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想找一篇关于风化作用对地质结构的影响

Answer 1

岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的现象.导致上述现象的作用称风化作用.
外能是地球外部来源的能量,主要有太阳辐射能、日月引力能、重力能.外动力地质作用的范围只限于地表表层几米至几公里深度以内.包括风化作用、水流、冰川等外表的地质作用.
矿物、岩石形成时有一定的物理、化学条件,通常是地下高温高压条件.当它们露出地表后,改变了物理、化学条件时,岩石、矿物稳定性将要受到破坏.岩石可以破碎,也可以化学分解,或形成新的矿物.
风化作用：由于温度的变化、大气(氧气)、水溶液以及生物的作用,使地表岩石或矿物在原地发生物理、化学变化的过程叫风化作用.它发生以后,原来高温高压下形成的矿物被破坏,形成一些在常温常压下较稳定的新矿物,构成陆壳表层风化层,风化层之下的完整的岩石称为基岩,露出地表的基岩称为露头.
第一节 风化作用的类型
一、机械风化作用
岩石和矿物发生机械破碎而不改变其化学成分的风化作用,称为机械风化作用,它是由于温度变化及岩石空隙中水和盐分的物态变化引起的,作用方式主要有：
1. 岩石的热胀冷缩
温度昼夜变化、季节变化.日变化影响最大,内陆干旱沙漠地区,昼夜温差变化、物理风化最强烈.如西北沙漠地区,白天47℃,晚上-3 ℃,相差50 ℃.
(1)不同矿物胀缩系数不一,相互脱落.
(2)表里不一.白天,表面受晒膨胀,晚上,表面冷缩,内部受热开始胀.
2. 岩石空隙中水和盐分的物态的变化
结冰体积膨胀,对周围岩石产生挤压力,扩大孔隙,冰劈作用.盐结晶时体积膨胀.
机械风化作用可以形成倒石锥地貌.

二、化学风化作用
氧、水溶液不仅使地表附近的岩石发生破碎,而且使它们的化学成分发生改变,这就是化学风化作用.通过化学反应,使那些在地表条件下不稳定的矿物变成另一种新的矿物(它适应地表环境). 进行方式：
1. 氧化作用 空气中1/5氧 黄铁矿FeS2(++)氧化成褐铁矿Fe2O3.H2O(3+),由铜黄色变为褐红色,颜色变深,结构变疏松.在地表称铁帽,地下连着矿床.
2. 溶解作用 任何矿物都溶于水,只是溶解度有大有小.
CaCO3+CO2+H2O-->Ca(HCO3)2
方解石 (重碳酸钙)
3. 水解作用 水和矿物相结合的一种化学反应.正长石+H2O-->高岭石+..
4. 水合作用 有些矿物吸引一定数量的水.石膏+H2O-->硬石膏
经过彻底的化学风化作用,一切活泼的元素均从矿物中风化出来并随水流失,只有性质稳定的元素舅Fe,Mn,Al,Ni等才残留原地,如果这些元素富集到具有工业价值时,就成为残余矿床.
三、生物风化作用
生物的生命活动过程和尸体腐烂分解过程对岩石的破坏作用有机械和化学两种方式：
1. 生物的机械风化作用
植物根对岩石的破坏,蚯蚓等钻洞,人类活动如挖洞、采矿等对岩石进行破碎.
2. 生物的化学风化作用
生物死亡后,腐烂分解形成一种腐植质(胶状的物质),是一种有机酸,对岩石起腐蚀作用.
地壳表层岩石经机械破碎,化学风化后形成的松散物,再经过生物的化学风化作用,增加了有机物质---腐殖质,这种具有腐殖质、矿物质、水和空气的松散物质叫做土壤.
第二节 影响风化作用的因素
风化作用的速度主要取决于自然地理条件和组成岩石的矿物性质.
一、气候条件
气候寒冷或干燥地区,生物稀少,寒冷地区降水以固态形式为主,干旱区降水很少.以物理风化作用为主,化学和生物风化为次.岩石破碎,但很少有化学风化形成的粘土矿物,以生物风化为主形成的土壤也很薄.
气候潮湿炎热地区,降水量大,生物繁茂,生物的新陈代谢和尸体分解过程产生的大量有机酸,具有较强的腐蚀能力,故化学风化和生物风化都十分强烈,形成大量粘土,在有利的条件下可形成残积矿床.可形成较厚的土壤层.
二、地形条件
地形影响气候,间接影响风化作用；另一方面,陡坡上,地下水位低,生物较少,以物理风化为主. 地势平坦,受生物影响较大,化学风化作用为主.
三、岩石性质
1. 成分
(1)岩浆岩比变质岩和沉积岩易于风化.岩浆形成于高温高压,矿物质种类多(内部矿物抗风化能力差异大).
(2) 岩浆岩中基性岩比酸性岩易于风化,基性岩中暗色矿物较多,颜色深,易于吸热、散热.
(3) 沉积岩易溶岩石(如石膏、碳酸盐类等岩石)比其它沉积岩易于风化.
差异风化：在相同的条件下,不同矿物组成的岩块由于风化速度不等,岩石表面凹凸不平； 或由不同岩性组成的岩层,抗风化能力弱的岩层形成相互平行的沟槽,砂岩、页岩互层,页岩呈沟槽.通过差异风化,我们可以确定岩层产状.
2. 岩石的结构构造
(1) 岩石结构较疏松的易于风化； (2) 不等粒易于风化,粒度粗者较细者易于风化； (3) 构造破碎带易于风化,往往形成洼地或沟谷.
球形风化： 在节理发育的厚层砂岩或块状岩浆岩中,岩石常被风化成球形或椭圆形,这种现象叫做球形风化,它是物理风化为和化学风化联合作用的结果.
球形风化的主要条件有：(1)岩石具厚层或块状构造；(2) 发育几组交叉裂隙；(3)岩石难于溶解；(4)岩石主要为等粒结构.
被三组以上裂隙切割出来的岩块,外部棱角明显,在风化作用过程中,棱角首先被风化,最后成球状.

第三节 风化壳及其研究意义
1. 岩石经风化后部分易熔物质被水带走流失,余下的碎屑岩和化学风化中形成的一些新矿物便残留原地,这些残留在原地的风化产物称残积物.
残积物的矿物组成、化学成分、颜色与下伏地层(原岩)有一定的关系,它们常具有棱角,无分选性,无层理,向下逐渐过渡到基岩,在存在生物活动物的地区,残积物顶部发育成土壤.
风化壳： 残积物和土壤在大陆地壳表层构成一层不连续的薄壳,称之为风化壳.
2. 风化壳可由一层残积物组成,也可由几层风化分解程度不同的残积物组成,而且层与层之间常逐渐过渡而无明显分界线.由于风化作用以地表最强烈,并向深处减弱, 故具垂直分带.一个完整的风化壳在剖面上,从下往上可分为以下几层：
层1： 未经风化的基岩.
层2： 半风化层,岩石机械破碎成碎块.
层3： 残积层,物理和化学风化,由下而上,风化程度由浅至深,碎屑颗粒由大变小. 层4： 土壤层,经受长期物理风化、化学风化和生物风化作用,形成土壤.在没有生物风化作用的地区土壤层缺失.
3. 风化壳的厚度和成分因地而异,一般潮湿炎热气候区,风化壳厚度大,并有可能形成Fe,Mn,Al,Ni等残积矿床(风化壳型矿床),干旱地区风化壳薄,常仅数十厘米且结构简单.
古风化壳：风化壳若为后来沉积物所覆盖,则称为古风化壳.
4. 风化壳的研究意义
(1) 地壳运动与古地理：长期稳定或隆起,风化壳得以充分发育,古风化壳代表古代沉积间断,发育构造运动.
(2) 古地理：陆地,不同气候条件,风壳物征不一.
(3) 矿产： 残余型矿床,残积砂矿床(金、金刚石).
(4) 工程建设：对近代埋藏的风化壳应慎重对待.某水库工程对风化壳厚度估计不够,蓄水后坝下渗漏严重.

再谈风化作用
岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的现象.导致上述现象的作用称风化作用.
大约在200年前,人们可能认为高山、湖泊和沙漠都是地球上永恒不变的特征.可现在我们已经知道高山最终将被风化和剥蚀为平地,湖泊终将被沉积物和植被填满,沙漠会随着气候的变化而行踪不定.地球上的物质永无止境地运动着.暴露在地壳表面的大部分岩石都处在与其形成时不同的物理化学条件下,而且地表富含氧气、二氧化碳和水,因而岩石极易发生变化和破坏.表现为整块的岩石变为碎块,或其成分发生变化,最终使坚硬的岩石变成松散的碎屑和土壤.矿物和岩石在地表条件下发生的机械碎裂和化学分解过程称为风化.由于风、水流及冰川等动力将风化作用的产物搬离原地的作用过程叫做剥蚀
地表岩石在原地发生机械破碎而不改变其化学成分也不新矿物的作用称物理风化作用.如矿物岩石的热胀冷缩、冰劈作用、层裂和盐分结晶等作用均可使岩石由大块变成小块以至完全碎裂.化学风化作用是指地表岩石受到水、氧气和二氧化碳的作用而发生化学成分和矿物成分变化,并产生新矿物的作用.主要通过溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式进行.
虽然所有的岩石都会风化,但并不是都按同一条路径或同一个速率发生变化.经过长年累月对不同条件下风化岩石的观察,我们知道岩石特征、气候和地形条件是控制岩石风化的主要因素.不同的岩石具有不同的矿物组成和结构构造,不同矿物的溶解性差异很大.节理、层理和孔隙的分布状况和矿物的粒度,又决定了岩石的易碎性和表面积.风化速率的差异,可以从不同岩石类型的石碑上表现出来.如花岗岩石碑,其成分主要是硅酸盐矿物.这种石碑就能很好地抵御化学风化.而大理岩石碑则明显地容易遭受风化.
气候因素主要是通过气温、降雨量以及生物的繁殖状况而表现的.在温暖和潮湿的环境下,气温高,降雨量大,植物茂密,微生物活跃,化学风化作用速度快而充分,岩石的分解向纵深发展可形成巨厚的风化层.在极地和沙漠地区,由于气候干冷,化学风化的作用不大,岩石易破碎为棱角状的碎屑.最典型的例子,是将矗立于干燥的埃及已35个世纪并保存完好的克列奥帕特拉花岗岩尖柱塔,搬移到空气污染严重的纽约城中心公园之后,仅过了75年就已面目全非.
地势的高度影响到气候：中低纬度的高山区山麓与山顶的温度、气候差别很大,其生物界面貌显著不同.因而风化作用也存在显著的差别.地势的起伏程度对于风化作用也具普遍意义：地势起伏大的山区,风化产物易被外力剥蚀而使基岩裸露,加速风化.山坡的方向涉及到气候和日照强度,如山体的向阳坡日照强,雨水多,而山体的背阳坡可能常年冰雪不化,显然岩石的风化特点差别较大.
剥蚀与风化作用在大自然中相辅相成,只有当岩石被风化后,才易被剥蚀.而当岩石被剥蚀后,才能露出新鲜的岩石,使之继续风化.风化产物的搬运是剥蚀作用的主要体现.当岩屑随着搬运介质,如风或水等流动时,会对地表、河床及湖岸带产生侵蚀.这样也就产生更多的碎屑,为沉积作用提供了物质条件.
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