1、關(guān)于地質(zhì)地貌學(xué)第一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第八章 風(fēng)化作用與坡地重力地貌人們通常用“?？菔癄€不變心”來表示對愛情的忠貞，實際上海會枯，石也會爛。引起石爛的原因就是風(fēng)化作用風(fēng)化后的物質(zhì)在重力和水等因素作用下，容易順坡向下運動，形成坡地重力地貌Photograph from: 第二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 風(fēng)化作用與風(fēng)化殼 一、風(fēng)化作用（一）概念 暴露到地表的巖石，所處環(huán)境與原來有較大差別，必然引起巖石發(fā)生變化以適應(yīng)新的環(huán)境。同時，風(fēng)化破碎后的巖石又形成一些在常溫常壓條件下穩(wěn)定的產(chǎn)物，這就是風(fēng)化作用（weathering），即地殼表層的巖石，在大氣和水的聯(lián)

2、合作用以及溫度變化和生物活動的影響下，所發(fā)生的一系列崩解和分解作用。巖石的風(fēng)化作用是一種長期的、持續(xù)的普遍而極其緩慢的作用過程。（二）實質(zhì) 地下深處的巖石在出露或接近地表后，為適應(yīng)地表常 溫常壓的新環(huán)境，必然發(fā)生的一種變化過程。 （三）分類 通常分為物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化第三張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月1、物理風(fēng)化 概念：巖石發(fā)生物理疏松崩解等機械破壞的過程，一般不引起化學(xué)成分的改變，以溫度變化為主要影響因素，破壞只使巖石由大塊變?yōu)樾K，再變成細(xì)沙，細(xì)粉，最后變成巖土。 引起物理風(fēng)化的主要原因有： （1）巖石卸荷釋重引起的剝離作用：形成于地殼深處的巖石，后來受到地殼抬升，釋放了原來受

3、壓的應(yīng)力，由此引起巖體膨脹，當(dāng)膨脹超過彈性限度，巖石就發(fā)生破裂。第四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 在花崗巖分布地區(qū)由于巖石完整，物質(zhì)均勻，破裂面少，因而這種原因引起的物理風(fēng)化最常見。巖石卸荷釋重引起物理風(fēng)化Photograph by Peter L. Kresan花崗巖經(jīng)物理風(fēng)化后片狀剝落Photograph by Peter L. Kresan第五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 （2）外來晶體的擠壓作用（ 又稱冰劈或冰楔作用，如圖）冰辟作用形成過程： 存在于巖石裂隙中的水，在氣溫達(dá)到冰點凝固結(jié)冰時體積膨脹，使巖石裂隙加寬加深。 冰融化時，水沿著擴大了的裂隙向更深處滲

4、入，再次凍結(jié) 如此反復(fù)，以致把巖石崩解成碎塊。冰辟作用在氣溫常在0上下變化的亞寒帶潮濕地區(qū)最顯著。第六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 （3）因溫度變化引起巖石體積發(fā)生膨脹與收縮作用（右圖）：左邊揭示了風(fēng)化的原因，側(cè)重了溫度變化對巖石的破壞作用；右邊顯示了風(fēng)化的過程。第七張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月（4）生物活動參與下的機械破壞作用：根劈；地下各種動物把地下巖屑帶到地表（如圖） ；直接在巖石上打洞 。Photograph from：第八張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月2、化學(xué)風(fēng)化（1）概念 位于地表的巖石礦物在水、大氣、生物的相互作用下，發(fā)生氧化、溶解、水解、

5、水化等一系列化學(xué)反應(yīng)，因而改變了巖石的物理性質(zhì)和化學(xué)成分，甚至形成新的礦物，破壞巖石原來的結(jié)構(gòu)，使巖石疏松甚至逐漸變成松散的土層。（2）影響因素： 水：地表化學(xué)風(fēng)化過程中最活躍的因素 大氣：氧氣、二氧化碳 溫度：影響化學(xué)風(fēng)化進行的速度第九張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）分類 化學(xué)風(fēng)化分溶解、水解、水化、氧化、碳酸鹽化、生物化學(xué)風(fēng)化等。 溶解：水對礦物直接溶解 作用：增加巖石孔隙，破壞巖石結(jié)構(gòu)，削弱巖石抗風(fēng)化能力，有利于物理風(fēng)化作用進行。第十張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月水解：礦物與水發(fā)生反應(yīng)而分解 一些弱酸強堿或強酸弱堿的巖類礦物離解，和水中游離的H+和OH結(jié)合產(chǎn)生

6、新礦物。 陸殼中的花崗巖分布最廣，所以，長石（花崗巖主要成分之一）水解也最普遍（如下式）。K2OAl2O36SiO2+3H2OAl2O32SiO22H2O+2KOH+ 4SiO2 正長石 固體新礦物 液體 膠體第十一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 水化： 水與一些不含水的礦物相結(jié)合，水參與到礦物晶格中，并改變其分子結(jié)構(gòu)，形成新礦物（如下式）。 CaSO4（硬石膏）+2H2O CaSO42H2O （石膏） 水化作用的結(jié)果是改變礦物物理性質(zhì)：硬度下降，密度減小，體積增大，有利于物理風(fēng)化進一步進行 。第十二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月碳酸鹽化作用（在石灰?guī)r地區(qū)最明顯） 碳酸

7、與巖石中的金屬離子發(fā)生反應(yīng)形成碳酸鹽化作用（如下式） 。 CaCO3+H2O+CO2 Ca(HCO3)2 方解石 重碳酸鈣 2KAlSi3O3 + 2H2O+CO2 H4Al2Si2O9 + K2CO3 + 4SiO2 正長石 固體礦物 真溶液 膠體第十三張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月氧化作用： 氧是強烈的氧化劑，常通過空氣和水中的游離氧進行氧化作用。 氧化作用隨溫度上升而加劇。 許多變價元素在地下缺氧條件常形成低價元素的礦物，出露地表后，在氧化環(huán)境下易氧化為高價元素的新礦物，以適應(yīng)新環(huán)境。易氧化的元素多為金屬元素，尤其是鐵。第十四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月生物化學(xué)

8、風(fēng)化作用： 生物新陳代謝過程中分泌出各種化合物，例如：碳酸、硝酸、有機酸等。它們對巖石起強烈的腐蝕作用，甚至在巖石表面溶蝕成許多根的印痕。生物化學(xué)風(fēng)化中的微生物作用尤為重要，事實上，礦物的氧化、還原作用都是在微生物參與下進行的。第十五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月（四）風(fēng)化作用小結(jié) 1、風(fēng)化作用總的結(jié)果 削弱破壞巖石顆粒間的連接，形成、擴大巖體裂隙，降低斷面的粗糙程度，產(chǎn)生次生粘土礦物等，從而降低巖體的強度和穩(wěn)定性。Photograph by Peter L. Kresan第十六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月2、各種風(fēng)化作用關(guān)系 （1）區(qū)別 物理風(fēng)化只機械破壞物理性質(zhì)（

9、由大變?。?，不改變化學(xué)性質(zhì)，不產(chǎn)生新礦物；化學(xué)風(fēng)化發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，改變化學(xué)成分，產(chǎn)生新礦物。 （2）聯(lián)系 物理風(fēng)化是基礎(chǔ)和先導(dǎo)；化學(xué)風(fēng)化反過來促進物理風(fēng)化的進行和深入，由于巖性、構(gòu)造、氣候、流水等條件不同，同一地點風(fēng)化程度不完全相同，產(chǎn)生差異風(fēng)化現(xiàn)象。第十七張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月二、主要巖石的風(fēng)化特點及巖石地貌特征一、影響巖石風(fēng)化特征與風(fēng)化速度的因素風(fēng)化作用的速度主要取決于自然地理條件和組成巖石的礦物性質(zhì)。（一）巖石所處的環(huán)境條件1氣候 地表各處的氣溫、降水及生物狀況都受該地區(qū)氣候的影響，而氣溫影響著巖石的機械破碎程度、化學(xué)風(fēng)化速度、生物風(fēng)化的進程，降水關(guān)系到水的活躍程度，生

10、物的生長狀況直接影響生物風(fēng)化作用，因此，氣候是影響巖石風(fēng)化的重要因素。氣候是受緯度、地勢、海洋等因素控制，具有分帶性，在不同氣候帶上，巖石風(fēng)化特點明顯不同。第十八張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月2地形條件 地形條件包括地勢的高度、起伏程度以及坡向三個方面。地勢高度和坡向影響氣候條件，間接影響風(fēng)化作用，地勢起伏程度影響巖石風(fēng)化速率。如在地勢起伏大的地區(qū)，巖石表層風(fēng)化后，不易留在原處，不斷下墜，使新鮮巖石裸露，從而加快了風(fēng)化速率，在地勢起伏小的地區(qū)，巖石風(fēng)化物多殘留在原處，覆蓋在巖石表層，減弱了內(nèi)層巖石的風(fēng)化。第十九張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）巖石的特征環(huán)境條件是影響

11、巖石風(fēng)化的外因，巖石性質(zhì)是影響風(fēng)化的內(nèi)因。1巖石成分 巖石抗風(fēng)化能力的強弱與它所含礦物的成分和數(shù)量有密切關(guān)系。主要造巖礦物中抵抗風(fēng)化能力由小到大的次序是：橄欖石、鈣長石、輝石、角閃石、鈉長石、黑云母、鉀長石、白云母、粘土礦物、石英、鋁和鐵的氧化物。礦物在風(fēng)化過程中的穩(wěn)定性與鮑文反應(yīng)系列中礦物晶出的順序是對應(yīng)的。2巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造 巖石中礦物或碎屑物顆粒的粗細(xì)、分選程度及膠結(jié)程度等結(jié)構(gòu)特征決定著巖石的致密程度和堅硬程度，從而影響到巖石的風(fēng)化。如疏松多孔或粗粒多孔的巖石顯然比細(xì)粒致密而堅硬的巖石易于風(fēng)化。薄層巖石、具有層理、片理構(gòu)造的巖石，水分和空氣易侵入層理或片理而加速其風(fēng)化。第二十張，PPT共

12、四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月3節(jié)理發(fā)育狀況 節(jié)理的存在有利于水溶液的流動和生物活動，以致節(jié)理多的巖石容易風(fēng)化，尤其是在幾組節(jié)理交匯的地方，節(jié)理把巖石分割成多面體的小塊，小巖塊的棱和隅角與外界接觸面積增大，則從多個方向受到溫度和水溶液等因素的作用，使巖石破壞程度加重，破壞深度加強，久之棱角消失，變成球形，這種現(xiàn)象叫球狀風(fēng)化。它是物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化共同作用的結(jié)果，以化學(xué)風(fēng)化為主。礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及節(jié)理狀況不同的巖石共生在一起，它們抵抗風(fēng)化的能力不一致，則抗風(fēng)化能力強的巖石突出，抗風(fēng)化能力弱的巖石凹入，該現(xiàn)象稱為差異風(fēng)化。第二十一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月二、主要造巖礦物在風(fēng)化

13、過程中的變化不同礦物化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造不同，風(fēng)化產(chǎn)物也必有區(qū)別。1石英 硬度大，溶解度小，很難風(fēng)化，是地表最穩(wěn)定的礦物。2長石類礦物 長石的硬度也較高，其物理風(fēng)化作用較難，在一定條件下，常會發(fā)生化學(xué)風(fēng)化作用。鉀長石、斜長石受水和二氧化碳的影響，都會遭受風(fēng)化，其中斜長石比正長石更易風(fēng)化。3云母類礦物 其中黑云母比白云母容易風(fēng)化。黑云母常發(fā)生化學(xué)風(fēng)化，形成鐵的氫氧化物，以及粘土礦物；而白云母較穩(wěn)定，當(dāng)風(fēng)化條件很強時，也會風(fēng)化成水云母或高嶺土。4鐵鎂類礦物 易發(fā)生化學(xué)風(fēng)化，形成鐵鎂氧化物及粘土礦物，故在沉積巖中很少見到鐵鎂礦物。5粘土礦物 為形成于地表條件下的次生礦物，性質(zhì)穩(wěn)定，一般情況下很難風(fēng)化。

14、但在強烈的化學(xué)風(fēng)化條件下，還要進一步分解。6碳酸鹽礦物 在濕熱氣候區(qū)容易發(fā)生化學(xué)風(fēng)化。7硫化物 很容易發(fā)生化學(xué)風(fēng)化，常常發(fā)生氧化作用形成硫酸和硫酸鹽。第二十二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月三、主要巖石的風(fēng)化特點及巖石地貌特征不同礦物組成的巖石在外界條件下，風(fēng)化特點也會不同.1花崗巖 在植被覆蓋時，物理風(fēng)化強烈，易崩解成碎粒；在濕熱條件下，化學(xué)風(fēng)化強烈，石英保留為砂粒，長石風(fēng)化為粘粒，形成砂中帶粘的風(fēng)化物。花崗巖常有數(shù)組節(jié)理，易形成球狀風(fēng)化現(xiàn)象，但在北方，化學(xué)風(fēng)化較弱，易形成險峻的山峰。2玄武巖 較花崗巖易風(fēng)化，風(fēng)化產(chǎn)物粘細(xì)，由于含磁鐵礦，風(fēng)化后形成硬殼，成為影響作用生長的因素。如化

15、學(xué)風(fēng)化不強，易形成陡峭山坡。3頁巖 易發(fā)生物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化為粘土礦物，其中夾有頁巖碎片，進一步風(fēng)化可形成肥沃土壤。4砂巖 抗風(fēng)化能力強，風(fēng)化物與原巖性質(zhì)相近，含砂量高，松散，易透水。5石灰?guī)r 主要成分CaCO3，易溶解，風(fēng)化物質(zhì)地粘細(xì)，含鈣質(zhì)豐富，酸性弱，發(fā)育的土地肥力較差。6石英巖 風(fēng)化最難，以機械破碎為主，沿節(jié)理易形成陡峭山峰，發(fā)育成土壤肥力差。7大理巖 其由碳酸鹽礦物組成，在濕熱氣候區(qū)，主要發(fā)生化學(xué)風(fēng)化，風(fēng)化土層淺薄，而在干旱區(qū)，則難于風(fēng)化而形成陡峭的地形。第二十三張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月球狀風(fēng)化球狀風(fēng)化風(fēng)化作用無處不在Photograph from: /04/090

16、3/08/0VBEQ03500091544.html第二十四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月獅身人面像能保留（4000多年）原因何在？Photograph from: 第二十五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月花崗巖塊狀風(fēng)化第二十六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月三、風(fēng)化殼（一）概念 風(fēng)化作用對巖石的破壞首先從地表開始，逐漸向地殼內(nèi)部深入，正常情況下，愈接近地表的巖石風(fēng)化程度越深，向深處則風(fēng)化程度越低，直至過渡到不受風(fēng)化（新鮮巖石），這樣在地殼表層形成一個由風(fēng)化巖石構(gòu)成的層，一般稱為風(fēng)化殼。 第二十七張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）垂直分帶性 根據(jù)風(fēng)

17、化程度、風(fēng)化特征以及其物理力學(xué)特性的不同，可將風(fēng)化殼自上而下劃分為4個帶，如右圖： 新鮮未風(fēng)化的巖層 風(fēng)化裂隙和塊石帶 風(fēng)化碎石帶 土壤層、風(fēng)化土層 各風(fēng)化帶之間都是逐步過渡的，沒有明顯的界線。第二十八張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）發(fā)育階段 1、物理風(fēng)化階段（有機質(zhì)少，巖屑型風(fēng)化殼） 2、化學(xué)風(fēng)化階段（以地表濕熱，能徹底風(fēng)化的花崗巖地區(qū)為例） （1）早期（硅鋁酸鹽型及硅鋁碳酸鹽型風(fēng)化殼） 硅鋁酸鹽中的堿金屬和堿土金屬（鉀、鈉、鈣、鎂等）與溶液中的Cl，SO42離子結(jié)合，形成氯化物、硫酸鹽 。氯化物極易被水淋溶帶走，常在地表較低處富集，碳酸鹽較難溶，常在原地富集，多呈黃灰黃色，

18、類似黃土狀，又稱黃土風(fēng)化殼 。 第二十九張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）中期（硅鋁粘土型風(fēng)化殼或高嶺土型風(fēng)化殼） 風(fēng)化殼進一步發(fā)育，碳酸鹽也被大量淋失，甚至一些溶為膠體狀的SiO2也開始遷移，硅鋁酸鹽被分解為高嶺土，蒙脫石等粘土礦物殘留在原地，含鐵質(zhì)多呈灰色 。 （3）晚期（鐵鋁型風(fēng)化殼或磚紅壤風(fēng)化殼） 風(fēng)化作用進行得比較徹底，硅酸鹽已全部被分解，可遷移的元素基本都被遷出 ，僅殘留難遷移的鐵鋁化合物，例如：Al2O3、Fe2O3及耐風(fēng)化的石英 。第三十張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月（四）影響因素 1、氣候（控制巖石化學(xué)風(fēng)化作用最普遍最主要的因素）地區(qū)風(fēng)化殼發(fā)育程度高

19、山寒帶、苔原凍土地區(qū) 微弱 溫帶草原氣候帶 硅鋁碳酸鹽殼 溫帶森林氣候帶硅鋁硫酸鹽殼 熱帶亞熱帶濕熱區(qū) 鐵鋁型、磚紅壤型 第三十一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月2、地貌 （1）地面起伏較大、新構(gòu)造運動較強烈的山區(qū)：剝蝕作用較強，殘積物易被蝕去，不利風(fēng)化殼發(fā)育，主要殘留一些風(fēng)化碎屑。（2）低洼處：是風(fēng)化碎屑物不斷堆積的場所，也不利風(fēng)化殼的形成和保存。 （3）準(zhǔn)平原、分水嶺鞍部及較平坦地區(qū)： 剝蝕不強，地殼又長期穩(wěn)定，有可能發(fā)育巨厚的殘積型風(fēng)化殼。 第三十二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月3、巖性和時間（1）不同巖性地區(qū)，原地殘積的風(fēng)化殼在結(jié)構(gòu)及新形成的次生礦物成分上都會有顯

20、著差異。（2）風(fēng)化作用持續(xù)時間長短直接影響風(fēng)化殼的發(fā)育程度。（3）不同地區(qū)，因自然環(huán)境不同，發(fā)育的風(fēng)化殼亦有差別： 濕熱地區(qū)風(fēng)化較徹底，風(fēng)化殼剖面較完整； 冷干地區(qū)風(fēng)化殼不發(fā)育，僅停留在風(fēng)化早期,剖面也比較簡單。第三十三張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 坡地重力地貌一、概念 坡面上的風(fēng)化碎屑、不穩(wěn)定土體、巖體主要在重力并常有水分參與的作用下，以單個落石、碎屑流或整塊土體、巖體沿坡向下運動所導(dǎo)致的一系列獨特的地貌（由于移動物質(zhì)多系塊體形式，也稱塊體運動）。 二、研究意義具有突發(fā)性、破壞性大等特點，尤其在山區(qū)。加強坡地重力地貌的研究無論對我國還是我省都有十分重要的意義。第三十四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 二、分類（一）蠕動（十分緩慢的移動現(xiàn)象）（二）崩塌（重力作用、突然、急?。ㄈ┗拢ㄖ亓退?、整體下滑）第三十五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月1、崩塌 在陡峻山坡上巨大的隆起或鼓起或碎屑層在本身重力作用下突然急劇傾倒、崩塌，在坡角處堆積倒石堆或碎屑流等，如圖。 形成條件地形；氣候；地質(zhì)觸發(fā)因素強烈冰雪融化、暴雨、地震、爆破等 形成地貌倒石堆、墜積物 Photograph by Peter L. Kresan 第三十六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 60多米的山體突然崩塌，近1.5萬立方米的