矿物岩石风化作用和土壤母质.docVIP

第二节???? 矿物岩石的风化作用与土壤母质 ? 土壤是在岩石风化形成的母质上发育起来的，土壤的许多性质与成土岩石、矿物和母质类型有关。因此有必要研究矿物岩石的风化和母质的形成与类型。 ? 一、风化作用的概念和类型 （一）风化作用概念 风化作用是指地壳最表层的岩石在空气、水、温度和生物活动的影响下，发生机械破碎和化学变化的过程。 （二）风化作用的类型 按照风化作用的因素和特点，可将风化作用分为三种 1．物理风化任用?? 是指岩石因受物理因素作用而逐渐崩解破碎的过程。物理风化只能引起岩石形状大小的改变，而不改变其矿物组成和化学成分。引起物理风化有主要原因是地球表面温度的变化，所以物理风化在都属于热力学风化。因为岩石是热的不良导体，而且岩石是由体膨系数不同的多种矿物组成，在昼夜寒暑温度剧变的影响下，岩石内部便产生不均一的胀缩差异，因而发生相互顶挤和拉扯的作用，使矿物颗粒之间的联系容易遭到破坏，导致岩石的破碎。除温度外，冰冻的挤压，流水的冲刷，风、冰川等自然动力对岩石的磨蚀，以及植物根系的穿插，均能加速岩石的破碎。 物理风化的结果，岩石由大块变成小块再变为细粒，虽然岩石的矿物组成和化学和成分没有发生改变，但却获得了原来岩石所没有的对水和空气的通透性。由于物理风化只是机械的破碎，产生的粒子一般都在于0.01mm，毛细管作用不发达，故不具有对水分的保蓄能力。但岩石经过物理风化后，大大增另岩石与空气的牛头马面触面积，为促进风化的进一步发展，特别为化学风化创造了有利条件。 2、化学风化作用??? 是指岩石在化学因素作用下，其组成矿物的化学成分发生分解和改变，直至形成在地表环境中稳定的新矿物。其特点是不仅使已破碎的岩石进一眇变细，更重要的是使岩石发生矿物组成和化学成分的改变，产生新的物质。引起化学风化的因素有水、二氧化碳和氧气等大气因素，其中最主要的是水，水分本身的作用很活泼，同时二氧化碳与氧气的作用也只有在水的参与下才级显示出来。化学风化一般包括： （1）溶解作用。溶解作用指岩石中的矿物溶解于水的作用。一般矿物难溶于水，但大量的水或较高的水温则可以加大其溶解度，如1份滑石可溶于110000份水中，1份石英可溶于10000份热水中，1份云母可溶于34000份水中。 ??? （2）水化作用。岩石中的矿物与水化合成为含水矿物，称作不水化作用。如硬石膏与水结合生成结晶石膏，赤铁矿与水结合而成褐铁矿，其反应式如下： ???????????? CaSO4（硬石膏）+2H2O→CaSO4·2H2O（结晶石膏） ???????????? 2Fe2O3(赤铁矿)+nH2O→2Fe2O3·nH2O(褐铁矿) ???? 经过水化后的矿物,往往体积增大,硬度降低,成为易于崩解的疏松状态,因而促进了岩石风化作用的进行. (3)水解作用.水解作用是指水的部分解离所成的氢离子,与矿物中的碱金属(钾、钠)或碱土金属（钙、镁）起置换作用，而使岩石矿物遭受破坏。因此，水解作用的强弱主要决定于水的解离度。水的解离度随温度升高而增加，如水在00C时的解主度为1，则100C时为1.7,180C时为2.4,340C时为4.5,500C时为8.0。因此在不同气侯地区和季节，其化学风化的速度和强度是不相同的，如我国高温多雨的南方化学风化作用比干燥寒冷的北方强烈得多。同一气侯地区则夏季比冬季化学风化作用强烈。 另外，二氧化碳和各种酸类物质可加强水的解离作用，增加水中的H+浓度，从而增强水解作用。 水解作用能使岩石中的矿物发生彻底分解，引起岩石内部矿物组成和性质的彻底改变。因此，水解作用被认为是化学风化中最基本、最主要的作用。例如，岩石中常见的硅酸盐矿物，几乎都因水解作用而发生彻底分解。 （4）氧化作用。大部分岩浆岩、变质岩和部分沉积岩是在缺氧条件下形成的，这些岩石中的矿物所含的变价元素，如铁、锰、硫等都以低价状态存在，当这些矿物暴露于地表，其低价离子与含氧的水接触时，就会被氧化成高价离子。富含变价元素的岩石、矿物（如富含亚铁的橄榄石，角闪石、辉石等）氧化作用尤为剧烈。如黄铁矿的氧化： 4FeS2（黄铁矿）+14H2O+15O2→2（Fe2O3.3H2O）+8H2SO4 氧化作用不仅使矿物、岩石体积增大而疏松，而且产生各种酸，特别是硫酸腐蚀很强，可继续对其他矿物进行分解而加速岩石的风化。 上述各种作用很少单独进行，常为两种以上同时发生。化学风化的结果，使岩石进一步分解，彻底改变了原来的岩石内部矿物的组成和性质，产生一批新的次生粘土矿物，它们颗粒很细，一般∠0.001mm，呈胶体分散状态，使母质开始具有吸附能力、粘结性和可塑性，并出现毛管现象，有一定的蓄水性。同时也释放出一些简单的可溶性盐物质，成为植物养料的最初来源。 3．生物风化作用? 生物风化作用指岩石在生物及其分泌物或有机质分解产物