第四章外力風與風化作用

外動力地質(zhì)作用外動力地質(zhì)作用的主要任務(wù)就是削高補低，重塑地表形態(tài)并產(chǎn)生相應(yīng)的地質(zhì)產(chǎn)物——沉積物學習要點何謂外動力地質(zhì)作用？外動力作用指以太陽能為主、重力參與所驅(qū)動的地球過程。在形式上分別表現(xiàn)為風的作用、海洋與湖泊作用、河流與地下水作用、冰川與重力作用；在過程上則依次表現(xiàn)為風化作用，剝蝕作用，搬運作用和沉積作用。外動力地質(zhì)作用類型按地質(zhì)營力分：地面流水地質(zhì)作用、海洋地質(zhì)作用、地下水地質(zhì)作用、風的地質(zhì)作用、湖泊地質(zhì)作用、冰川地質(zhì)作用、生物地質(zhì)作用等。按作用程序分：風化作用、剝蝕作用、搬運作用、沉積作用。成巖作用是介于內(nèi)、外作用之間的一個特殊階段風化作用

風化作用是指在地表條件下，由于太陽，大氣，水，生物等的作用，使巖石在原地遭受破壞的地質(zhì)作用。

根本原因：巖石在新的環(huán)境下調(diào)整達到新的平衡狀態(tài)。風化作用是所有外動力地質(zhì)作用得以發(fā)生的序幕。

風的地質(zhì)作用≠風化作用§1風化作用類型物理風化作用化學風化作用生物風化作用§1風化作用方式

物理風化（脹縮交替）溫差、冰劈、鹽類結(jié)晶與潮解等

化學風化（化學反應(yīng)）溶解、氧化、水化、水解和碳酸化

生物風化（生命活動）生物物理和生物化學過程1.物理風化作用定義：巖石和礦物主要受溫度變化等因素影響，在原地發(fā)生機械破碎而無明顯化學改變的過程。物理風化的主要方式1.溫差風化：巖石表層溫度的周期性變化使巖石崩解，多在溫差大的干旱和半干旱地區(qū)發(fā)生。2.冰劈作用：巖石裂隙中的水結(jié)冰后體積膨脹,溶化后體積變小，再加入水，然后再次膨脹,長期反復作用引起巖石破裂。主要發(fā)生有高緯度及高山區(qū)。3.鹽類的結(jié)晶與潮解作用：與冰劈類似。鹽類結(jié)晶使體積增大，多發(fā)生在干旱及半干旱地區(qū)。物理風化作用的產(chǎn)物定義：地表附近巖石和礦物因化學反應(yīng)，而使其成分和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的過程。2.化學風化作用化學風化的主要方式:氧化作用:

礦物與大氣或水中的氧化合生成氧化物的作用。如：

4FeS2(黃鐵礦)+19O2+mH2O

2Fe2O3.nH2O+8H2SO4溶解作用:

鹵化物、硫酸鹽、碳酸鹽等礦物易溶于水的作用。最常見是碳酸鹽礦物溶于含CO2的水溶液中，如：

CaCO3(方解石)+H2O+CO2

Ca(HCO3)2水解作用:水中H

和OH

離子置換礦物在水中離解出的離子的作用。如4K[AlSi3O8](鉀長石)+6H2O

Al4[Si4O10](OH)8(高嶺石)+8SiO2(蛋白石膠體)+4K(OH)(溶液)水化作用：水分子結(jié)合到礦物晶格中變成為含水的新礦物。如Fe2O3(赤鐵礦）+nH2O

Fe2O3nH2O（褐鐵礦）化學風化的主要方式:定義：生物在生命活動中引起巖石的分解和破壞作用。3.生物風化作用生物機械風化作用:

根劈作用；人類活動。2.

生物化學風化作用:生物的分泌物和死亡后遺體腐爛分解產(chǎn)物對巖石和礦物的破壞作用。化學風化的主要方式1）巖石成分對風化作用的影響：元素的遷移能力：某些元素易于從礦物中析出。如K、Ca、Na、Mg等，有些不易析出，如Al、Fe、Ti及SiO2等。礦物的抗風化能力：淺色或無色礦物抗風化能力大于深色礦物；表層形成的礦物比地下深處高溫高壓環(huán)境中形成的礦物耐風化；巖漿巖礦物中抗風化能力與結(jié)晶順序相反。4.影響風化作用的因素?

礦物抗風化序列：自然元素>氧化物、氫氧化物>硅酸鹽、硫化物>硫酸鹽、鹵化物?

造巖礦物抗風化序列：石英>白云母>正長石>黑云母（酸性斜長石）>角閃石（中性斜長石）>輝石（基性斜長石）>橄欖石花崗閃長巖中閃長巖包體差異風化現(xiàn)象差異風化現(xiàn)象：在相同風化條件下由于巖性的不同導致風化速度不同，使巖石表面出現(xiàn)凸凹不平的現(xiàn)象2）巖石結(jié)構(gòu)、裂隙度的影響：巖石中礦物顆粒大小、孔隙度、裂隙度等均會對巖石的風化產(chǎn)生影響。通常顆粒大者易風化，裂隙發(fā)育者易風化。

球形風化現(xiàn)象：巖石中因發(fā)育多組裂隙，在風化作用下趨于球形化的現(xiàn)象。常見于較細、均質(zhì)巖石中，如粉砂巖、凝灰?guī)r、火山熔巖中。細砂巖、中淺層侵入巖等巖性均一的巖石最易發(fā)生3）氣候的影響：炎熱潮濕區(qū)化學生物風化作用十分強烈，干旱、半干旱區(qū)以溫差風化為主，寒冷冰凍區(qū)以冰劈作用為主。

氣候?qū)︼L化作用的程度、類型和深度影響也是顯著的4）地形條件：地形高低造成氣候垂直分帶；陽坡比陰坡風化作用強風化殼：由殘積物和土壤在陸地上構(gòu)成的，厚薄不均的不連續(xù)薄殼。古風化殼：地質(zhì)時期形成、已經(jīng)成巖但仍保留相應(yīng)特征的風化殼風化殼的垂直分帶結(jié)構(gòu)：土壤層、殘積層、半風化層§5風化殼的組成與結(jié)構(gòu)風化殼的垂向結(jié)構(gòu)土壤層：經(jīng)過生物風化作用的改造而富含腐殖質(zhì)的殘積物。殘積層：經(jīng)長期物理和化學風化作用后殘留在原地的風化產(chǎn)物。半風化層：遭受初步風化作用影響、巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和成分尚未發(fā)生徹底變化的巖石部分現(xiàn)代風化殼剖面土壤層殘積層半風化層腐殖質(zhì)是一種復雜化合物的混合物，通常呈黑色或棕色，性質(zhì)為膠體狀。它具有比土壤無機組成中粘粒更強的吸持水分和養(yǎng)分離子的能力，因此，少量的腐殖質(zhì)就能顯著提高土壤的肥力。

風化作用的元素序列與發(fā)展階段昆侖山頂風化殼古風化殼現(xiàn)代風化殼風化殼與土壤腐殖質(zhì)層（O）淋溶層（A）淀積層（B）半風化層（C）O、A、B層合稱為土體，是成土作用最為活躍的層次和真正意義上的土壤層。風的地質(zhì)作用風是空氣的水平運動。它起源于太陽對大氣的幅射，形成于不同的緯度分帶和地理分區(qū)。風是導致沙漠化，風成黃土與風災的直接原因之一。大氣系統(tǒng)是一個受到多種不確定因素影響的復雜系統(tǒng)；因此氣候變化的長期行為是不可預測的。多發(fā)生于植被稀少、地表物質(zhì)疏松、蒸發(fā)量遠大于降雨量的干旱地區(qū)。是一種純機械性作用，即風的侵蝕、搬運、沉積均以機械方式進行。風是氣體介質(zhì)，多無固定的流動路線；風速和風向變化大。

§1風的地質(zhì)作用特點在海洋與陸地交界的部位，會產(chǎn)生一種特殊的“海陸風”。主要成因是源于海洋與陸地的熱容不同，導致了相互間溫度的不同步變化，從而產(chǎn)生了晝夜風向不同的海陸風。海陸風的形成與運動1.大氣的結(jié)構(gòu)

大氣圈在垂直和水平兩個方向上分別存在著非均一現(xiàn)象，據(jù)此可以對大氣進行垂向和水平劃分。對流層是大氣圈的最下一層，平均厚度為10km左右，厚度不到大氣圈的1％，但集中了大氣質(zhì)量的3／4，大氣水汽的90％。主要天氣現(xiàn)象如云、霧、雨、雪、雹都形成在此層內(nèi)。風的地質(zhì)作用也因此而起。2.大氣的運動大氣的運動既有垂直方向，也有水平方向的。前者可形成大氣環(huán)流，后者則形成氣旋和風。大氣的運動是在氣壓梯度的驅(qū)動下發(fā)生和維持的。大氣每時每刻都在不停地運動著，其運行是極其復雜和多變的。大氣環(huán)流就是大氣運動的基本形式之一，可以按運動方向分為水平環(huán)流和垂向環(huán)流，按地理方向分為經(jīng)圈環(huán)流和緯圈環(huán)流。大氣環(huán)流平均經(jīng)圈環(huán)流平均緯圈環(huán)流

太陽輻射造成高低緯之間的溫度差異，形成低緯低壓和高緯高壓的局面，進而產(chǎn)生了高低緯之間的氣壓梯度。在氣壓梯度的控制下，赤道附近空氣受熱膨脹上升，高空空氣流向兩極；在極地空氣冷卻下沉，向低緯地區(qū)流動，于是形成南北方向高低緯之間的大氣環(huán)流圈。大氣環(huán)流的實質(zhì)——熱對流厄爾尼諾與拉尼娜

厄爾尼諾(ElNino)是一種異常性災害天氣現(xiàn)象。泛指某些年份圣誕節(jié)前后，南美秘魯和厄瓜多爾附近出現(xiàn)的尺度為幾千km的赤道東太平洋上海面溫度的異常增溫現(xiàn)象。厄爾尼諾現(xiàn)象之后往往出現(xiàn)赤道東太平洋上溫度異常變冷現(xiàn)象，稱為拉尼娜（LaNina）現(xiàn)象。吹蝕作用：風將地表松散物質(zhì)吹離原地的過程。對象主要為粘土—粉沙級的松散物質(zhì)。磨蝕作用：風攜帶的沙粒對地表巖石的沖擊、磨擦使其破壞的作用。風的含沙量具明顯的垂直分帶性，絕大部分沙粒集中在距地面30cm范圍內(nèi)，尤其是10cm以下，故風的磨蝕作用主要發(fā)生在30cm的高度內(nèi)§2風的侵蝕作用風蝕作用的產(chǎn)物包括風蝕的巖石和風蝕地形兩種風蝕作用改造的巖石有：風棱石；蜂窩石；蘑菇石等風蝕作用形成的地形有：風蝕洼地；風蝕谷；風蝕殘丘等風蝕作用的產(chǎn)物風蝕作用的產(chǎn)物蘑菇石風蝕作用產(chǎn)物示意圖風蝕作用的產(chǎn)物“駱駝”石風蝕作用的產(chǎn)物風棱石風棱石風蝕地貌新月形沙丘風蝕地貌新月形沙丘月牙湖風蝕地貌風城定義：風將碎屑物攜帶至它處的過程。由于風是氣體，密度小，其搬運力通常不大，但有其獨特的特征：1.風主要搬運沙級以下的物質(zhì)（粒徑＜2mm）。但風暴的搬運量和搬運距離可很大（幾百萬噸、上萬公里）。細小的懸浮物可環(huán)球旅行.§3風的搬運作用2.在風的搬運過程中，特別在定向風的作用下，搬運物的分選性非常明顯。通常，推移（滾動）粒徑＞2mm、躍移物粒徑2—0.2mm（距地面30cm）、懸移物粒徑＜0.2mm。3.因風是氣體，風運物更容易碰撞、磨圓磨細。風的搬運方式風的沉積作用：當風速的降低，紊流的上舉速度低于沙粒的沉降速度時，沙粒和塵土便堆積下來形成的風積物的過程從風源區(qū)順著風的前進方向，沉積物由礫逐漸成為粉塵，并具明顯分帶性，同一帶中的沉積物粒度相等，分選性很好§4風的沉積作用風積物主要分為兩類：一類為沙級（2-0.05mm）稱風成沙；一類為粉沙和粘土（粒度＜0.05毫米）稱風成黃土。風成沙和風成黃土在空間分布上有嚴格的規(guī)律性，其生成條件也不同。風積物分選性極好，大多數(shù)顆粒直徑為0.1-1mm;磨圓度好,顆?；旧蠠o棱角