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风化作用 普通地质学 Introduction of Physical Geology 刘顺喜 办公室：资环楼225 电 话 邮 箱：lsx@hpu.edu.cn 河南理工大学资源环境学院 Institute of Resources Environment, HPU 第四章-习题 1.元素、矿物、岩石？ 2.元素的克拉克值（地壳元素的丰度）。 3.矿物的硬度、摩氏硬度、野外如何鉴别矿物硬度？ 4.矿物的解理、断口？ 5.矿物的自色、他色和假色，如何区分？ 6.矿物的密度，相对密度？ 7.三大类岩石及其相互转化？ 风化作用是由外动力作用引起基岩在原地被改造的变化过程（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）。 1 概念 根据风化作用的因素与性质分为: 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，使岩石内部构造收到破坏，并产生在地表环境中较稳定的新矿物等作用。 （生物风化） 2 风化作用类型及形式 （1） 物理风化作用 2 风化作用类型及形式 a 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。 （1） 物理风化作用 2 风化作用类型及形式 b 温差风化：岩石矿物的热胀冷缩 （1） 物理风化作用 2 风化作用类型及形式 c 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 （1） 物理风化作用 2 风化作用类型及形式 d 干湿变化引起的涨缩作用：粘土质岩石炎热多雨吸水膨胀，暴晒干裂 （1） 物理风化作用 2 风化作用类型及形式 e 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 （1） 物理风化作用 2 风化作用类型及形式 f 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 （1） 物理风化作用 2 风化作用类型及形式 g 人为机械破坏作用：人类改造自然环境的结果 2 风化作用类型及形式 （2） 化学风化作用 a 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 2 风化作用类型及形式 （2） 化学风化作用 4KAlSi3O8+6H2O Al4Si4O10（OH）8+8SiO2+4KOH 钾长石 高岭土 b 水解：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 蛋白石 2 风化作用类型及形式 （2） 化学风化作用 c 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。 CaSO4+2H2O CaSO4·2H2O 硬石膏 石膏 2 风化作用类型及形式 （2） 化学风化作用 d 碳酸化：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。 CaAl2Si2O8·2NaAlSi2O8+4CO2+（3+n）H2O Ca（HCO3）2+2NaHCO3+Al2Si4O10（OH）2·nH2O+2SiO2 斜长石 黏土矿物 2 风化作用类型及形式 （2） 化学风化作用 e 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。 2FeS2+7O2+2H2O 2FeSO4+2H2SO4 4FeSO4+8H2O 4H2SO4+4Fe(OH)3 黄铁矿 硫酸亚铁 硫酸亚铁 褐铁矿 2 风化作用类型及形式 （2） 化学风化作用 f 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。 Al4Si4O10（OH）8+mH2O 2Al2O3·nH2O+4SiO2+4H2O 有机酸 高岭石 铝土矿 蛋白石 2 风化作用类型及形式 物理风化作用和化学风化作用是统一过程