Ⅰ 風化作用
1. 風化作用概念
在地表,風化作用(weathering)是一種極其常見的地質作用,出露地表的礦物和岩石幾乎都會受到風化作用的影響,可以說風化作用無時不有,無處不在。所謂風化作用是指出露地表或接近地表的礦物和岩石,由於受到大氣、溫度、水及生物等因素的影響,使它們在原地發生分解和破壞的過程。風化作用的實質是已形成的岩石或堆積物,為了適應地表或近地表的環境而發生的一種變化過程。
2. 風化作用類型及殘積物
依據影響風化作用的因素不同,以及風化方式的差異,通常把風化作用分為物理風化作用(physical weathering)、化學風化作用(chemical weathering)和生物風化作用(biological weathe-ring)。但這幾種風化作用是相互關聯的,在一個地區常常同時存在,只是不同風化作用的強弱有所差異,或以某種風化作用為主。
物理風化作用 是指主要由氣溫、大氣、水等因素引起的礦物、岩石在原地發生機械破碎的過程。在此過程中,礦物、岩石的物質成分不發生變化,只是它們從大塊或整體崩解成大小不等的碎屑,在基岩的表面形成一層礦物、岩石碎屑層。物理風化作用以乾旱氣候、寒冷氣候區以及氣溫劇烈變化的地區最為顯著,主要的方式有溫差風化、冰劈作用、鹽類的結晶與潮解作用。
化學風化作用 是指礦物、岩石在原地以化學變化或化學反應的方式使其破碎和變化的過程。化學風化作用顯然不同於物理風化作用,前者不僅使礦物、岩石破碎成細小的碎屑,而且在溫度、水溶液等因素影響下,使它們的成分發生變化,並形成一些新的物質,如各種粘土礦物,是形成粘土物質最基本的一種方式。化學風化作用的方式主要有溶解作用、氧化作用、水解作用、碳酸化作用。
生物風化作用 是指由生命的活動而引起的礦物、岩石破壞過程。陸地表面生物茂盛,幾乎處處都有生命活動。只要有生命活動,就必然存在它們對礦物、岩石的破壞作用,使礦物、岩石發生變化。生物風化作用比物理和化學風化作用復雜,它既可以使岩石發生機械的破碎,也可以使岩石發生成分的變化,因此生物風化作用包括物理風化作用和化學風化作用兩個方面。如植物的根劈作用、動物挖洞等都是生物的物理風化作用。生物的化學風化作用是通過生物分泌出來的有機酸、碳酸等物質分解礦物,使礦物中一些活潑的金屬陽離子游離出來,一部分供生物吸收,另一部分隨水溶液帶走,從而使岩石破碎並發生成分的變化。
風化作用使地表或近地表的岩石破碎,並形成覆蓋在基岩面上的一層鬆散堆積物,稱為殘積物(eluvium)。由物理風化作用形成的殘積物多為礦物、岩石碎屑; 由化學風化作用形成的殘積物多為細小的粘土物質; 而由生物風化作用形成的殘積物富含有機質,成為土壤。實際上,在陸地表面除極個別地區外,這 3 種風化作用是相互交織在一起的,殘積物是它們共同作用的結果。
Ⅱ 風化作用可以分為哪幾種
1、物理風化
物理或機械風化造成岩石分解。機械風化的主要過程為海蝕,海蝕把碎屑物及其它微粒的大小減少。但機械風化與化學風化環環相扣,如機械風化造成的裂縫會増加進行化學風化的表面面積。而化學風化在裂縫造成的礦物亦會幫助岩石分解。
2、熱膨脹
熱膨脹(Thermalexpansion),或稱為洋蔥狀風化(onion-skinweathering)、剝離作用(Exfoliation)、日曬風化(insolationweathering)或熱沖擊(thermalshock),通常在類似沙漠等有很大的每日溫差的地方。
3、凍融風化
凍融風化(Freezethaw weathering),又被稱為凍裂作用(frostshattering)。這種風化作用在溫度接近冰點的山區十分常見。
4、否定結冰膨脹導致凍融風化
實驗顯示白堊、砂岩及石灰岩並不會在水的名義上的冰點,即約為0°C以下破裂。實驗又顯示即使是在被認為是水在裂縫中結冰後膨脹的風化環境,即把岩石保持在低溫或把其輪轉,並維持在一定的時間上,岩石亦不會破裂。
而當在一些多孔的岩石進行實驗,因底冰而引致快速破裂的關鍵性溫度帶為-3°C至-6°C,比較冰點低很多。
5、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。
Ⅲ 化學風化形式有
化學風化作用中表現最突出的是氧化作用和水及水溶液的作用。
氧化作用主要是游離氧造成,它使低價元素變成高價元素,低價化合物變成高價化合物。含有低價鐵的硅酸鹽、硫化物最易受氧化作用影響。如黃鐵礦氧化形成褐鐵礦,其中的硫氧化後形成H2SO4並流失。
水的作用主要有水化作用(水與礦物反應生成水合礦物,如赤鐵礦變為褐鐵礦)、水解作用(水電解生成的H+、OH-造成岩石破壞)。
當水中含有溶質,尤其是酸性物質時,水的破壞作用就明顯加強,其中最常見的是CO2溶於水形成碳酸的溶蝕作用。
Ⅳ 什麼是風化作用它有哪幾種類型影響風化作用的因素有哪些
風化作用的概念:在溫度、水以及生物等的影響下,地表或者接近地表的岩石經常發生崩解和破碎,形成許多大小不等的岩石碎塊或砂粒,這種作用叫風化作用。
風化作用的類型:根據風化作用的因素和性質可將其分為三種類型:物理風化作用、化學風化作用、生物風化作用。
影響風化作用的因素:氣候、地形和岩石種類等。
風化的類型
1、物理風化:岩石是熱的不良導體,在溫度的變化下,表層與內部受熱不均,產生表裡不一的熱脹冷縮,常常使岩石發生崩解破碎。
2、化學風化:岩石中的礦物成分在氧、二氧化碳等以及水的作用下,還常常發生化學分解作用,產生新的物質。這些物質被水溶解,隨水流失;有的不溶性物質,如粘土,則常殘留在原地。
3、生物風化:植物根系的生長和穴居動物的活動等,也對岩石有破壞作用。
Ⅳ 什麼叫風化作用,它有哪幾種類型
指在大氣條件下,岩石的物理性狀和化學成分發生變化。分類:
1、物理風化,物理或機械風化造成岩石分解。機械風化的主要過程為海蝕,海蝕把碎屑物及其它微粒的大小減少。但機械風化與化學風化環環相扣,如機械風化造成的裂縫會増加進行化學風化的表面面積。
2、熱膨脹,溫度在日間升高,在晚間則急劇下降;岩石在日間受熱膨脹,在晚間冷卻收縮。應力通常都會施加在外層。此應力令岩石外層以薄片狀態剝落。雖然此現象由溫差做成,但水氣的存在令熱膨脹的效果加強。
3、凍融風化,冰晶的增長引致岩石弱化,最後分裂。在礦物表面、冰及水之間的分子間作用力維持一層不結冰的薄層,用作運送水分及在底冰累積時造成礦物表面間壓力。
化學風化作用能為變暖地球降溫:
通過分析海相灰岩中的鋰同位素(這種同位素只能來自於風化作用,且不會被生物有機體改變)等手段對9300萬年前的化學風化作用進行記錄。
研究人員發現,在「第二次海洋缺氧事件」後,地表岩石的化學風化作用明顯增強,通過這一過程地表和海洋固化的二氧化碳也逐漸增多,從而使地球氣候逐漸變冷。
Ⅵ 物理風化和化學風化作用各有哪些類型
物理風化作用是指使岩石發生機械破碎,而沒有顯著的化學成分變化的作用。
化學風化,岩石發生化學成分的改變分解。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。
Ⅶ 風化作用可以分成幾種類型
物理風化作用。這是指岩石受物理因素作用而逐漸崩解破碎的過程。引起物理風化作用的,主要是地球表面溫度的變化。地球四季與晝夜均有顯著的溫度變化。一年四季中的變化可達40~50℃,在乾旱沙漠地區晝夜溫差可高達60~70℃。岩石是不良導體,熱的傳播速度很慢。裸露在表層的岩石,白天烈日曝曬,溫度升高,表面體積膨脹。而岩石內部受熱少,膨脹慢。夜晚降溫後,岩石表面迅速散熱變涼,而內部高熱卻很難散失。這樣寒來暑往,日久天長,會使岩石內部裂紋縱橫交錯,並發生層狀性的剝落。除溫度外,水滴石穿、冰凍、風蝕都會引起岩石的破碎。這就大大增加了母質面與空氣的接觸,為化學的風化提供了條件。
化學風化作用。化學風化作用包括水溶、水解、水化、氧化作用。就像鐵釘生銹一樣,氧化作用是無時無刻在人們不知不覺中進行的。水是大自然中分布最廣的溶劑,而岩石主要成分是無機鹽類,在水中都能溶解。化學風化使岩石進一步分解,並從根本上改變了礦物的組成成分,使其有了吸附能力,出現了毛管現象,產生了一定的蓄水能力。
生物風化作用。當母質能夠蓄水,初步提供營養時,就會有一些低等的細菌和植物在母體上誕生。而植物根系的發育穿插和小動物打洞造穴的行為,會進一步促進岩石的破裂。生物的活動,還能分泌出各種無機酸,進一步促進了化學風化的過程。
經過長期的風化,岩石變成了土壤母質。但母質並不是土壤,因為它還缺乏完整的肥力,不能讓營養在母質中累積和集中。母質將和氣候、生物、地形、時間共同作用,形成土壤生成的五大基本因素。
科學家們發現,不同的母質是形成不同土壤的基礎,這就是黃土、紅土、砂土、黏土等多種土壤形成的內因之一。
氣候對土壤形成有重要的影響,其中溫度和濕度對成土作用的影響很大。高寒地帶植物生長緩慢,有機物積累很少,母質化學作用也慢。科學家們發現,溫度每升高10℃,化學反應速率可增加2~4倍。氣候影響可使不同地帶上同種母質發育的土壤有巨大的差異。比如在溫帶,自西向東大氣溫度遞減,依次出現的是棕漠土、灰漠土、棕鈣土、栗鈣土、黑鈣土和黑土。在東部濕潤區,由北向南熱量遞增,土壤依次分布為暗棕壤、棕壤、黃棕壤、黃壤、紅壤、磚紅壤。
生物是影響土壤生成的最活躍因素。生物包括地上和地下的植物、動物和微生物。生物是土壤有機質的製造者。前蘇聯土壤學家威廉斯認為生物因素是土壤形成的主導因素。特別是高等綠色植物,能把分散在母質、水體、大氣中的營養元素選擇性地吸收起來,利用太陽能合成有機質,從而改造了母質,提高了土壤肥力。
地形雖然不能提供任何物質和能量,但地表形態、坡度、高度、坡向等差異,都會引起熱量和水分的重新分布,使相同母質產生的土壤有差異。比如我國天山托木爾峰南坡屬溫帶大陸性半乾旱荒漠和草原景觀,由山腳向上3000米的土壤依次為棕漠土、棕鈣土、栗鈣土、亞高山草原土;而北坡屬溫帶半濕潤氣候,由山腳向上3000米的土壤依次為黑鈣土、灰褐土、亞高山草甸土。一座山就有這么多種土壤類型,足見地形對土壤形成的影響有多大了。
時間是土壤發育和演化的必要條件。隨著時間的推移,土壤從無到有,不斷發生、發展和演變。
在五大成土因素之外,不可漠視人為活動對土壤形成發展的作用。精耕細作,合理灌溉,可以使土壤肥力增加;反之,過度開墾,粗放耕作,大水漫灌,會導致土壤肥力的下降,土壤板結,水土流失嚴重。近年來,隨著土壤環境的惡化,人們開始注意研究不合理的人類活動對土壤加速退化所產生的惡果。毀林開荒使水蝕嚴重,造成頻頻發作的泥石流;灌溉不當使大面積土壤出現次生鹽鹼化,使產量銳減甚至絕收;過度開墾引起風蝕嚴重,使持續不斷的沙塵暴頻頻席捲中國的北方。
隨著土壤科學的發展,學者們認為火山的活動、地震、新構造運動都是土壤形成的深層次因素。比如在第三世紀末隆起的青藏高原,就以她平均海拔4000米的身軀和萬千條「血脈」冰川,擋住了肆虐的季風,沃育了下游的良田,使中國東部地區濕潤豐饒,而有別於同緯度地帶歐亞大陸內陸那乾旱少雨的沙漠戈壁。
Ⅷ 風化作用主要哪些情況
岩石的風化按作用因素與作用性質的不同,分為物理風化、化學風化和生物風化三大類,事實上這三者常是聯合進行與相互助長的,劃分是為了討論的方便。
一、物理風化
物理風化系指地表岩石因溫度變化和空隙中水的凍融以及鹽類的結晶而產生的機械崩解過程。產生物理風化的原因主要是溫差反復變化所引起的熱力風化,岩石裂隙和孔隙中的水凍融變化出現的冰劈作用,以及由岩石空隙中鹽類的結晶而造成岩石的崩解。物理風化又可細分為三類:
(一)熱力風化
(二)凍融風化
(三)礦物的水分與結晶膨脹作用
二、化學風化
化學風化指岩石在水、水溶液和空氣中的氧與二氧化碳等的作用下所發生的溶解、水化、水解、碳酸化和氧化等一系列復雜的化學變化的作用稱為化學風化。化學風化的主要方式有下列幾種:
(一)溶解作用
(二)水化作用
(三)水解作用
(四)碳酸化作用
(五)氧化作用
三、生物風化
生物及其生命活動對岩石、礦物產生的破壞作用稱為生物風化,表現為物理的與化學的兩種形式。如樹根在岩隙中長大,穴居動物的挖掘等,都引起岩石的崩解和破碎,屬於生物的物理風化。生物的化學風化作用方面,如生命活動與動植物殘體的分解所產生的大量二氧化碳,在碳酸化方面起著重要作用。
Ⅸ 風化作用一般分為哪三類
根據風化作用的因素和性質可將其分為三種類型:物理風化作用、化學風化作用、生物風化作用。
物理風化:
物理或機械風化造成岩石分解。機械風化的主要過程為海蝕,海蝕把碎屑物及其它微粒的大小減少。但機械風化與化學風化環環相扣,如機械風化造成的裂縫會増加進行化學風化的表面面積。而化學風化在裂縫造成的礦物亦會幫助岩石分解。
生物風化:
生物亦有可能參與物理風化(同時亦有化學風化)。地衣及蘚類植物在光禿禿的岩石表面生長,做成一個更為潮濕的化學微環境。岩石被這些生物附上後會加強在岩石上表面微表層進行的物理與化學分解。大范圍的幼苗發芽及植物的根部除了在岩石上裂隙施加物理壓力外,亦提供一個水及化學物的滲透渠道。挖洞動物及昆蟲分布在底岩附近的土壤表層亦會增加水及酸的滲透性和進行氧化過程的表面積。
化學風化:
岩石中的礦物成分在氧、二氧化碳以及水的作用下,常常發生化學分解作用,產生新的物質。這些物質有的被水溶解,隨水流失,有的屬不溶解物質殘留在原地。這種改變原有化學成分的作用稱化學風化作用。