矿物岩石的风化和土壤形成.doc

矿物岩石的风化和土壤形成第二章矿物岩石的风化和土壤形成主要教学目标:使学生了解由岩石经过风化形成母质,再由母质发育成土壤的过程。在学习过程中要特别注意什么是母质,母质与土壤有什么区别以及土壤层次的发育顺序。第一节风化作用风化作用任何事物只是处于它生存的环境时才能稳定。而地表的矿物岩石处于和它形成时的不相同的外界条件时,这种稳定性被破坏,从而发生变化,这就是矿物岩石的风化。二、风化作用的类型1、物理风化:由物理作用引起的矿物岩石发生物理变化的过程。又叫机械崩解作用。影响因素:温度变化,水分冻结,风力,流水,冰川的摩擦力等。风化的结果使大岩石变成碎块,增大接触面,更利于化学风化进行。2、化学风化:岩石的矿物成分发生化学成分和性质的变化。主要因素:水、二氧化碳、氧气等主要化学风化作用的类型有4个:溶解作用:矿物在水中溶解的过程。造岩矿物的溶解度大小顺序为:方解石>白云石>橄榄石>辉石>角闪石>斜长石>正长石>黑云母>白云母>石英。水化作用:矿物与水相结合。如赤铁矿变成褐铁矿。水解作用:矿物与水相遇,引起矿物分解并形成新矿物。如正长石水解后释放出钾离子,变成了高岭石。氧化作用:二价铁氧化成三价铁。使许多矿物和岩石表面染成红褐色。3、生物风化:生物作用使岩石就地引起的破坏。主要因素:根系的压力和根系分泌物10-15磅/cm2微生物分解有机质产生酸,三、岩石风化的产物包括三部分:1、可溶性盐:硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氯化物等2、合成次生矿物:如伊利石,蒙脱石,高岭石等粘土矿物,以及铁铝的氧化物和氢氧化物。3、残余的碎屑:难风化的矿物和各种岩屑。四、矿物风化的难易1、影响因素:外界环境条件和矿物本身的成分和结构。2、外界条件相同时,矿物风化的相对稳定性,由易到难顺序为:石膏,方解石<辉石<角闪石<黑云母<斜长石<正长石<白云母<石英<粘土矿物影响岩石风化难易的因素:1、矿物的组成、结构和构造2、形成时的热力条件与目前所处环境的差异3、岩石的节理和裂隙发育状况。在有棱和角的地方,岩石的自由表面积最大,首先遭受风化,棱角首先消失变成球形,这种现象称为球状风化。第二节风化产物的类型风化产物的生态类型有五种:硅质风化物:硅质组成或硅质胶结的岩石。石英岩,硅质砾岩,石英砂岩风化物的厚度极薄,砂质,多石砾,各种营养元素也十分贫乏,分散的石英颗粒及岩石碎屑保水能力很低。酸性土壤。长石质风化物:花岗岩,正长岩,正长斑岩,流纹岩,粗面岩,长石砂岩厚层砂壤质或壤质风化物。发育的土壤通透性能良好,植物需要的磷、钾、钙、镁等营养元素比较丰富,土壤常呈微酸性反应。3、铁镁质风化物:安山岩,闪长岩,闪长玢岩,玄武岩,辉长玢岩风化层较厚,质地为壤质或稍粘重,含有大量的钙、镁、磷扽元素,惟钾的含量较少。土壤养分状况良好,保水性能强,但通气状况较花岗岩风化物稍差,较湿润地区(中性),干旱地区(微碱性)。4、钙质风化物:大理岩,石灰岩,白云岩风化物是由岩石中的少量粘土矿物等残留堆积而成,在干旱或水土流失地区所形成的风化层很薄,质地黏重。多具石灰物质,呈中性质微碱性反应,土质黏实,土壤易干旱。5、未成岩类物质:黄土,次生黄土,软页岩,板岩,页岩,粉砂岩,泥炭物质。这类物质不是某一类岩石的风化物,而是包括多种来源的矿物质或有机物的堆积物。这类堆积物未经成岩硬结作用,一般均具有疏松多孔的特性。风化产物的地球化学类型1、碎屑类型:在干旱的荒漠,寒冷的高山地带,主要是碎屑、岩块。2、钙化类型:降水量多,半干旱,半湿润,有一部分盐类流失,残留了很多碳酸盐类和粘土矿物3、硅铝化类型:温带和暖温带,化学物理风化强烈,形成了伊利石、蒙脱石等粘土矿物,土壤呈中性或微酸性4、富铝化类型:热带、亚热带的潮湿地区,剩下大量Fe,Al,形成高岭石,三水铝石,赤铁矿三、风化产物的母质类型岩石风化形成的成土母质,有的堆积在原处,但大多数风化产物在外力用下(重力、水流、风力、冰川等)搬运到其他地方,形成各种沉积物。根据搬运方式和沉积特点将母质分为定积母质和运积母质。1、定积母质:又叫残积母质,就地风化而未经搬运的岩石风化物,多分布在山区较平缓的高地。母质特点为:颗粒粗,厚度薄,母质疏松,通透性好。2、运积母质,又细分为:(1)坡积母质:山坡上部的风化物,在雨水的冲刷下,其中一些较细小的碎屑发生搬运,并在山坡的中下部发生堆积,形成坡积母质。母质特点:颗粒粗细不匀,其中石砾含量较高,矿物成分不稳定。(2)洪积母质:又叫洪积物或洪积扇,主要是由于洪水搬运沉积。母质特点:粗细混杂,分选性差,在山口处以砾石、粗砂为主,向外逐渐为细砂和粘土,土层薄,易透水。(3)冲积母质或冲积物,这种母质是由于风化物在河水的侵蚀、搬运和堆积作用下形成的。母质特点:有明显的层理,而且各层中的颗粒粗细均匀。此外还有风积母质、海水沉积母质、湖