探討風化作用:風化和風化帶中礦物的穩定性

2021-01-09 風雷說地質

1、風化作用

風化作用——是地殼表層巖石在溫度變化、大氣、水和生物等各種因素作用下,發生機械破碎和化學變化的作用。是指地球和宇宙間、地殼表層與大氣圈、水圈和生物圈之間物質與能量轉化的表現形式。風化作用是在大氣條件下,巖石的物理性狀和化學成分發生變化的作用。作用的營力有太陽輻射、水、氣體和生物。按巖石風化的性質分物理風化和化學風化兩種基本類型。在巖石風化過程中,這兩類風化通常是同時進行,而且往往是互相影響、又互相促進的。

分為物理風化,化學風化,生物風化作用

①物理風化作用——由各種因素造成巖石發生機械破碎,而沒有成分的改變。母巖經過物理風化作用形成的碎屑礦物為陸源碎屑礦物。

物理風化

②化學風化作用——母巖的礦物在富含O2、CO2、H2O和有機質等條件下發生化學分解,一部分被帶走,一部分形成新生礦物,這種作用叫做化學風化作用。

常見的化學風化作用有氧化作用、水化作用、水解作用和酸解作用。

氧化作用:2Fe2SiO4+O2+4H2O → 2Fe2O3+2H4SiO4

水解作用:Mg2SiO4+4H2O → 2Mg2++4OH-+2H4SiO4

產物——溶解物質,易溶的金屬陽離子:Li+、K+、Na+、Ca2+、Mg2+

難溶物質,膠體溶液:Fe 3 + 、Al 3 +等

注意:化學風化作用不僅使母巖發生破碎,而且使其礦物成分和化學成分發生本質的改變,並形成新礦物,在沉積巖形成過程中產生的新生礦物稱為自生礦物。

化學風化作用最常見的是石灰巖地區,其結果形成溶洞、喀斯特地形。

雲南路南石林

③生物風化作用——由生物不同造成的巖石風化,即有機械破碎,又有化學分解。

根劈現象

風化作用強度的影響因素

氣候——高溫、潮溼熱帶地區以化學風化為主

地形——高差大則以物理風化為主,平原地區以化學風化為主

2、常見造巖礦物在風化中的穩定性

①長石:較不穩定,生成K+、Na+、Ca2+溶解物質,Al2O3難溶物質、黏土礦物

②鐵鎂礦物:橄欖石、輝石、角閃石等在地表不穩定,主要生成鐵質殘積物

③雲母:較穩定

白雲母→水雲母→高嶺石(鹼性)→蒙脫石

黑雲母→水雲母或綠泥石→高嶺石

④石英、玉髓、蛋白石等SiO2:穩定性強,幾乎只發生機械破碎,最常見的碎屑常破碎,

⑤黏土礦物:地表條件穩定。

⑥碳酸鹽礦物:在 CO2+H2O條件下溶解。

CaCO3+CO2+H2O→Ca(HCO3)2

3、風化作用的產物

風化作用的總趨勢是使被改造的母巖發生物理的和化學的變化,使母巖解體並產生在地表條件下穩定的、新的物質成分。風化產物按性質可分三類:

①碎屑物質——石英、長石、其它礦物、巖屑。

②不溶殘餘物——Al2O3、SiO2、Fe2O3等殘留原地形成的粘土或鐵礦物。

③溶解物質——河水帶走。形成石灰巖、鹽巖,錳、鐵、磷質礦物等。

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