸鹽礦物經碳酸化作用其中鹼金屬變成碳酸鹽隨水流失,如花崗岩中的正長石受到長期碳酸化作用時,則發生如下反應:
4K(AlSi3O8)+ 4H2O + 2CO2 ®2K2CO3 + 8SiO2+Al4(Si4O10)(OH)8 正長石 高嶺石
5氧化作用
礦物中的低價元素與大氣中的游離氧化合變為高價元素的作用,稱為氧化作用。氧化作用是地表極為普遍的一種自然現象。在濕潤的情況下,氧化作用更為強烈。自然界中,有機化合物、低價氧化物、硫化物最容易遭受氧化作用。尤其是低價鐵常被氧化成高價鐵。例如常見的黃鐵礦(FeS2)在含有游離氧的水中,經氧化作用形成褐鐵礦(Fe2O3·nH2O),同時產生對岩石腐蝕性極強的硫酸,可使岩石中的某些礦物分解形成洞穴和斑點,致使岩石破壞。
2FeS2 + 7O2 + 2H2O ®2FeSO4 + 2H2SO4
黃鐵礦 硫酸亞鐵
12FeSO4 + 3O2 + 6H2O ®4Fe2(SO4)3 + 4Fe(OH)3
硫酸亞鐵 褐鐵礦
Fe2(SO4)3 +6H2O ® 2Fe(OH)3 + 3H2SO4
褐鐵礦 硫酸
『貳』 母岩的風化
1.風化作用概述
沉積岩的形成作用發生於沉積圈,即包括岩石圈、水圈、大氣圈和生物圈,其間界面相互交錯重疊的地球表面帶,常稱表生帶。表生帶的物理、化學條件的特點是低溫、低壓、富含水、氧和二氧化碳,生物活動強烈。因此在溫度和壓力較高的地殼深處結晶的岩石,一旦進入物化條件截然不同的表生環境,原有的平衡就都被打破了,勢必要產生結構和成分上的變化來建立新的平衡。這種變化過程就是通過風化作用來完成的。所謂風化作用就是指地殼最表層的岩石在溫度變化、大氣、水、生物等因素作用下,發生機械破碎和化學變化的一種作用。按作用性質和因素的不同可分為物理風化作用、化學風化作用和生物風化作用。
物理風化作用只造成岩石的機械破碎,沒有成分上的變化。化學風化作用則會使礦物發生分解,分解出來的元素有一部分被地表水和地下水帶走,其餘部分則成為在地表條件下穩定的新生礦物。而生物風化作用的表現形式既有機械的破碎,又有化學的分解,但後者是主要的。
岩石發生機械破碎的基本營力是溫度的變化、晶體生長(冰劈作用、鹽的結晶)、植物的根劈作用、動物的潛穴活動、重力效應,以及水、風和冰川的機械破壞作用等。有些生物對岩石的機械破碎作用是與生物的化學分解作用同時進行的,如地衣菌絲對岩石的破壞。純粹的機械破碎作用與化學分解作用相比則是次要的,只在嚴寒的極地和高山地區,以及氣候乾燥、溫度變化劇烈的沙漠地區才相對重要些。
引起岩石化學分解的主要因素是水、氧和二氧化碳,以及有機質。從本質上講,化學風化就是富含氧和二氧化碳的水(雨水和土壤水)以及有機酸與礦物發生化學反應的過程。因此,化學風化主要是通過氧化作用、水化和水解作用、酸的作用、離子交換等方式進行的。
近來生物的化學分解作用愈來愈被人們所重視,尤其是微生物和藻類作用,因為它們不僅分布廣、適應性強,而且對岩石的分解作用要比其他生物更為有效。生物不但能產生大量有機酸和CO2、H2S等氣體,而且還有氧化還原機能、吸附和濃集元素的機能。
無疑,在潮濕炎熱和溫暖地區,化學和生物化學風化作用既強烈又廣泛,就是在機械風化作用為主的地區,化學分解作用仍然在進行著。例如在四千多米的高寒地區見到有微生物化學分解形成的所謂「高山岩漆」;在埃及沙漠地區,發現花崗岩柱被風化的不是向陽面,而是背陰面,風化最厲害的是被砂埋著或曾被埋過的部分,表明化學風化還是在進行著,主要是微量水長期作用的結果。
通常機械破碎作用和化學分解作用不是孤立進行的,而是相互聯系、相互促進和相互影響的。由於機械破碎使得母岩產生很多裂隙或破碎成小塊,這就增大了岩石與周圍介質的接觸面,大大促進了化學分解;反過來,化學分解可降低母岩的硬度和強度,給機械破碎創造了有利條件。但就整個風化作用而言,化學和生物化學風化作用具有重要意義,並隨著地質歷史的發展日益加強,尤其是生物化學風化作用更是如此。
風化作用不僅發生在大陸上,而且也可發生在海底,後者稱作海底風化作用,如黑雲母變成海綠石,火山灰變成蒙脫石等。但海底風化作用與同生作用不易區別,兩者常交織在一起。
2.風化過程中元素析出順序——元素的風化分異
母岩在化學風化過程中表現為某些元素的淋濾分散和另外一些元素的殘積富集兩個方面。各種元素在特定的風化條件下遷移能力是不一樣的,亦即各種元素從母岩中析出的難易程度不同,因而造成各種元素按一定順序從母岩中分離出來,即元素的風化分異。根據元素在表生條件下的遷移能力,可把風化帶中的元素分為五類:
①最易遷移元素(Kx=n·10~n·102)Cl、Br、I、S;②易遷移元素(Kx=n~n·10)Ca、Mg、Na、F、Sr、K、Zn;③遷移元素(Kx=n·10-1~n)Cu、Ni、Co、Mo、V、Mn、Si(在硅酸鹽中)、P;④惰性(微弱遷移)元素(Kx<n·10-1)Fe、Al、Ti、Sc、Y、TR(稀土元素)等;⑤幾乎不移動的元素(Kx≈n·10-10)(Si)(石英)。
從遷移序列中可以看出,各種元素的遷移能力相差是很大的。最易遷移的元素是惰性元素遷移能力的成百倍到上千倍,這就使原來共生的元素在風化過程中因遷移能力不等而發生分異,遷移能力最強的Cl、S最先從風化帶中流失;其次是Ca、Mg、Na、F等;而K、Mn、Si、P等遷移能力較弱;Al、Fe、Ti等遷移能力很弱,往往殘留原地形成紅土和鋁土礦。
元素的遷移能力與它們的物理化學性質不完全一致。例如Na、K的簡單鹽類的溶解度大致相同,但在風化帶中Na的遷移能力比K大;鈣鹽和鎂鹽(CaCO3、CaSO4、MgCO3)比鈉鹽和鉀鹽(NaCl、KCl)難溶得多,但Ca、Mg的遷移能力要大於Na、K。這是因為風化過程中元素的遷移能力不單取決於離子特性,而是受到多種因素的影響。一般影響元素遷移能力的因素有:元素自身的原子和離子特性(離子半徑、原子價、極化能力等),這在很多情況下決定了離子由固體轉變為溶液或由溶液轉變為固體的難易性,以及含有該元素的礦物特徵和它對於風化作用的抵抗能力,例如鈣長石要比鈉長石易風化,故在相同條件下Ca要比Na易於析出,而同樣的Ca,在石灰岩中要比在鈣長石中易於析出;介質的pH和Eh值,例如Fe在氧化環境中遷移能力很小,但在還原環境中則顯著增加,而U則相反;生物及氣候條件的影響,如潮濕炎熱地區的SiO2遷移能力大大增加,幾乎與Ca一樣。
需要指出,上述遷移序列是一般性的,它主要是根據硅酸鹽岩石在溫濕氣候和氧化環境中發生風化經計算而得到的,對於其他氣候條件下和還原占優勢的環境中,元素的遷移順序就不一定與上述相同。
3.風化帶發育的階段性
在風化帶中礦物的變化具有明顯的階段性,一種原生礦物隨著風化程度的加深,通過一系列中間階段,依次形成一些過渡性礦物,然後轉化為最終產物(與最終風化環境取得平衡的生成物)。某些造岩硅酸鹽礦物風化轉變的一般階段是:鉀長石→絹雲母→水雲母→高嶺石;輝石→綠泥石→水綠泥石→蒙脫石→多水高嶺石→高嶺石;黑雲母→蛭石→蒙脫石→高嶺石。
相應的母岩風化變化也會出現階段性。波雷諾夫根據元素從風化帶中析出的順序,將結晶岩的風化過程分為四個階段,不同階段有其獨特的風化產物。今以玄武岩為例(表2-1)予以說明:①碎屑階段,以物理風化為主,風化產物主要為岩石或礦物碎屑;②飽和硅鋁階段,岩石中如有氯化物和硫酸鹽將全部被溶解,然後在CO2和H2O的共同作用下,鋁硅酸鹽和硅酸鹽礦物開始分解,游離出K+、Na+、Ca2+、Mg2+,這些陽離子的存在,使介質呈鹼性或中性,並使一部分SiO2轉入溶液,這個階段形成的粘土礦物有蒙脫石、水雲母、拜來石、綠脫石以及綠泥石等,同時鹼性條件下難溶的碳酸鈣開始堆積;③酸性硅鋁階段,鹼金屬和鹼土金屬大量被溶濾掉,SiO2進一步游離出來,隨著有機質分解形成大量有機酸和CO2,使介質轉為酸性。使上階段形成的礦物(蒙脫石、水雲母等)轉變成在酸性條件下穩定的不含鹼金屬和鹼土金屬的粘土礦物高嶺石、變埃洛石等,通常將達到此階段的風化作用稱為粘土型風化作用;④鋁鐵土階段,這是風化的最後階段,在此階段鋁硅酸鹽礦物被徹底地分解,鹼金屬和鹼土金屬全部游離出來,加上有機酸被地表水淋走或沖淡,使介質又呈中性或鹼性,致使SiO2大量流失,此外全部可移動的元素都被帶走了,主要就剩下鐵和鋁的氧化物及部分二氧化硅,在原地形成水鋁石、水鋁礦、褐鐵礦、針鐵礦、赤鐵礦及蛋白石的堆積,由於它是一種紅色疏鬆的鐵質或鋁質土壤,所以也稱為紅土,達到此階段的風化作用通常稱為紅土型風化作用。
表2-1 玄武岩的風化過程
(據曾允孚和夏文傑,1986)
上述四個階段依次表示風化程度加深,是一個一般的完整過程,並不是所有結晶岩的風化都要經歷這四個階段。能否達到風化最深的鋁鐵土階段,取決於當時的氣候、地形、地殼運動強度、母岩性質和風化時間長短等因素。其中特別是氣候因素,如在乾旱沙漠地區,母岩風化可長期停留在碎屑階段;植被發育的溫暖潮濕地區則可達到並長期停留在酸性硅鋁階段,而在潮濕炎熱地區則可達到鋁鐵土階段。
『叄』 土的風化作用有哪三種類型,各有什麼特徵
土的風化作用有物理風化、生物風化、化學風化三種類型。
三種類型風化特徵:
1、物理風化
物理風化是指岩石在溫度變化、凍融、有機體、水、風和重力等物理機械作用下崩解、破碎成大小不一碎屑和顆粒的過程。
物理風化是最簡單的風化作用,在沙漠地區尤其明顯。
在有化學作用和生物作用參與的情況下,風化作用進行得更快,風化的過程和產物也更豐富多彩。
2、生物風化
生物對母岩的破壞方式既有機械作用(如根劈作用),也有生物化學作用(如植物、細菌分泌的有機酸對岩石的腐蝕作用),既有直接的作用也有間接的作用。
生物的化學風化作用是通過生物的新陳代謝和生物死亡後的遺體腐爛分解來進行的。植物和細菌在新陳代謝中常常析出有機酸、硝酸、碳酸、亞硝酸和氫氧化銨等溶液而腐蝕岩石。
生物特別是微生物的化學風化作用是很強烈的。據統計,每克土壤中可含幾百萬個微生物,它們都在不停地製造各種酸類,從而強烈破壞岩石。據估計,微生物對岩石所產生的總分解力遠遠超過全部動植物所具有的分解力,同時在微生物參與下可加速分解作用。
3、化學風化
化學風化是地殼表面岩石在水及水溶液的作用下發生化學分解的作用。主要有溶解、水化、水解、氧化和碳酸化等幾種。包含岩石成分的改變,常常引致其形態的崩潰。這種風化會在一段期間反復發生。
在空間上具有高度的非連續性,這種非連續性廣泛存在於從宏觀、細觀到微觀的所有尺度。化學風化可增大水岩界面,提升礦物溶解反應的規模及速率。
影響因素
一、氣候條件
氣候寒冷或乾燥地區,生物稀少,寒冷地區降水以固態形式為主,乾旱區降水很少。以物理風化作用為主,化學和生物風化為次。岩石破碎,但很少有化學風化形成的粘土礦物,以生物風化為主形成的土壤也很薄。
氣候潮濕炎熱地區,降水量大,生物繁茂,生物的新陳代謝和屍體分解過程產生的大量有機酸,具有較強的腐蝕能力,故化學風化和生物風化都十分強烈,形成大量粘土,在有利的條件下可形成殘積礦床。可形成較厚的土壤層。
二、地形條件
地形影響氣候,間接影響風化作用;另一方面,陡坡上,地下水位低,生物較少,以物理風化為主。 地勢平坦,受生物影響較大,化學風化作用為主。
『肆』 岩石風化是化學變化嗎為什麼··· 解釋下···
岩石在太陽輻射、大氣、水和生物作用下出現破碎、疏鬆及礦物成分次生變化的現象。導致上述現象的作用稱風化作用。\
大約在200年前,人們可能認為高山、湖泊和沙漠都是地球上永恆不變的特徵。可現在我們已經知道高山最終將被風化和剝蝕為平地,湖泊終將被沉積物和植被填滿,沙漠會隨著氣候的變化而行蹤不定。地球上的物質永無止境地運動著。暴露在地殼表面的大部分岩石都處在與其形成時不同的物理化學條件下,而且地表富含氧氣、二氧化碳和水,因而岩石極易發生變化和破壞。表現為整塊的岩石變為碎塊,或其成分發生變化,最終使堅硬的岩石變成鬆散的碎屑和土壤。礦物和岩石在地表條件下發生的機械碎裂和化學分解過程稱為風化。由於風、水流及冰川等動力將風化作用的產物搬離原地的作用過程叫做剝蝕
地表岩石在原地發生機械破碎而不改變其化學成分也不新礦物的作用稱物理風化作用。如礦物岩石的熱脹冷縮、冰劈作用、層裂和鹽分結晶等作用均可使岩石由大塊變成小塊以至完全碎裂。化學風化作用是指地表岩石受到水、氧氣和二氧化碳的作用而發生化學成分和礦物成分變化,並產生新礦物的作用。主要通過溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式進行。
雖然所有的岩石都會風化,但並不是都按同一條路徑或同一個速率發生變化。經過長年累月對不同條件下風化岩石的觀察,我們知道岩石特徵、氣候和地形條件是控制岩石風化的主要因素。不同的岩石具有不同的礦物組成和結構構造,不同礦物的溶解性差異很大。節理、層理和孔隙的分布狀況和礦物的粒度,又決定了岩石的易碎性和表面積。風化速率的差異,可以從不同岩石類型的石碑上表現出來。如花崗岩石碑,其成分主要是硅酸鹽礦物。這種石碑就能很好地抵禦化學風化。而大理岩石碑則明顯地容易遭受風化。
氣候因素主要是通過氣溫、降雨量以及生物的繁殖狀況而表現的。在溫暖和潮濕的環境下,氣溫高,降雨量大,植物茂密,微生物活躍,化學風化作用速度快而充分,岩石的分解向縱深發展可形成巨厚的風化層。在極地和沙漠地區,由於氣候乾冷,化學風化的作用不大,岩石易破碎為稜角狀的碎屑。最典型的例子,是將矗立於乾燥的埃及已35個世紀並保存完好的克列奧帕特拉花崗岩尖柱塔,搬移到空氣污染嚴重的紐約城中心公園之後,僅過了75年就已面目全非。
地勢的高度影響到氣候:中低緯度的高山區山麓與山頂的溫度、氣候差別很大,其生物界面貌顯著不同。因而風化作用也存在顯著的差別。地勢的起伏程度對於風化作用也具普遍意義:地勢起伏大的山區,風化產物易被外力剝蝕而使基岩裸露,加速風化。山坡的方向涉及到氣候和日照強度,如山體的向陽坡日照強,雨水多,而山體的背陽坡可能常年冰雪不化,顯然岩石的風化特點差別較大。
剝蝕與風化作用在大自然中相輔相成,只有當岩石被風化後,才易被剝蝕。而當岩石被剝蝕後,才能露出新鮮的岩石,使之繼續風化。風化產物的搬運是剝蝕作用的主要體現。當岩屑隨著搬運介質,如風或水等流動時,會對地表、河床及湖岸帶產生侵蝕。這樣也就產生更多的碎屑,為沉積作用提供了物質條件。
『伍』 地質是強風化硬還是微風化硬呀
地質是強風化硬。
未風化:岩質新鮮偶見風化痕跡。
微風化:結構基本未變,僅節理面有渲染或略有變色,有少量風化裂隙。
中風化:結構部分破壞,沿節理面有次生礦物,有風化裂隙發育,岩體被切割成岩塊。用鎬難挖,干鑽不易鑽進。
強風化:結構大部分破壞,礦物成分顯著變化,風化裂隙發育,岩體破碎,用鎬可挖,干鑽不易鑽進。
風化過程
風化過程十分復雜,通常是幾種作用同時發生,造成岩石的崩解或分解。為方便起見,可把風化作用分為物理(或機械)風化、化學風化和生物風化。
1、物理(或機械)風化
熱脹冷縮是岩石,尤其是熱帶荒漠地區岩石崩解的一個原因。許多不同類型的風化作用,包括粒狀崩解、球形風化、剝離風化及層裂構造,都可用熱脹冷縮的原理來解釋。但是,目前大部分野外證據卻顯示出相反的結論。
粒狀崩解、球形風化、剝離風化和層裂構造都已在遠遠超過太陽熱力影響的地下深處發現。
實驗表明,僅僅依靠受熱和冷卻,風化的效果很小,進程緩慢,而當有水分存在時,則幾乎立即產生影響。雖然一度認為層裂構造是日照作用的產物,但多年來業已承認它們是卸載,即壓力釋放的結果。不過,大量證據表明,卸載假說也並不處處適用。
地殼內的斷層作用和側向擠壓,似乎可以作為層裂的另一種解釋。在副極地地區,頻繁波動於冰點上下的氣溫對地表岩石的影響很大。在這些地區對岩層的詳細觀察,證實了凍融機制的有效性。
2、化學風化
某些鹽類,諸如氯化鈉(NaCl)和石膏(Ca[SO4].2H2O)的結晶作用,也被引證來作為岩石,尤其是乾旱地區岩石崩解的原因之一。樹根的生長無疑能把大量岩塊推開,並擴大原有的節理。甚至地衣的菌絲也能穿透礦物晶體的界面和解理,完成一定的機械崩解。
許多礦物在相當程度上溶解於水。某些礦物,例如食鹽(NaCl)和石膏(Ca[SO4].2H2O)等,能與水發生強烈反應,並溶解於水或形成可溶產物。甚至石英(SiO2),在某種程度上也溶解於水。許多礦物在鹽水中比在淡水中更易溶解。
在許多情況下,溶解作用可能是化學風化的第一階段。由於溶解的礦物質(以及固體微粒)在風化剖面中的位移,形成了富含氧化鐵、灰質、硅質或石膏的不同的層或盤。在世界各地都有大片磚紅土、鈣殼和硅殼的堆積。水及其所含的根和氣體與各種礦物結合形成新的礦物。這些過程稱為水化和水解。
例如,鐵很容易與水和氧結合,形成各種氧化鐵的水化物,許多風化剖面呈黃色或紅色的原因即在於此。所有常見的造岩礦物,除石英以外,由於化學風化(主要是水化和水解)都會轉變為黏土礦物。氧化作用發生於土壤的包氣帶,氧化物是表土中的常見成分。
碳化作用是像長石這類礦物發生風化的中間步驟。碳酸雖是弱酸,但它是自然界的一種有效的溶劑。硅化和脫硅能使一種黏土轉變為另一種黏土。因此,熱帶地區雲母經脫硅化可產生高嶺土和氧化鐵,如果條件有利,還可能進而形成鋁土礦(三水鋁石)。[2]
3、生物風化
穴居動物為其他營力尤其是水分開辟了通道。如同物理風化的情況一樣,化學風化往往也得到生物作用的助力。腐殖酸通常能促進風化。腐殖質往往有助於保持土壤中的水分,從而以各種方式加速風化作用。
『陸』 哪個地區的岩石化學風化相對比較強
地表和近地表的岩石在日光、空氣、水和生物等外力作用下所發生的物理或
化學
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變化。被風化了的岩石圈疏鬆表層稱為風化殼。風化作用使岩石(層)發生崩解和分解,所能達到的深度為風化殼的厚度,可以從幾十厘米至幾百米。在寒冷地 區風化殼 的厚度較小,在濕熱的 熱帶地區可 以達到100~200米,在斷裂帶發育區風化殼可以達到更大深度。風化作用通常分為物理風化作用和化學風化作用兩類。
物理風化作用 又稱崩解作用,指岩石在外力作用下所發生的物理疏鬆、結構崩解的機械破壞過程,一般不引起化學成分的變化。引起物理風化的原因,有壓力釋放、溫度變化、冰凍、新晶體生長和生物活動等方面。
開裂作用是由地殼內壓力釋放引起岩石的崩解現象。脹縮作用是溫度變化使岩石發生表裡脹縮差異而發生的崩解破碎現象,亦稱溫差風化。擠壓作用是岩石裂隙水凍結或析出新晶體擠壓岩石形成的崩解現象。生物物理風化作用是指生物活動引起的物理風化。
化學風化作用 又稱分解作用。在水、水溶液、空氣和生物等影響下岩石發生化學成分變化的過程。在化學風化中各種岩石經歷的破壞過程可分為 3 個階段:①早期階段:岩石中易溶鹽類首先溶解流失;同時礦物中的K+、Na+、Ca2+ 、Mg2+等離子與溶液中的 Cl-、OH-、CO32-、SO42- 等離子結合,形成易溶於水的化合物,大部分隨水遷移,而較難溶的碳酸鹽大部分保留。本階段可稱為富鈣階段。②中期階段:岩石中碳酸鹽類大量遷移,部分SiO2析離,形成硅酸的真溶液或膠體溶液流失,或凝聚成蛋白石堆積。這時,岩石中的鋁硅酸鹽礦物經化學風化後,形成各種粘土礦物殘留原地,可富集成粘土礦。本階段可稱為富硅階段。③晚期階段:在濕熱氣候條件下,高嶺石繼續風化,SiO2不斷析出,一部分隨水流失,一部分形成蛋白石堆積於原地。高嶺石徹底分解,最後形成難溶於水的氫氧化鋁,其中大部分凝聚沉澱形成各種含水的氧化鋁礦物,可富集成鋁土礦。本階段可稱為富鋁階段。化學風化的主要方式有水化、水解、溶解、碳酸化、氧化和生物化學風化等作用。
水化作用是指水分與一些不含水的礦物相化合,形成新礦物的過程。水解作用是指礦物與水發生反應而分解的過程,它是水與礦物發生化學反應的另一種途徑。溶解作用是指水對礦物的直接溶解。絕大部分礦物都能溶解於水中,但有難易之分。碳酸化作用是指含有 CO2 的水溶液對礦物的離解過程。氧化作用是指大氣和水中的游離氧與礦物的化合過程。在高溫濕潤的條件下,氧化作用尤其強烈。生物化學風化作用是指生物作用引起的化學風化。生物在新陳代謝過程中,一方面從土壤和岩石中吸取某些元素為營養,同時分泌有機酸腐蝕岩石
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『柒』 物理風化與化學風化的差別 要求完整答案,並按點整理好的!
岩石在太陽輻射、大氣、水和生物作用下出現破碎、疏鬆及礦物成分次生變化的現象。導致上述現象的作用稱風化作用。 外能是地球外部來源的能量,主要有太陽輻射能、日月引力能、重力能。外動力地質作用的范圍只限於地表表層幾米至幾公里深度以內。包括風化作用、水流、冰川等外表的地質作用。 礦物、岩石形成時有一定的物理、化學條件,通常是地下高溫高壓條件。當它們露出地表後,改變了物理、化學條件時,岩石、礦物穩定性將要受到破壞。岩石可以破碎,也可以化學分解,或形成新的礦物。 風化作用:由於溫度的變化、大氣(氧氣)、水溶液以及生物的作用,使地表岩石或礦物在原地發生物理、化學變化的過程叫風化作用。它發生以後,原來高溫高壓下形成的礦物被破壞,形成一些在常溫常壓下較穩定的新礦物,構成陸殼表層風化層,風化層之下的完整的岩石稱為基岩,露出地表的基岩稱為露頭。 第一節 風化作用的類型 一、機械風化作用 岩石和礦物發生機械破碎而不改變其化學成分的風化作用,稱為機械風化作用,它是由於溫度變化及岩石空隙中水和鹽分的物態變化引起的,作用方式主要有: 1. 岩石的熱脹冷縮 溫度晝夜變化、季節變化。日變化影響最大,內陸乾旱沙漠地區,晝夜溫差變化、物理風化最強烈。如西北沙漠地區,白天47℃,晚上-3 ℃,相差50 ℃. (1)不同礦物脹縮系數不一,相互脫落。 (2)表裡不一。白天,表面受曬膨脹,晚上,表面冷縮,內部受熱開始脹。 2. 岩石空隙中水和鹽分的物態的變化 結冰體積膨脹,對周圍岩石產生擠壓力,擴大孔隙,冰劈作用。鹽結晶時體積膨脹。 機械風化作用可以形成倒石錐地貌。 二、化學風化作用 氧、水溶液不僅使地表附近的岩石發生破碎,而且使它們的化學成分發生改變,這就是化學風化作用。通過化學反應,使那些在地表條件下不穩定的礦物變成另一種新的礦物(它適應地表環境)。 進行方式: 1. 氧化作用 空氣中1/5氧 黃鐵礦FeS2(++)氧化成褐鐵礦Fe2O3.H2O(3+),由銅黃色變為褐紅色,顏色變深,結構變疏鬆。在地表稱鐵帽,地下連著礦床。 2. 溶解作用 任何礦物都溶於水,只是溶解度有大有小。 CaCO3+CO2+H2O-->Ca(HCO3)2 方解石 (重碳酸鈣) 3. 水解作用 水和礦物相結合的一種化學反應。正長石+H2O-->高嶺石+。. 4. 水合作用 有些礦物吸引一定數量的水。石膏+H2O-->硬石膏 經過徹底的化學風化作用,一切活潑的元素均從礦物中風化出來並隨水流失,只有性質穩定的元素舅Fe,Mn,Al,Ni等才殘留原地,如果這些元素富集到具有工業價值時,就成為殘余礦床。 三、生物風化作用 生物的生命活動過程和屍體腐爛分解過程對岩石的破壞作用有機械和化學兩種方式: 1. 生物的機械風化作用 植物根對岩石的破壞,蚯蚓等鑽洞,人類活動如挖洞、采礦等對岩石進行破碎。 2. 生物的化學風化作用 生物死亡後,腐爛分解形成一種腐植質(膠狀的物質),是一種有機酸,對岩石起腐蝕作用. 地殼表層岩石經機械破碎,化學風化後形成的鬆散物,再經過生物的化學風化作用,增加了有機物質---腐殖質,這種具有腐殖質、礦物質、水和空氣的鬆散物質叫做土壤。 第二節 影響風化作用的因素 風化作用的速度主要取決於自然地理條件和組成岩石的礦物性質。 一、氣候條件 氣候寒冷或乾燥地區,生物稀少,寒冷地區降水以固態形式為主,乾旱區降水很少。以物理風化作用為主,化學和生物風化為次。岩石破碎,但很少有化學風化形成的粘土礦物,以生物風化為主形成的土壤也很薄。 氣候潮濕炎熱地區,降水量大,生物繁茂,生物的新陳代謝和屍體分解過程產生的大量有機酸,具有較強的腐蝕能力,故化學風化和生物風化都十分強烈,形成大量粘土,在有利的條件下可形成殘積礦床。可形成較厚的土壤層。 二、地形條件 地形影響氣候,間接影響風化作用;另一方面,陡坡上,地下水位低,生物較少,以物理風化為主. 地勢平坦,受生物影響較大,化學風化作用為主。 三、岩石性質 1. 成分 (1)岩漿岩比變質岩和沉積岩易於風化。岩漿形成於高溫高壓,礦物質種類多(內部礦物抗風化能力差異大). (2) 岩漿岩中基性岩比酸性岩易於風化,基性岩中暗色礦物較多,顏色深,易於吸熱、散熱. (3) 沉積岩易溶岩石(如石膏、碳酸鹽類等岩石)比其它沉積岩易於風化. 差異風化:在相同的條件下,不同礦物組成的岩塊由於風化速度不等,岩石表面凹凸不平; 或由不同岩性組成的岩層,抗風化能力弱的岩層形成相互平行的溝槽,砂岩、頁岩互層,頁岩呈溝槽。通過差異風化,我們可以確定岩層產狀。 2. 岩石的結構構造 (1) 岩石結構較疏鬆的易於風化; (2) 不等粒易於風化,粒度粗者較細者易於風化; (3) 構造破碎帶易於風化,往往形成窪地或溝谷。 球形風化: 在節理發育的厚層砂岩或塊狀岩漿岩中,岩石常被風化成球形或橢圓形,這種現象叫做球形風化,它是物理風化為和化學風化聯合作用的結果。 球形風化的主要條件有:(1)岩石具厚層或塊狀構造;(2) 發育幾組交叉裂隙;(3)岩石難於溶解;(4)岩石主要為等粒結構。 被三組以上裂隙切割出來的岩塊,外部稜角明顯,在風化作用過程中,稜角首先被風化,最後成球狀。 第三節 風化殼及其研究意義 1. 岩石經風化後部分易熔物質被水帶走流失,餘下的碎屑岩和化學風化中形成的一些新礦物便殘留原地,這些殘留在原地的風化產物稱殘積物. 殘積物的礦物組成、化學成分、顏色與下伏地層(原岩)有一定的關系,它們常具有稜角,無分選性,無層理,向下逐漸過渡到基岩,在存在生物活動物的地區,殘積物頂部發育成土壤. 風化殼: 殘積物和土壤在大陸地殼表層構成一層不連續的薄殼,稱之為風化殼. 2. 風化殼可由一層殘積物組成,也可由幾層風化分解程度不同的殘積物組成,而且層與層之間常逐漸過渡而無明顯分界線。由於風化作用以地表最強烈,並向深處減弱, 故具垂直分帶。一個完整的風化殼在剖面上,從下往上可分為以下幾層: 層1: 未經風化的基岩. 層2: 半風化層,岩石機械破碎成碎塊. 層3: 殘積層,物理和化學風化,由下而上,風化程度由淺至深,碎屑顆粒由大變小. 層4: 土壤層,經受長期物理風化、化學風化和生物風化作用,形成土壤。在沒有生物風化作用的地區土壤層缺失. 3. 風化殼的厚度和成分因地而異,一般潮濕炎熱氣候區,風化殼厚度大,並有可能形成Fe,Mn,Al,Ni等殘積礦床(風化殼型礦床),乾旱地區風化殼薄,常僅數十厘米且結構簡單。 古風化殼:風化殼若為後來沉積物所覆蓋,則稱為古風化殼。 4. 風化殼的研究意義 (1) 地殼運動與古地理:長期穩定或隆起,風化殼得以充分發育,古風化殼代表古代沉積間斷,發育構造運動. (2) 古地理:陸地,不同氣候條件,風殼物征不一. (3) 礦產: 殘余型礦床,殘積砂礦床(金、金剛石). (4) 工程建設:對近代埋藏的風化殼應慎重對待。某水庫工程對風化殼厚度估計不夠,蓄水後壩下滲漏嚴重。 再談風化作用 岩石在太陽輻射、大氣、水和生物作用下出現破碎、疏鬆及礦物成分次生變化的現象。導致上述現象的作用稱風化作用。 大約在200年前,人們可能認為高山、湖泊和沙漠都是地球上永恆不變的特徵。可現在我們已經知道高山最終將被風化和剝蝕為平地,湖泊終將被沉積物和植被填滿,沙漠會隨著氣候的變化而行蹤不定。地球上的物質永無止境地運動著。暴露在地殼表面的大部分岩石都處在與其形成時不同的物理化學條件下,而且地表富含氧氣、二氧化碳和水,因而岩石極易發生變化和破壞。表現為整塊的岩石變為碎塊,或其成分發生變化,最終使堅硬的岩石變成鬆散的碎屑和土壤。礦物和岩石在地表條件下發生的機械碎裂和化學分解過程稱為風化。由於風、水流及冰川等動力將風化作用的產物搬離原地的作用過程叫做剝蝕 地表岩石在原地發生機械破碎而不改變其化學成分也不新礦物的作用稱物理風化作用。如礦物岩石的熱脹冷縮、冰劈作用、層裂和鹽分結晶等作用均可使岩石由大塊變成小塊以至完全碎裂。化學風化作用是指地表岩石受到水、氧氣和二氧化碳的作用而發生化學成分和礦物成分變化,並產生新礦物的作用。主要通過溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式進行。 雖然所有的岩石都會風化,但並不是都按同一條路徑或同一個速率發生變化。經過長年累月對不同條件下風化岩石的觀察,我們知道岩石特徵、氣候和地形條件是控制岩石風化的主要因素。不同的岩石具有不同的礦物組成和結構構造,不同礦物的溶解性差異很大。節理、層理和孔隙的分布狀況和礦物的粒度,又決定了岩石的易碎性和表面積。風化速率的差異,可以從不同岩石類型的石碑上表現出來。如花崗岩石碑,其成分主要是硅酸鹽礦物。這種石碑就能很好地抵禦化學風化。而大理岩石碑則明顯地容易遭受風化。 氣候因素主要是通過氣溫、降雨量以及生物的繁殖狀況而表現的。在溫暖和潮濕的環境下,氣溫高,降雨量大,植物茂密,微生物活躍,化學風化作用速度快而充分,岩石的分解向縱深發展可形成巨厚的風化層。在極地和沙漠地區,由於氣候乾冷,化學風化的作用不大,岩石易破碎為稜角狀的碎屑。最典型的例子,是將矗立於乾燥的埃及已35個世紀並保存完好的克列奧帕特拉花崗岩尖柱塔,搬移到空氣污染嚴重的紐約城中心公園之後,僅過了75年就已面目全非。 地勢的高度影響到氣候:中低緯度的高山區山麓與山頂的溫度、氣候差別很大,其生物界面貌顯著不同。因而風化作用也存在顯著的差別。地勢的起伏程度對於風化作用也具普遍意義:地勢起伏大的山區,風化產物易被外力剝蝕而使基岩裸露,加速風化。山坡的方向涉及到氣候和日照強度,如山體的向陽坡日照強,雨水多,而山體的背陽坡可能常年冰雪不化,顯然岩石的風化特點差別較大。 剝蝕與風化作用在大自然中相輔相成,只有當岩石被風化後,才易被剝蝕。而當岩石被剝蝕後,才能露出新鮮的岩石,使之繼續風化。風化產物的搬運是剝蝕作用的主要體現。當岩屑隨著搬運介質,如風或水等流動時,會對地表、河床及湖岸帶產生侵蝕。這樣也就產生更多的碎屑,為沉積作用提供了物質條件。 ......
『捌』 風化區是什麼
岩石風化rock weathering岩石在太陽輻射、大氣、水和生物作用下出現破碎、疏鬆及礦物成分次生變化的現象。導致上述現象的作用稱風化作用。\大約在200年前,人們可能認為高山、湖泊和沙漠都是地球上永恆不變的特徵。可現在我們已經知道高山最終將被風化和剝蝕為平地,湖泊終將被沉積物和植被填滿,沙漠會隨著氣候的變化而行蹤不定。地球上的物質永無止境地運動著。暴露在地殼表面的大部分岩石都處在與其形成時不同的物理化學條件下,而且地表富含氧氣、二氧化碳和水,因而岩石極易發生變化和破壞。表現為整塊的岩石變為碎塊,或其成分發生變化,最終使堅硬的岩石變成鬆散的碎屑和土壤。礦物和岩石在地表條件下發生的機械碎裂和化學分解過程稱為風化。由於風、水流及冰川等動力將風化作用的產物搬離原地的作用過程叫做剝蝕 地表岩石在原地發生機械破碎而不改變其化學成分也不新礦物的作用稱物理風化作用。如礦物岩石的熱脹冷縮、冰劈作用、層裂和鹽分結晶等作用均可使岩石由大塊變成小塊以至完全碎裂。化學風化作用是指地表岩石受到水、氧氣和二氧化碳的作用而發生化學成分和礦物成分變化,並產生新礦物的作用。主要通過溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式進行。 雖然所有的岩石都會風化,但並不是都按同一條路徑或同一個速率發生變化。經過長年累月對不同條件下風化岩石的觀察,我們知道岩石特徵、氣候和地形條件是控制岩石風化的主要因素。不同的岩石具有不同的礦物組成和結構構造,不同礦物的溶解性差異很大。節理、層理和孔隙的分布狀況和礦物的粒度,又決定了岩石的易碎性和表面積。風化速率的差異,可以從不同岩石類型的石碑上表現出來。如花崗岩石碑,其成分主要是硅酸鹽礦物。這種石碑就能很好地抵禦化學風化。而大理岩石碑則明顯地容易遭受風化。 氣候因素主要是通過氣溫、降雨量以及生物的繁殖狀況而表現的。在溫暖和潮濕的環境下,氣溫高,降雨量大,植物茂密,微生物活躍,化學風化作用速度快而充分,岩石的分解向縱深發展可形成巨厚的風化層。在極地和沙漠地區,由於氣候乾冷,化學風化的作用不大,岩石易破碎為稜角狀的碎屑。最典型的例子,是將矗立於乾燥的埃及已35個世紀並保存完好的克列奧帕特拉花崗岩尖柱塔,搬移到空氣污染嚴重的紐約城中心公園之後,僅過了75年就已面目全非。 地勢的高度影響到氣候:中低緯度的高山區山麓與山頂的溫度、氣候差別很大,其生物界面貌顯著不同。因而風化作用也存在顯著的差別。地勢的起伏程度對於風化作用也具普遍意義:地勢起伏大的山區,風化產物易被外力剝蝕而使基岩裸露,加速風化。山坡的方向涉及到氣候和日照強度,如山體的向陽坡日照強,雨水多,而山體的背陽坡可能常年冰雪不化,顯然岩石的風化特點差別較大。 剝蝕與風化作用在大自然中相輔相成,只有當岩石被風化後,才易被剝蝕。而當岩石被剝蝕後,才能露出新鮮的岩石,使之繼續風化。風化產物的搬運是剝蝕作用的主要體現。當岩屑隨著搬運介質,如風或水等流動時,會對地表、河床及湖岸帶產生侵蝕。這樣也就產生更多的碎屑,為沉積作用提供了物質條件。
『玖』 簡述風化作用的類型及其對岩石的影響
風化作用的速度主要取決於自然地理條件和組成岩石的礦物性質。
一、氣候條件
氣候寒冷或乾燥地區,生物稀少,寒冷地區降水以固態形式為主,乾旱區降水很少。以物理風化作用為主,化學和生物風化為次。岩石破碎,但很少有化學風化形成的粘土礦物,以生物風化為主形成的土壤也很薄。
氣候潮濕炎熱地區,降水量大,生物繁茂,生物的新陳代謝和屍體分解過程產生的大量有機酸,具有較強的腐蝕能力,故化學風化和生物風化都十分強烈,形成大量粘土,在有利的條件下可形成殘積礦床。可形成較厚的土壤層。
二、地形條件
地形影響氣候,間接影響風化作用;另一方面,陡坡上,地下水位低,生物較少,以物理風化為主. 地勢平坦,受生物影響較大,化學風化作用為主。
三、岩石性質
1. 成分
(1)岩漿岩比變質岩和沉積岩易於風化。岩漿形成於高溫高壓,礦物質種類多(內部礦物抗風化能力差異大).
(2) 岩漿岩中基性岩比酸性岩易於風化,基性岩中暗色礦物較多,顏色深,易於吸熱、散熱.
(3) 沉積岩易溶岩石(如石膏、碳酸鹽類等岩石)比其它沉積岩易於風化.
差異風化:在相同的條件下,不同礦物組成的岩塊由於風化速度不等,岩石表面凹凸不平; 或由不同岩性組成的岩層,抗風化能力弱的岩層形成相互平行的溝槽,砂岩、頁岩互層,頁岩呈溝槽。通過差異風化,我們可以確定岩層產狀。
2. 岩石的結構構造
(1) 岩石結構較疏鬆的易於風化; (2) 不等粒易於風化,粒度粗者較細者易於風化; (3) 構造破碎帶易於風化,往往形成窪地或溝谷。
球形風化: 在節理發育的厚層砂岩或塊狀岩漿岩中,岩石常被風化成球形或橢圓形,這種現象叫做球形風化,它是物理風化為和化學風化聯合作用的結果。
球形風化的主要條件有:(1)岩石具厚層或塊狀構造;(2) 發育幾組交叉裂隙;(3)岩石難於溶解;(4)岩石主要為等粒結構。 被三組以上裂隙切割出來的岩塊,外部稜角明顯,在風化作用過程中,稜角首先被風化,最後成球狀。
影響岩石硬度的因素也可分為自然因素和工藝因素兩大類:
(1)岩石中石英及其他堅硬礦物或碎屑含量愈多,膠結物的硬度越大,岩石的顆粒越細,結構越緻密,則岩石的硬度越大。而孔隙度高,密度低,裂隙發育的岩石硬度將會降低。
(2)岩石的硬度具有明顯的各向異性。但層理對岩石硬度的影響正好與對岩石強度的影響相反。垂直於層理方向的硬度值最小,平行於層理的硬度最大,兩者之間可相差1.05~1.8倍。岩石硬度的各向異性可以很好地解釋鑽孔彎曲的原因和規律,並可利用這一現象來實施定向鑽進。
(3)在各向均勻壓縮的條件下,岩石的硬度增加。在常壓下硬度越低的岩石,隨著圍壓增大,其硬度值增長越快。
(4)一般而言,隨著載入速度增加,將導致岩石的塑性系數降低,硬度增加。但當沖擊速度小於10m/s時,硬度變化不大。載入速度對低強度、高塑性及多孔隙岩石硬度的影響更顯著。
在測量岩石硬度的過程中,應注意區分造岩礦物顆粒的硬度和岩石的組合硬度。前者主要影響鑽掘工具的壽命,而後者則對鑽進中的機械鑽速起重大影響。
三、影響風化作用的因素
影響風化作用的因素主要有氣候、植被、地形和岩石特徵等方面。
(一)氣候和植被
氣候因素包括溫度、降雨量和濕度,它們是控制風化作用的重要因素。
溫度一方面通過控制化學反應速度來控制化學風化作用的進行,另一方面又直接影響物理風化作用,如溫差風化、冰劈作用。降雨量和濕度則是通過介質的溫度變化、水溶液成分的變化、植被的生長來影響物理、化學和生物的風化作用。
在地表的不同氣候帶,氣候條件相差很大。在兩極及高寒地區,氣溫低,植被稀少,地表水以固態的形式存在為主,所以在該地區以物理風化作用為主,尤以冰劈作用盛行為特徵,而化學風化作用和生物風化作用很弱。在乾旱的沙漠地帶,植被稀少,氣溫日、月變化大,降雨量少,空氣乾燥,所以化學風化作用和生物風化作用非常之弱,而以物理風化作用為主,如溫差風化、鹽類的結晶和潮解作用是這些地區風化作用的主要形式。在低緯度的炎熱潮濕氣候區,雨量充沛,植被茂盛,溫度高,空氣潮濕,所以化學反應的速度較快,故化學風化作用和生物風化作用顯著,風化作用的深度往往達數米。如果這些地區氣候在較長時間內保持穩定,岩石的分解作用便能向縱深方向發展,形成巨厚的風化產物。這種氣候條件也是形成風化礦產——鋁土礦最有利的條件。
植被對風化作用的影響表現在兩個方面:一方面直接影響生物的風化作用,埴被茂盛生物風化作用強烈,而植被稀少的地方生物風化作用就弱;另一方面又間接地影響物理風化作用和化學風化作用過程。岩石表面長滿植物,減少了岩石與空氣的直接接觸,降低了岩石表面的溫差變化,消弱了物理風化作用。但植被的茂盛卻帶來了更多的有機酸和腐殖質,使周圍環境中水溶液更具有腐蝕能力,從而又加速了化學風化作用的進程。實際上植被對風化作用的影響與氣候條件是分不開的,氣候潮濕炎熱,植被茂盛;而乾旱、寒冷,植被稀少。
氣候和植被對土壤的影響最為顯著,不同的氣候帶都有其典型的土壤類型,當氣候條件發生改變時,土壤類型也隨之發生改變,因此有人把土壤稱為「氣候的函數」。如在寒冷潮濕的苔原氣候帶常形成冰沼土,在熱帶和溫帶的荒漠地區形成荒漠土,在溫帶落葉闊葉森地區形成棕壤和褐土。
(二)地形
地形條件包括三個方面:一是地勢的高度,二是地勢起伏,三是山坡的方向。
地勢的高度影響氣候的局部變化,中低緯度的高山區具有明顯的氣候垂直分帶,山腳氣候炎熱,而山頂氣候寒冷,植被特徵也不一樣,因而影響風化作用的類型和速度。在我國雲南的大部分地區這種現象很明顯。
地勢的陡緩影響到地下水位、植被發育及風化產物的保存,因而也影響風化作用的進行。地勢較陡的地區,地下水位低、植被較少,風化產物不易保存,使基岩不斷裸露,從而加速了風化作用的進行。
陽坡、陰坡的風化作用類型和強度也不一樣。陽坡日照時間長,濕度較高,植被較多,所以風化作用較強烈。如喜馬拉雅山南坡面臨印度洋,氣候炎熱、潮濕,化學和生物風化作用很強烈,而北坡干、冷,主要發育物理風化作用。
(三)岩石特徵
岩石特徵對風化作用的影響包括岩石的成分、結構、構造和裂隙。
岩石成分 不同的礦物具有不同的抗風化能力,那麼由不同礦物組成的岩石其抗風化能力也就不同。如由橄欖石、輝石、長石等組成的岩漿岩容易風化,而由石英砂顆組成的沉積岩抗風化能力就很強。因此,抗風化能力較弱的礦物組成的岩石被風化後而形成凹坑,而抗風化能力強的組分相對凸出,在岩石表面就出現凹凸不平的現象,這稱差異風化作用。
岩石的結構、構造 組成岩石的礦物粒徑、分布特徵、膠結程度及層理對風化作用的速度和強度都有明顯的影響。在其它條件相同的情況下,由細粒、等粒礦物組成及膠結好的岩石抗風化能力較強,風化速度較慢。
裂隙 岩石的裂隙發育使岩石與水溶液、空氣的接觸面積增大,增強水溶液的流通性,從而促進風化作用的進行。如果一些岩石的礦物分布均勻,如砂岩、花崗岩、玄武岩等,並發育有三組近於互相垂直的裂隙,把岩石切成許多大小不等的立方形岩塊,在岩塊的棱和角處自由表面積大,易受溫度、水溶液、氣體等因素的作用而風化破壞掉,經一段時間風化後,岩塊的棱、角消失,在岩石的表面形成大大小小的球體或橢球體,這種現象稱球形風化作用。
研究風化作用具有很重要的意義。在風化作用過程中,一些難溶的元素或物質在原地及其附近堆積起來可富集成有用的礦產,如鐵礦、鋁土礦、鎳礦等。據目前的資料統計,與風化作用有關的鋁土礦佔世界總儲量的85%;風化作用還可形成一些找礦志如「鐵帽」等。研究古風化殼對了解一個區域的地殼發展歷史很重要,因古風化殼代表了較長時間的陸上環境,反映了地殼的一次上升運動。土壤是氣候的函數,研究古土壤(主要是第三紀及第四紀的古土壤,更老的古土壤難於辨認)有助於恢復古氣候、古地理環境。由於風化的岩石強度減弱、透水性增加,對工程建築極為不利,所以在修建大型工程時要了解風化殼的分布和厚度以及被風化岩石的強度等,以便採取相應的措施以保證工程的質量。此外,風化殼及風化作用研究對於農林業種植及國土利用也具有現實意義。
『拾』 以下地區中化學風化和生物風化比較強的是哪一項
化學了,化學反應是很快的