风化壳是如何形成的?土壤又是如何在风化壳的基础上演变而来的

风化壳是如何形成的?土壤又是如何在风化壳的基础上演变而来的,第1张

风化壳定义:

地球表面岩石被风化后形成的残积层。是岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互作用的产物。

我的理解:风化就是岩石变破碎

风化分物理风化、化学风化、生物风化

物理风化表现为水的冻融和温度变化

水的冻融,在一些冷一点的地方或者寒冷的季节,夜晚结冰,冰体积膨胀,导致岩石裂缝增大,白天水融化,深入缝隙。晚上。。。在这个过程中,岩石的裂隙越来越大,而变得破碎。

温度变化:岩石导热性差,白天外表先热,而膨胀,岩石内部冷,还未膨胀。表面会胀裂。夜晚外部先冷却,内部还未冷,处于膨胀状态,因此外表被崩裂。

化学风化主要是石灰岩含有碳酸钙遇水被融蚀

生物风化,例如植物根须对岩石的破坏。

风化产物留在原地就形成了风化壳。

土壤就是风化壳。

土壤是岩石经过风化后,经复杂的物理化学变化,再经过群落的演替,而逐渐形成的。一般历史时期,气候温暖湿润,植物茂密的地方,土壤层就比较厚。相反向青藏高原土壤就贫瘠

红泥土是酸性土,它的透气度是非常好的,并且土质十分疏松。栽培植物的时候,不会像碱性土壤那样容易板结,对植物根系的生长有很大的帮助。这种土的保水性一般都是很好的,压缩性也是非常低的,用手捏之后很容易就散开。

常见的有茉莉、栀子花、夹竹桃、杜鹃、含笑花、山茶花等,这些植株都可以选择种在红泥土中,很怕在碱性土中生长。

红色土形成特点

(一)原生矿物风化强烈:沙粒矿物组成中,长石含量越多,风化度越弱。反之,风化度越强。

(二)风化淋溶度较高:红色土因形成年代和母质不同,其相应的二氧化硅、氧化钙、三氧化二铝等含量不同。此外,红色土形成年代越久,风化淋溶度则越强。

(三)铁的游离度高:红色土在地球化学风化过程中释放出大量游离铁锰,成为铁锰水合氧化物。在明显的干湿交替气候条件下,游离铁脱水后结晶为赤铁矿,将风化壳染成红色。

在淋溶淀积过程中,一部分游离铁锰在土壤结构面上淀积形成铁锰胶膜(铁化为主),一部分游离铁锰浓聚而形成铁锰结核。

风化作用是指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化而在原地形成松散堆积物的全过程。根据风化作用的因素和性质可将其分为三种类型:物理风化作用、化学风化作用、生物风化作用。

岩石是热的不良导体,在温度的变化下,表层与内部受热不均,产生膨胀与收缩,长期作用结果使岩石发生崩解破碎。在气温的日变化和年变化都较突出的地区,岩石中的水分不断冻融交替,冰冻时体积膨胀,好像一把把楔子插入岩石体内直到把岩石劈开、崩碎。以上两种作用属物理风化作用。

岩石在各种风化营力作用下,所发生的物理和化学变化的过程称为岩石风化。它包括岩石所感受的风化作用及其所产生的结果两个方面。与其它动力地质作用相比较,引起岩石风化的营力很多,但主要的是太阳热能、水溶液( 地表、地下及空气中的水) 、空气( 02及 C02等) 及生物有机体等。 

岩石中的矿物成分在氧、二氧化碳以及水的作用下,常常发生化学分解作用,产生新的物质。这些物质有的被水溶解,随水流失,有的属不溶解物质残留在原地。这种改变原有化学成分的作用称化学风化作用。

此外植物根系的生长,洞穴动物的活动、植物体死亡后分解形成的腐植酸对岩石的分解都可以改变岩石的状态与成分。

岩石风化作用与水分和温度密切相关,温度越高,湿度越大,风化作用越强;但在干燥的环境中,主要以物理风化为主,且随着温度的升高物理风化作用逐渐加强;但在湿润的环境中,主要以化学风化作用为主,且随着温度的升高化学风化作用逐渐加强。物理风化主要受温度变化影响,化学风化受温度和水分变化影响都较大。从地表风化壳厚度来看,温度高,水分多的地区风化壳厚度最大。土壤是在风化壳的基础上演变而来的。

在地表或近地表改变岩石物理和化学状态而不一定侵蚀或搬运其产物的一些过程,综合起来叫做岩石风化作用(Rock weathering)。风化作用是由外力主要是由太阳能所引起的。它不能形成特殊的地形,只能对形成地形的岩石改造和破坏,因而对地形和第四纪沉积物的形成会产生一定的影响。

风化作用的深度,局限于外力过程所能够达到的深度。该深度与风化作用的强度是正比,大部分地区在10m以下,已知最大风化作用深度发生于热带,其下限是地下水最深的循环深度,大致为1km。

风化作用的主要特点是岩石在原地破坏或蜕变,而未被搬运。当然,这只是相对意义的未被搬运。事实上,在风化作用进行的过程中,矿物的溶解、溶液的循环和微粒的迁移,也是一种微观的搬运。

风化作用破坏岩石的构造,改变岩石的矿物成分,在原地形成残积物。风化作用虽然不能形成特殊的地形,但由于它促进了剥蚀作用和堆积作用,对剥蚀地形和堆积地形的形成和发展,却起着广泛的潜在的作用。

风化作用基本分为机械风化(物理风化)和化学风化两类。生物风化作用是物理和化学风化作用的综合。机械风化又叫做崩解(disintegration),意指岩石碎块分离或分散开来而没有蜕变。化学风化作用,又叫做分解作用(dicomposition),主要指组成岩石的矿物颗粒的化学成分的改变。风化作用研究得越深入,介于机械风化和化学风化作用之间的差别就越不清晰。在地貌第四纪地质学中常常首先研究机械风化作用,因为在岩石与空气、水和生物发生化学作用之前,一般都需要机械破坏。

机械破碎作用受岩石构造裂隙和矿物颗粒之间或矿物颗粒中裂隙的控制。引起岩石进一步机械破坏和崩解的主要过程有:(1)压力解除后的差异膨胀;(2)热力膨胀和收缩;(3)裂隙和空隙中外来晶体的生长;(4)生长的和运动的生物所产生的机械压力。每种作用都以不同方式影响着不同岩石类型的机械风化作用。

化学风化作用是在一定近地表条件下,岩石中的矿物产生溶解和结晶、淋滤和沉淀、氧化和还原、水解和脱水等过程的综合。形成于高热和高压下的矿物,在地表易于受外来热化学反应以产生体积较大和密度较小的化合物。风化作用中最常见的是氧化作用,氧化作用是在矿物与水和空气中氧的相互作用,这种作用一般使其体积增大,其中含铁矿物与溶于水的氧反应尤为常见。其它风化作用有碳酸盐化作用,这是矿物与溶于水中的CO反应;水解作用是矿物与水的分解和反应;水化作用是矿物分子结构中增加水;盐基交换作用是在一种溶液和一种固体矿物之间的一个电子和离子的交换;螯化作用是一种矿物的离子进入有机化合物的一种生物矿化作用过程等。

地壳最上部发生风化作用的地带,叫做风化带。在风化带内,风化作用使岩石崩解、蜕变、形成了一种新的未经移动的松散堆积物,叫做残积物。

残积物有两种含义。一种是广义的,是指风化作用形成的各种类型的风化产物;另一种是狭义的,是指风化产物经水和其它动力将细粒的和可溶的物质带走而残留下来的较粗粒的和稳定的物质。这实际上是一种残留物。

由残积物所组成的覆盖于地壳表面的外壳,叫做风化壳。

影响风化作用的主要因素:气候因素;地形因素;地质因素

1、气候因素

气候对风化的影响主要是通过温度和雨量变化以及生物繁殖状况来实现的。在昼夜温差或寒暑变化幅度较大的地区,有利于物理风化作用的进行。特别是温度变化的频率,比温度变化的幅度更为重要,因此昼夜温差大的地区,对岩石的破坏作用也大。炎夏的暴雨对岩石的破坏更剧烈。温度的高低,不仅影响热胀冷缩和水的物态,而且对矿物在水中的溶解度、生物的新陈代谢、各种水溶液的浓度和化学反应的速度等都有很大的影响。

2、地形因素

在不同的地形条件(高度、坡度和切割程度)下,风化作用也有明显的差异,它影响着风化的强度,深度和保存风化物的厚度及分布情况。在地形高差很大的山区,风化的深度和强度一般大于平缓的地区;但因斜坡上岩石破碎后很容易被剥落、冲刷而移离原地,所以风化层一般都很薄,颗粒较粗,黏粒很少。在平原或低缓的丘陵地区,由于坡度缓,地表水和地下水流动都比较慢,风化层容易被保存下来,特别是平缓低凹的地区风化层更厚。一般说来,在宽平的分水岭地区,潜水面离地表较河谷地区深,风化层厚度往往比河谷地区的厚。强烈的剥蚀区和强烈的堆积区,都不利于化学风化作用的进行。沟谷密集的侵蚀切割地区,地表水和地下水循环条件虽好,风化作用也强烈,但因剥蚀强烈,所以风化层厚度不大。山地向阳坡的昼夜温差较阴坡大,故风化作用较强烈,风化层厚度也较厚。

3、地质因素

岩石的矿物组成、结构和构造都直接影响风化的速度、深度和风化阶段。岩石的抗风化能力,主要是由组成岩石的矿物成分所决定的。造岩矿物对化学风化的抵抗能力是不同的,也就是说,它们在地表环境下的稳定性是有差异的。从岩石的结构上看,粗粒的岩石比细粒的容易风化,多种矿物组成的岩石比单一矿物岩石容易风化,粒度相差大的和有斑晶的都比均粒的岩石容易风化。就岩石的构造而言,断裂破碎带的裂隙、节理、层理与页理等都是便于风化营力侵入岩石内部的通道。所以,这些不连续面(也可以称为岩石的软弱面)在岩石中的密度越大,岩石遭受风化就越强烈。风化作用会沿着某些张性的长大断裂深入到地下很深的地方,形成所谓的风化囊袋。

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