《工程地质》
地表水流的地质作用
风化作用的类型
风化作用的类型
?风化作用的概念与研究意义
?物理风化作用
?化学风化作用
?生物风化作用
?物理风化与化学风化的关系
?风化作用：地壳表层的岩石，在大气、水的联合作用以及温度变化、生物活动等影响下，产生物理或化学变化，发生崩解，在原地形成松散堆积物的过程。
?引起这些作用发生的风化因素统称为风化营力；被风化的岩石圈表层称为风化壳。
?风化作用非常普遍，风化作用促使岩石的原有裂隙扩大，产生新的风化裂隙，使岩石的整体性遭到破坏，导致强度和稳定性降低，带来一系列工程地质问题
风化作用的概念与研究意义
?根据自然因素的不同，可以把风化作用分为物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用三类
?物理风化作用：岩石在自然因素作用下发生机械破碎，无明显的成分改变，又称机械风化作用。
?使岩石产生物理风化的自然因素主要有温度变化、冰劈作用和盐类结晶膨胀等
。
物理风化作用
温差风化
①温度变化引起岩石表里不协调的膨胀和收缩作用；②组成岩石的不同矿物热膨胀系数不一致。
物理风化作用
物理风化作用
球状风化
充填在岩石裂隙中的水分结冰后体积增大，使岩石裂
隙加宽、加深，称为冰冻风化，也叫冰劈作用。
物理风化作用
?化学风化作用：长期暴露在地表及接近地表的岩石，受到空气和水中各种化学成分的作用，原有岩石的矿物成分不断发生变化，原有成分被破坏，产生新成分。
?常见的化学作用有：溶解作用、水化作用、水解作用、氧化作用、碳酸化作用等
化学风化作用
溶解作用：
?矿物被水溶解，流失，使岩石空隙增加。溶解作用的结果使易溶盐类随水溶失，难溶盐类残留原地，岩石孔隙增加，有利于机械风化剥蚀作用的进行。
?卤化物、硫酸盐＞碳酸盐＞硅酸盐。
CaCO3+H2O+CO2→Ca(HCO3)2→Ca2++2HCO3
化学风化作用
水化作用：体积增大，使岩石涨裂；新形成的含水矿物强度低于原来的无水矿物，对抵抗风化不利。
?Fe2O3+nH2O→Fe2O3·nH2O
?赤铁矿褐铁矿
?CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O
?硬石膏石膏
化学风化作用
水解作用：
水中的H+或OH-离子和矿物中的离子间的化学反应，形成含OH-的新矿物。
4KAlSi3O8+6H2O→A14[Si4O10](OH)8+8SiO2+4KOH
正长石高岭石
其结果是氢氧化钾和SiO2成真溶液或胶体溶液被水带走，高岭石呈松散物残留原地。在潮湿气候下高岭石还会进一步水解成铝土矿和SiO2。SiO2同样会被水带走，残留原地的是铝土矿。
化学风化作用
?氧化作用：指大气圈中的氧或溶于水中的氧与组成岩石、矿物的元素之间的化学作用。
?有机质、低价氧化物和硫化物最易被氧化。如：
?4FeS2+15O2+mH2O→2Fe2O3·nH2O＋8H2SO4
?黄铁矿褐铁矿
?还原环境形成的低价元素在氧化环境中变成高价元素：
?磁铁矿(Fe3O4)→褐铁矿2Fe(OH)3
?以上过程对含铁(丰度大)矿物风化和铁矿形成有意义。
化学风化作用
?碳酸化作用：水中CO2从矿物中夺走盐基，破坏了原有岩石中的矿物，生成新的碳酸盐。
?水中的CO2→CO一和HCO一3
?与矿物中Na、K、Ca等金属离子反应变成碳酸盐→随水迁移。
?4K[AlSi3O8]+4H2O+2CO2→Al4(Si4O10)(OH)8+8SiO2+2K2CO3
?钾长石高岭石胶体真溶液
?斜长石也易发生碳酸盐化，它是火成岩中长石变成粘土矿物而使火成岩发生风化的本质原因。
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化学风化作用
?生物活动而引起的岩石破坏作用称为生物风化作用。
?可以分为生物物理风化作用和生物化学风化作用两种基本形式。
?生物物理风化是指由于生物产生的机械力造成的岩石破碎。根劈、动物挖掘、人类破坏。
生物风化作用
?生物化学风化是指由于生物产生的化学成分造成岩石成份改变的过程。
?生物化学作用主要由生物在新陈代谢过程中分泌的物质以及生物在遗体腐烂或分解的过程中产生的物质引起的。在这些物质当中相当一部分是有机酸，可以分解岩石或土壤中的矿物。
生物风化作用
作用类型:
A根劈作用(生物的物理风化作用)
B新陈代谢作用产物的破坏(生物的化学风化作用)
C腐烂分解产