二 岩石的风化和母质的类型

二岩石的风化和母质类型第一节岩石的风化过程风化作用是地球表面或近地球表面的岩石在大气圈各种营力作用下所产生的物理化学变化。岩石发生物理和化学的变化称为风化。一、岩石风化作用的类型由于作用因子的不同，岩石风化作用过程的特点各异，可分为物理风化，化学风化和生物风化三大类型。（一）物理风化岩石发生疏松、崩解等机械破坏过程，只造成岩石结构、构造的改变，一般不引起化学成分的变化的过程称为物理风化。(见下图）岩石的层状剥落示意图引起物理风化作用的因素很多，主要有：★冰劈作用进入岩石裂缝中的水反复融化与冻结，对岩面产生劈裂作用而引起。★风和流水的作用主要风和流水把岩石表层剥落的碎屑吹走、冲走及磨蚀。★热力作用岩石受热后引起表层和内部热胀冷缩不同引起。★冰川作用冰川底部和两侧的岩石会受到冰川的压力和磨蚀作用而破碎。★卸荷作用指由岩石卸荷释重而引起的剥离作用。在花岗岩分布区最为常见。（二）化学风化作用岩石和矿物在大气，水及生物的相互作用下发生的化学成分和矿物组成的变化，称化学风化。引起化学风化作用的主要因素有●溶解作用指岩石矿物溶解于水的作用。●水化作用指水分子与矿物化合生成含水矿物的化学作用。●水解作用指矿物与水发生反应而分解的作用。（三）生物风化作用岩石和矿物在生物影响下发生的物理和化学变化称生物风化作用。生物风化作用主要有两个方面：●氧化作用岩石中的很多矿物都能被自然界的氧氧化生成新矿物。●碳酸化作用碳酸与岩石中的金属离子发生反应形成碳酸盐的作用称之为碳酸化作用。这种现象在石灰岩地区最为常见。1．生物的机械破碎作用由生物的生命活动引起的岩石机械破碎作用(物理风化)。例如：根劈作用。2．生物的化学分解作用有些生物在生命活动中靠分泌酸类物质分解岩石，从中吸取营养物质。▲▲上述3种风化类型之间相互影响，相互联系,只是在不同的外界条件下各有侧重。1.岩石矿物本身的性质。包括岩石的成分、颜色深浅、粒级组成，有无层理、片理结构及垂直节理等。2.岩石所处的环境条件。主要有气候带、植物的盖度、地形条件等。二、影响风化作用强弱的因素地壳物质循环在相同的外界条件下，不同的矿物和岩石表现出风化的难易程度不同，这是由于矿物、岩石本身内在的化学组成、结晶构造不同而造成的。地壳岩石中最普遍的矿物是原生硅酸盐类和石英，它们的化学结构中的基本单位是硅氧四面体。第二节矿物岩石的成分、结构及其稳定性硅所硅氧四面体的顶视图硅氧四面体的顶视图硅硅氧四面体构造的侧视图示铝氧八面体顶视图示铝氧八面体构造的侧视图示硅氧四面体的联结主要有以下几种类型：（一）岛状结构（二）单链结构（三）双链结构（四）层状结构（五）架状结构总的来看，矿物抵抗风化的能力和稳定性的大小，主要和四面体的连接程度、盐基性强弱四面体与铝氧四面体的相对含量有关。原生硅酸盐矿物稳定性的实际情况和上述原一致的。这种四面体相互联结的程度与矿物的稳定性有密切关系。从硅氧四面体的联结程度来看，矿物稳定性大小，即风化难易的次序是：架状结构＞层状结构＞双链结构＞单链结构＞岛状结构（石英、长石）（云母、滑石）（角闪石）(辉石)（橄榄石）成土母质指岩石风化后形成的疏松碎屑物，通过成土过程可发育为土壤。可分为残积母质和运积母质。这种物质是形成土壤的基础，因此称为成土母质，简称母质。第三节成土母质与类型一、成土母质的特性1．表面积的增加2．孔隙性的发展3．植物营养元素的释放二、成土母质形成的阶段性根据元素的迁移情况，成土母质的形成大致经过4个阶段：总之，成土母质虽然与岩石有了较大区别，但仍不具备土壤最基本的特性——土壤肥力，成土母质不是土壤，只是为土壤的形成提供了物质条件。2．钙积阶段这一阶段大部分氯和硫已淋失，Ca、Mg、K、Na等元素大部分保留下来，有些钙游离出来，形成碳酸钙，往往沉积在碎屑孔隙内，母质呈中至碱性反应。黑钙土、栗钙土等土类的发育就停留在这一阶段。1．碎屑阶段是岩石风化的最初阶段，物理风化占优势，化学风化不明显，只有氯和硫元素发生移动，母质中主要是碎屑物质，其成分基本上与母岩一致。4．铝阶段（富铝化类型）这一阶段母质中的盐基和硅酸全部淋失，残留的只是硅和铝的氧化物，形成鲜明的红色，母质呈酸性至强酸性。我国华南的红壤、砖红壤的成土母质发育至此阶段。3．酸性铝硅阶段（硅铝化类型）这一阶段的母质中Ca、Mg、K、Na都受到淋失，同时硅酸盐和铝硅酸盐中的硅酸也部分淋失，母质呈酸性反应，颜色以棕或红棕色为主，黄棕壤及部分棕色成土母质的发育至此阶段。●坡积物坡积物是基岩风化物被雨水或融雪水在重力作用下，沿斜坡运行，堆积在山坡和山麓的一种运积母质。肥力较高。三、成土母质的类型●原积物原积物也称残积物。指基岩风化后残留于原地的物质。母质的性质受母岩影响较大，一般上层颗粒细，下层粗，逐渐过渡到母岩层。●湖积物湖积物指原湖泊底部的沉积物质，以后由于湖水位的下降或陆地上升而出露的一种母质。●洪积物是山洪夹杂泥沙和碎石沉积在山前谷口一带的一种运积母质。洪积母质往往形成扇形，称为洪积扇。洪积物的母质层较深厚，养分丰富，形成的土壤肥力较高。●冲积物冲积物指被河水或山溪水搬运而沉积的物质。冲积物因流域广，成分复杂，养分也比较丰富。●黄土及黄土状物质黄土是由风搬运沉积的第四纪陆相粉砂质富含碳酸钙的土状沉积物。黄土形成的土壤肥力一般较高。●浅海沉积物浅海沉积物指河流携带泥沙，在海岸边沉积的物质。●风积物风积物是经风搬运而堆积的物质，如风成砂和黄土。形成的土壤肥力低。一般风积物多为砂丘、砂岗等。●冰川沉积物和冰水沉积物冰川沉积物由冰川搬运的粉砂、沙砾石和漂砾等混合的非层状沉积的物质。冰水沉积物指由冰川搬运，以后为冰川融水的水流所分选、沉积物质。在我国分布较广，但多不连续，呈小片分布。●第四纪红色粘土指第四纪温暖潮湿气候下形成的红色粘质残积物或运积物。质地粘重，呈红色、棕红色，养分含量少，酸至强酸反应。