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化学风化作用在哪种气候下进行最快

发布时间:2021-06-20 10:01:33

1、哪四种东西会影响岩石的风化速度??急!!!

岩石的风化 岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的现象。导致上述现象的作用称风化作用。分为:①物理风化作用。主要包括温度变化引起的岩石胀缩、岩石裂隙中水的冻结和盐类结晶引起的撑胀、岩石因荷载解除引起的膨胀等。②化学风化作用。包括:水对岩石的溶解作用;矿物吸收水分形成新的含水矿物,从而引起岩石膨胀崩解的水化作用;矿物与水反应分解为新矿物的水解作用;岩石因受空气或水中游离氧作用而致破坏的氧化作用。③生物风化作用。包括动物和植物对岩石的破坏,其对岩石的机械破坏亦属物理风化作用,其尸体分解对岩石的侵蚀亦属化学风化作用。人为破坏也是岩石风化的重要原因。岩石风化程度可分为全风化、强风化、弱风化和微风化4个级别。 大约在200年前,人们可能认为高山、湖泊和沙漠都是地球上永恒不变的特征。可现在我们已经知道高山最终将被风化和剥蚀为平地,湖泊终将被沉积物和植被填满,沙漠会随着气候的变化而行踪不定。地球上的物质永无止境地运动着。暴露在地壳表面的大部分岩石都处在与其形成时不同的物理化学条件下,而且地表富含氧气、二氧化碳和水,因而岩石极易发生变化和破坏。表现为整块的岩石变为碎块,或其成分发生变化,最终使坚硬的岩石变成松散的碎屑和土壤。矿物和岩石在地表条件下发生的机械碎裂和化学分解过程称为风化。由于风、水流及冰川等动力将风化作用的产物搬离原地的作用过程叫做剥蚀 地表岩石在原地发生机械破碎而不改变其化学成分也不新矿物的作用称物理风化作用。如矿物岩石的热胀冷缩、冰劈作用、层裂和盐分结晶等作用均可使岩石由大块变成小块以至完全碎裂。化学风化作用是指地表岩石受到水、氧气和二氧化碳的作用而发生化学成分和矿物成分变化,并产生新矿物的作用。主要通过溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式进行。 虽然所有的岩石都会风化,但并不是都按同一条路径或同一个速率发生变化。经过长年累月对不同条件下风化岩石的观察,我们知道岩石特征、气候和地形条件是控制岩石风化的主要因素。不同的岩石具有不同的矿物组成和结构构造,不同矿物的溶解性差异很大。节理、层理和孔隙的分布状况和矿物的粒度,又决定了岩石的易碎性和表面积。风化速率的差异,可以从不同岩石类型的石碑上表现出来。如花岗岩石碑,其成分主要是硅酸盐矿物。这种石碑就能很好地抵御化学风化。而大理岩石碑则明显地容易遭受风化。 气候因素主要是通过气温、降雨量以及生物的繁殖状况而表现的。在温暖和潮湿的环境下,气温高,降雨量大,植物茂密,微生物活跃,化学风化作用速度快而充分,岩石的分解向纵深发展可形成巨厚的风化层。在极地和沙漠地区,由于气候干冷,化学风化的作用不大,岩石易破碎为棱角状的碎屑。最典型的例子,是将矗立于干燥的埃及已35个世纪并保存完好的克列奥帕特拉花岗岩尖柱塔,搬移到空气污染严重的纽约城中心公园之后,仅过了75年就已面目全非。 地势的高度影响到气候:中低纬度的高山区山麓与山顶的温度、气候差别很大,其生物界面貌显著不同。因而风化作用也存在显著的差别。地势的起伏程度对于风化作用也具普遍意义:地势起伏大的山区,风化产物易被外力剥蚀而使基岩裸露,加速风化。山坡的方向涉及到气候和日照强度,如山体的向阳坡日照强,雨水多,而山体的背阳坡可能常年冰雪不化,显然岩石的风化特点差别较大。 剥蚀与风化作用在大自然中相辅相成,只有当岩石被风化后,才易被剥蚀。而当岩石被剥蚀后,才能露出新鲜的岩石,使之继续风化。风化产物的搬运是剥蚀作用的主要体现。当岩屑随着搬运介质,如风或水等流动时,会对地表、河床及湖岸带产生侵蚀。这样也就产生更多的碎屑,为沉积作用提供了物质条件。 岩石在日光、水分、生物和空气的作用下,逐渐被破坏和分解为沙和泥土,称为风化作用。沙和泥土就是岩石风化后的产物。 一、岩石的风化现象。 岩石的疏松、剥落、裂缝这些都是岩石的风化现象。

2、什么是风化作用

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。

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。

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1、最常见的风化现象是岩石的球状分化,这是因为岩石的外层易发生成层裂开和鳞片状剥落的缘故,兼之岩石内常有相互交错的裂缝,沿裂缝风化最深,稜角磨得最圆。在悬崖陡坡上的岩石,因风化而发生崩落,裂解下来的石块沿山坡流动,最后在山坡脚下稳定的地方堆积下来,形成上尖下圆的锥形体,称倒石锥。

2、物理风化、化学风化和生物风化作用的综合产物是风化壳。一个发育成熟的风化壳中,硅酸盐矿物已完全分解,形成硅及三价金属的胶体氢氧化物,产生的典型矿物是游离的氢氧化铁和氢氧化铝(褐铁矿、水赤铁矿、针铁矿、铝土矿等,俗称铁帽),如华北中奥陶统灰岩之上的风化壳、广西下二叠统灰岩之上的风化壳等。

3、化学风化作用最强的自然带

地球表面化学风化作用最强的自然带是热带雨林带。
主要特征
①雨林组成种类丰富,高位芽植物占绝对优势,绝大多数属于热带区系成分,优势种不明显;
②群落结构复杂,林冠呈锯齿状,可分4-8层,但层次不明显;
③上层乔木树干高大,挺直,分枝少;
④大乔木常具支柱根和板状根;
⑤乔木常见有茎花现象;
⑥层外植物丰富、藤本和附生植物发达,常有绞杀植物;
⑦雨林植物终年生长发育,无共同的休眠期,群落外貌无明显的季相变化,但叶的更换、开花与结实仍有一定的发育周期性。
本段地理分布
热带雨林主要分布于赤道两侧(可达南、北回归线),可划分为三个区:美洲热带雨林区,面积最大,约为400×106公顷。主要分布于亚马孙河流域;印度-马来亚热带雨林区,是第二个大的雨林区,覆盖面积约为250×106公顷,呈带状分布;非洲热带雨林区,位于刚果河盆地。中国雨林主要分布于台湾岛南部、海南岛、广西和云南南部及西藏东南部的部分地区。因受热带季风气候影响,种类组成和群落结构都比典型雨林简单,是印度-马来亚雨林的北方边缘类型。
南美洲的亚马孙河流域、非洲的刚果盆地和几内亚湾海岸,以及马来群岛南部等地区,全年高温,雨量充沛。高温多雨的气候使树木生长异常茂密,树种繁多。树林里阴暗潮湿,叶尖经常滴水,所以称为"雨林"。丛林中,高大树上栖息着善于攀援的猩猩,猿猴,在河湖附近可以看到皮厚耐热的河马、大象等动物。

4、土的风化作用有哪三种类型,各有什么特征

土的风化作用有物理风化、生物风化、化学风化三种类型。

三中类型风化特征:

1、物理风化

物理风化是指岩石在温度变化、冻融、有机体、水、风和重力等物理机械作用下崩解、破碎成大小不一碎屑和颗粒的过程。

物理风化是最简单的风化作用,在沙漠地区尤其明显。

在有化学作用和生物作用参与的情况下,风化作用进行得更快,风化的过程和产物也更丰富多彩。

2、生物风化

生物对母岩的破坏方式既有机械作用(如根劈作用),也有生物化学作用(如植物、细菌分泌的有机酸对岩石的腐蚀作用),既有直接的作用也有间接的作用。

生物的化学风化作用是通过生物的新陈代谢和生物死亡后的遗体腐烂分解来进行的。植物和细菌在新陈代谢中常常析出有机酸、硝酸、碳酸、亚硝酸和氢氧化铵等溶液而腐蚀岩石。

生物特别是微生物的化学风化作用是很强烈的。据统计,每克土壤中可含几百万个微生物,它们都在不停地制造各种酸类,从而强烈破坏岩石。据估计,微生物对岩石所产生的总分解力远远超过全部动植物所具有的分解力,同时在微生物参与下可加速分解作用。

3、化学风化

化学风化是地壳表面岩石在水及水溶液的作用下发生化学分解的作用。主要有溶解、水化、水解、氧化和碳酸化等几种。包含岩石成分的改变,常常引致其形态的崩溃。这种风化会在一段期间反复发生。

在空间上具有高度的非连续性,这种非连续性广泛存在于从宏观、细观到微观的所有尺度。化学风化可增大水岩界面,提升矿物溶解反应的规模及速率。

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影响因素

一、气候条件

气候寒冷或干燥地区,生物稀少,寒冷地区降水以固态形式为主,干旱区降水很少。以物理风化作用为主,化学和生物风化为次。岩石破碎,但很少有化学风化形成的粘土矿物,以生物风化为主形成的土壤也很薄。

气候潮湿炎热地区,降水量大,生物繁茂,生物的新陈代谢和尸体分解过程产生的大量有机酸,具有较强的腐蚀能力,故化学风化和生物风化都十分强烈,形成大量粘土,在有利的条件下可形成残积矿床。可形成较厚的土壤层。

二、地形条件

地形影响气候,间接影响风化作用;另一方面,陡坡上,地下水位低,生物较少,以物理风化为主。 地势平坦,受生物影响较大,化学风化作用为主。

三、岩石性质

1、成分

(1)、岩浆岩比变质岩和沉积岩易于风化。岩浆形成于高温高压,矿物质种类多(内部矿物抗风化能力差异大).

(2)、 岩浆岩中基性岩比酸性岩易于风化,基性岩中暗色矿物较多,颜色深,易于吸热、散热。

(3)、 沉积岩易溶岩石(如石膏、碳酸盐类等岩石)比其它沉积岩易于风化.

2、 岩石的结构构造、

(1) 、岩石结构较疏松的易于风化;

(2) 、不等粒易于风化,粒度粗者较细者易于风化;

(3) 、构造破碎带易于风化,往往形成洼地或沟谷。

5、风化速率

尽管很多方法已被用来评价风化速率,如评估地表下降的速率,评估岩床变成土壤的速率,评估通过溪流搬离风化地点的松散岩屑的体积,并通过化学质量平衡定律计算表层和地下水中溶解的岩石中可溶物质的含量等,但确定风化作用发生的速率是一项艰难而又不精确的任务(Boggs,2006)。

风化作用进行的速率取决于经受风化作用的岩石所处的气候条件以及其矿物组成和粒度。在适度的寒冷气候条件(冻-融风化作用)或干旱的气候条件(盐晶风化作用)下,物理风化作用十分有效;而在潮湿、干燥的气候条件下,化学风化作用速率加快。平均降水量是化学风化作用速率的决定性因素(Nahon,1991);尽管我们知道温度的升高会加快化学反应速率,但是温度对风化作用的影响却很难量化;地表的坡度也是很重要的因素,相比较于陡峭的斜坡,风化作用在平缓至中等的斜坡上更为有效,由于水分更易于在坡度缓的斜坡上保留,并且被风化的物质在被剥蚀搬运之前会保持更长的时间。一定粒度的硅酸盐岩,如花岗岩和片麻岩的风化速率与其造岩矿物的相对化学稳定性有关。

评价风化速率必须将物理风化与化学风化同时考虑,而且它们很可能存在地区差异。岩石的风化速率与岩石中矿物、胶结物的含量和类型以及气候有关。例如,石灰岩在潮湿气候条件下被溶液风化的速率很快,但在极为干旱和寒冷的气候下风化十分缓慢。硅质胶结并富含石英的砂岩在大多数气候条件下风化都十分缓慢。最后,风化速率在不同地质时期由于气候条件和植被的变化会发生改变。在早古生代陆生植物发育之前,由于缺少保持土壤水分和提供有机酸的植被,化学风化作用速率较慢而物理侵蚀作用较快。

6、化学风化作用

化学风化作用是岩石在水、水溶液和大气的作用下,发生化学成分变化,使岩石分解破坏,并产生新矿物的作用。主要有以下几种方式:

1.溶解作用

溶解作用是指岩石中的矿物溶解于水的作用。溶解作用使岩石中可溶物质随水流走,岩石的孔隙增大硬度降低,最终使岩石完全解体,只有难溶矿物残留在原地。自然界中的水含有一定数量的O2、CO2以及其他酸、碱物质,因而具有较强的溶解能力,能溶解大多数矿物。矿物的溶解度是由其化学成分及内部结构属性所决定的。常见矿物的溶解度大小顺序为:石盐、石膏、方解石、橄榄石、辉石、角闪石、滑石、蛇纹石、绿帘石、钾长石、黑云母、白云母、石英。

2.水化作用

有些矿物能够吸收一定量的水参加到矿物组成中,形成含水分子的新矿物,称为水化作用。如硬石膏经水化后形成石膏,其反应式如下:

普通地质学

硬石膏转变成石膏后,体积膨胀约59%,从而对周围岩石产生压力,促使岩石破坏。此外,石膏较硬石膏的溶解度要大,而且石膏的硬度较硬石膏为低,因而也加快了它的风化速度。

3.水解作用

弱酸强碱盐或强酸弱碱盐遇水解离成带不同电荷的离子,这些离子分别与水中含有的H+和OH-发生反应,形成含OH-的新矿物,称为水解作用。大部分造岩矿物是硅酸盐或铝硅酸盐类,属弱酸强碱盐,易于发生水解。如钾长石易发生水解形成高岭石和二氧化硅等,其反应式如下:

普通地质学

其中KOH呈真溶液,SiO2呈胶体状态随水流失,高岭石残留在原地。在湿热气候条件下,高岭石还可进一步水解,形成铝土矿,其反应式如下:

普通地质学

如SiO2被水带走,铝土矿可以富集起来成为矿床。

4.碳酸化作用

溶于水中的CO2形成

离子,易与矿物中的K、Na、Ca等金属离子结合,形成易溶的碳酸盐而随水迁移,使矿物分解并增强了水溶液的溶解力,称为碳酸化作用。如钾长石易于碳酸化,其反应式如下:

普通地质学

K2CO3和SiO2被水带走,高岭石残留原地,也可进一步水解形成铝土矿。

5.氧化作用

氧化作用是指矿物与大气或水中游离氧化合成氧化物的反应过程。变价元素在地下缺氧情况下多形成低价矿物,但在地表条件下则易氧化形成高价矿物。如二价铁氧化为三价铁Fe2+→Fe3+;二价锰氧化为四价锰Mn2+→Mn4+等。如黄铁矿经氧化后转变成褐铁矿,其反应式如下:

普通地质学

又如含有低价铁的磁铁矿(Fe3O4)经氧化后转变成为褐铁矿,磁铁矿中所含31.03%的二价铁的氧化物均变成为三价铁。

由于铁是地壳中克拉克值较高的元素,大部分岩石中都含有低价铁,因此地表岩石风化后因含有褐铁矿而多呈黄褐色。而在氧化环境下形成的沉积岩也多为赭红色。

褐铁矿在地表条件下相当稳定,常在原地凝集沉淀。许多金属硫化物矿体的表层经氧化形成褐红色、多孔状褐铁矿露于地表,称为铁帽。铁帽是寻找地下隐伏矿体的重要标志。

7、自然界中什么是风化?注意是自然界!快!

矿物和岩石在地表条件下发生的机械碎裂和化学分解过程称为风化. 物理风化是最简单的风化作用,在沙漠地区尤其明显。因为那里气温白天高达40-50℃,晚上可降到0℃以下,岩石热胀冷缩,这种胀缩在岩石表部和核部是不一样的。由于不同矿物的膨胀系数不一样,久而久之,岩石出现了裂隙,由大块变成了小块,由小块变成砂

,由砂变为土,石头就烂掉了。在有化学作用和生物作用参与的情况下,风化作用进行得更快,风化的过程和产物也更丰富多彩。

最常见的风化现象是岩石的球状分化,这是因为岩石的外层易发生成层裂开和鳞片状剥落的缘故,兼之岩石内常有相互交错的裂缝,沿裂缝风化最深,稜角磨得最圆。在悬崖陡坡上的岩石,因风化而发生崩落,裂解下来的石块沿山坡流动,最后在山坡脚下稳定的地方堆积下来,形成上尖下圆的锥形体,称倒石锥。如果是一个平缓的山坡,崩落下来的岩块杂乱地堆积在那里,形成石滩或石海。

物理风化、化学风化和生物风化作用的综合产物是风化壳。一个发育成熟的风化壳中,硅酸盐矿物已完全分解,形成硅及三价金属的胶体氢氧化物,产生的典型矿物是游离的氢氧化铁和氢氧化铝(褐铁矿、水赤铁矿、针铁矿、铝土矿等,俗称铁帽),如华北中奥陶统灰岩之上的风化壳、广西下二叠统灰岩之上的风化壳等。以生物风化作用为主的风化作用的综合产物是土壤;除植物外,气候在土壤形成的过程中起了重要的作用。

风化作用无处不在,无孔不入,它对人们带来的困扰,几乎可与生锈、虫蛀并列。修公路修铁路时,常可开挖出非常好的地质露头,有些现象的意义足以与“名胜古迹”媲美,吸引了中外地质学家前去研究。但几年过后,研究成果发表了,纪念碑树起来了,露头也风化了。在我国南方气候炎热而潮湿的地区,化学风化作用的速度最快,裸露的岩石只需几年便因风化而变得疏松,风化层可厚达几十米。位于洞穴或石窟(著名的如云岗石窟、敦煌石窟等)的浮雕或石雕虽免于风吹雨淋之苦,仍因风化而变得斑驳陆离。埃及的狮身人面屹立在大自然已有4000多年了,相对来说风化进行得较慢,原因之一是气候干燥,只有物理风化在起作用。而狮身人面象是从一整块灰岩上雕凿出来的,抗物理风化能力较强;第三个原因是那里风沙大,飞沙经常把它掩埋起来,保护了它免受日晒夜冻。游客们在欣赏她勃发的英姿时,哪里会想到可能咋天她还埋在飞沙中泥?

8、(论述题)分析气候因素,地形因素,地质因素对风化作用的影响?

(一)气候
气候因素包括温度、降雨量和湿度,它们是控制风化作用的重要因素。
温度一方面通过控制化学反应速度来控制化学风化作用的进行,另一方面又直接影响物理风化作用,如温差风化、冰劈作用。降雨量和湿度则是通过介质的温度变化、水溶液成分的变化、植被的生长来影响物理、化学和生物的风化作用。
在地表的不同气候带,气候条件相差很大。在两极及高寒地区,气温低,植被稀少,地表水以固态的形式存在为主,所以在该地区以物理风化作用为主,尤以冰劈作用盛行为特征,而化学风化作用和生物风化作用很弱。在干旱的沙漠地带,植被稀少,气温日、月变化大,降雨量少,空气干燥,所以化学风化作用和生物风化作用非常之弱,而以物理风化作用为主,如温差风化、盐类的结晶和潮解作用是这些地区风化作用的主要形式。在低纬度的炎热潮湿气候区,雨量充沛,植被茂盛,温度高,空气潮湿,所以化学反应的速度较快,故化学风化作用和生物风化作用显著,风化作用的深度往往达数米。如果这些地区气候在较长时间内保持稳定,岩石的分解作用便能向纵深方向发展,形成巨厚的风化产物。这种气候条件也是形成风化矿产——铝土矿最有利的条件。

(二)地形
地形条件包括三个方面:一是地势的高度,二是地势起伏,三是山坡的方向。
地势的高度影响气候的局部变化,中低纬度的高山区具有明显的气候垂直分带,山脚气候炎热,而山顶气候寒冷,植被特征也不一样,因而影响风化作用的类型和速度。在我国云南的大部分地区这种现象很明显。
地势的陡缓影响到地下水位、植被发育及风化产物的保存,因而也影响风化作用的进行。地势较陡的地区,地下水位低、植被较少,风化产物不易保存,使基岩不断裸露,从而加速了风化作用的进行。
阳坡、阴坡的风化作用类型和强度也不一样。阳坡日照时间长,湿度较高,植被较多,所以风化作用较强烈。如喜马拉雅山南坡面临印度洋,气候炎热、潮湿,化学和生物风化作用很强烈,而北坡干、冷,主要发育物理风化作用。

(三)地质因素(岩石特征)
岩石特征对风化作用的影响包括岩石的成分、结构、构造和裂隙。
岩石成分 不同的矿物具有不同的抗风化能力,那么由不同矿物组成的岩石其抗风化能力也就不同。如由橄榄石、辉石、长石等组成的岩浆岩容易风化,而由石英砂颗组成的沉积岩抗风化能力就很强。因此,抗风化能力较弱的矿物组成的岩石被风化后而形成凹坑,而抗风化能力强的组分相对凸出,在岩石表面就出现凹凸不平的现象,这称差异风化作用。
岩石的结构、构造 组成岩石的矿物粒径、分布特征、胶结程度及层理对风化作用的速度和强度都有明显的影响。在其它条件相同的情况下,由细粒、等粒矿物组成及胶结好的岩石抗风化能力较强,风化速度较慢。
裂隙 岩石的裂隙发育使岩石与水溶液、空气的接触面积增大,增强水溶液的流通性,从而促进风化作用的进行。如果一些岩石的矿物分布均匀,如砂岩、花岗岩、玄武岩等,并发育有三组近于互相垂直的裂隙,把岩石切成许多大小不等的立方形岩块,在岩块的棱和角处自由表面积大,易受温度、水溶液、气体等因素的作用而风化破坏掉,经一段时间风化后,岩块的棱、角消失,在岩石的表面形成大大小小的球体或椭球体,这种现象称球形风化作用。

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