下载文档原格式
第六章风化作⽤第六章风化作⽤⽬的要求风化作⽤是⼤⽓圈、⽔圈和⽣物圈与出露在地表岩⽯之间的相互作⽤，主要通过物理⼒和化学分解两种⽅式破碎岩⽯。
风化作⽤的产物，最终停留在基岩的表⾯，形成⼀层各地厚薄不等的疏松薄壳，其上部进⽽成为⼟壤。
⽽⼟壤则是⼤部分陆⽣⽣物活动的基础，因此风化作⽤具有重要的⽣态学意义，要求深⼊理解。
课时：6学时授课内容⼀、风化作⽤的概念⼆、风化作⽤的类型（⼀）物理风化作⽤（⼆）化学风化作⽤（三）⽣物风化作⽤三、影响风化作⽤的因素（⼀）⽓候与地形（⼆）岩⽯的性质四、⼟壤与风化壳重点1、机械风化包括多种应⼒作⽤，但最明显的是冰劈作⽤；2、化学风化的主要类型是氧化、溶解和⽔解作⽤；3、在风化作⽤中裂隙很重要，因为它使空⽓和⽔能在很深的地⽅侵蚀岩⽯，同时还⼤⼤增加了岩⽯发⽣化学反应的表⾯积；4、风化作⽤有⼀种使被破坏的岩⽯块体产⽣球形表⾯的普遍趋势。
难点本节课的难点在如何简要阐述风化壳的时间意义。
教学⽅法本节课以叙述为主配合图件，择重讲授。
讲授重点内容提要⼀、风化作⽤（weathering）的概念所谓风化作⽤，就是岩⽯在地表常温常压下，遭受⼤⽓、⽔、⽔溶液及⽣物的破坏作⽤，使坚硬的岩⽯变成疏松堆积物的过程。
风化作⽤是⼀种⾃然现象，如古墙的层层脱落；⽯刻的模糊不清、残缺不全；路基的斑剥，甚⾄铁器的⽣锈等等，均与风化作⽤有关。
风化作⽤可以是机械的破坏，也可以是化学分解，⽽⽣物风化作⽤两者皆⽽有之。
风化作⽤是⼀种岩⽯在原地遭受破坏的作⽤。
破坏下来的产物除部分被⽔溶液带⾛外，⼀般不发⽣显著的位移，这是与其它外动⼒作⽤最明显的区别。
必须指出，风化作⽤与风的地质作⽤，在概念上是毫不相关的。
⼆、风化作⽤的类型根据风化作⽤的性质，将风化作⽤分为三⼤类：物理风化、化学风化及⽣物风化作⽤。
（⼀）物理风化作⽤（physical weathering）岩⽯、矿物在地表条件下，在原地产⽣机械破碎，⽽不改变其化学成分的过程称为物理风化作⽤。
【高中地理】无处不在的风化作用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形分异，这是由于岩石外层容易分层和剥落。
此外，岩石中常有交错的裂缝，裂缝沿线风化最深，？这些角是圆的。
峭壁陡坡上的岩石因风化而崩塌，碎裂的石头沿着山坡流动，最后堆积在山坡脚下的稳定处，形成一个顶部尖、底部圆的锥形体，称为倒石锥。
如果是一个平缓的山坡，崩塌的岩石会杂乱无章地堆积在那里，形成一个石滩或海。
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。
风化无处不在。
它给人们带来的麻烦几乎可以与锈病和飞蛾并列。
在修建公路和铁路时，通常可以挖掘出非常好的地质露头。
有些现象的意义可与吸引中外地质学家研究的“风景名胜”相媲美。
但几年后，研究结果发表了，纪念碑被竖起，露头被风化。
在中国南方湿热地区，化学风化的速度最快。
裸露的岩石在短短几年内因风化而变得松散，风化层可厚达数十米。
位于洞穴或石窟（著名的云冈石窟、敦煌石窟等）中的浮雕或石刻，尽管不受风雨的影响，但仍然因风化而斑驳。
埃及的狮身人面像在自然界已经存在了4000多年。
相对而言，风化是缓慢的。
原因之一是气候干燥，只有物理风化起作用。
1什么叫风化作用？它有哪几种类型？影响风化的因素有哪些？风化作用的工程意义如何？岩石风化的调查应注意哪些问题？如何防治岩石的风化？ 答：岩石发生物理、化学性质变化称为风化，引起岩石这种变化的作用称为风化作用；被风化的岩石圈表层称为风化壳 。风化作用的类型 1) 物理风化 热力风化 地球表面受大阳辐射引起气温变化 冻融风化 岩石孔隙或裂隙中的水冻结成冰体积增大 9％，产生压应力――冰冰劈作用。 2) 化学风化 溶解作用 水化作用 水解作用 碳酸化作用 氧化作用 3) 生物风化 生物风化是指生物在生长和分解过程中直接或间接地对岩石矿物所起的物理和化学的风化作用。 影响风化作用的因素 1) 气候因素2) 地形因素3) 地质因素
岩石风化的勘查评价与防治 1) 岩石风化的调查内容主要有：A 查明风化程度，确定风化层的工程性质，以便考虑建筑物的结构和施工的方法。B查明风化厚度和分布，以便选择最适当的建筑地点，合理地确定风化层的清基和刷方的土石方量，确定加固处理的有效措施。C 查明风化速度和引起风化的主要因素，对那些直接对响工程质量和风化速度快的岩层，必须制定预防风化的正确措施。D 对风化层的划分，特别是粘土的含量和成分（蒙脱石、高岭石、水云母等）进行必要分析，因为它直接影响地基的稳定性。2) 岩石风化的防治方法主要有 （1）挖除法 适用于风化层较薄的情况，当厚度较大对通常只将严重繁响建筑物稳定的部分剥除。 （2）抹面法 用使水和空气不能透过的材料如沥青、水泥、粘土层等覆盖岩层。 （3）胶结灌浆法 用水泥、粘土等浆液灌入岩层或裂隙中，以加强岩层的强度，降低其透水性。 （4）排水法 为了减少具有侵蚀性的地表水和地下水对岩石中可溶性矿物的溶解，做排水工程。2.简述河漫滩的形成过程。并说明何谓二元结构？答：河流洪水期淹没的河床以外的谷底部分 。它由河流的横向迁移和洪水漫堤的沉积作用形成。平原区的河漫滩比较发育。由于横向环流作用，V字形河谷展宽，冲积物组成浅滩，浅滩加宽，枯水期大片露出水面成为雏形河漫滩。之后洪水携带的物质不断沉积，形成河漫滩。河漫滩沉积大多具二元结构，下部是河床相沉积，上部为河漫滩相沉积。洪水期河漫滩上水流流速较小，环流从河床中带到河漫滩上的物质，主要是细沙和黏土，称为河漫滩相冲积物。下层是由河床移动沉积的粗砂砾石，称为河床相冲积物。这样就组成了河漫滩的二元结构。
风化作用的教学设计理念风化作用是地球表面和地下岩石、土壤等受到大气、水、生物等自然力量的作用，发生物理、化学和生物学变化的过程。
了解风化作用的教学设计应以培养学生的实践能力、观察能力和动手能力为出发点，揭示自然规律，培养学生的科学素养。
教学设计的理念之一是以学生为主体，积极探究。
在教学活动中，教师要构建一个具有启发性的情境，让学生有机会观察和思考。
可以安排学生进行实地考察，观察自然环境中的风蚀现象，了解岩石的风化过程。
通过观察和实践，激发学生的学习兴趣，培养他们的观察能力和实践能力。
其次，教学设计应注重知识的连接与构建。
在教学的过程中，教师要通过问题导入，引导学生提出问题，再引出已有知识，将新知识与已有知识进行连接和对比。
例如，可以通过问题引导学生思考，当地的岩石可能受到什么样的自然力量作用？然后，再介绍风化作用的概念和分类等相关知识，从而帮助学生构建知识框架。
教学设计的第三个理念是强调动手实践。
风化作用是一个自然界的现象，学习它的过程也应该是动手实践的过程。
教师可以设计一些实验活动，通过实际操作让学生亲自体验风化作用的过程。
例如，可以让学生制作风化模型，模拟风蚀对岩石的侵蚀过程。
通过实际操作，学生可以更直观地感受到风化作用的发生和影响。
最后，教学设计要注重实践应用和拓展。
在学习风化作用的过程中，教师应该引导学生将所学知识应用到实际生活中。
可以设立一些案例分析的环节，让学生发现周围的实际问题，并通过运用风化作用的知识来解决问题。
同时，还可以拓展学生的视野，介绍一些经典案例和前沿研究，培养学生对风化作用的进一步认识和兴趣。
综上所述，风化作用的教学设计应以学生为主体，积极探究；注重知识的连接与构建；强调动手实践；同时注重实践应用和拓展。
通过这样的教学设计，可以提高学生的学习兴趣，培养他们的实践能力和观察能力，促进他们的科学素养的全面发展。
风化作用
风化作用：通过物理、化学、生物等作用，使地表或接近地表的岩石、矿物逐渐崩解、疏松或改变化学成分，变成岩屑和砂土，这种现象叫风化，这种作用称为风化作用。
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。
岩石受到温度变化、冻融作用和其它机械作用力的影响，产生崩解、破碎，改变块体大小，而基本上不改变其化学成分的现象称为物理风化。
例如，白天在太阳光线照射下，岩石表面很快被晒热，而其内部随深度增加，增温渐小。
在夜晚情况刚好相反，岩石表面很快散热冷却，而其内部冷却较慢，这就造成了岩石表里的冷热不均，收缩和膨胀的不协调，日久天长便会发生裂纹和裂隙，这就是坚硬岩石崩解的开始。
顺着岩石裂隙进入雨水，冬季寒冷使水结冰，体积膨胀，扩大岩石裂隙，随之泥沙、矿物质充填缝隙。
在干旱季节，缝隙中的盐类重新结晶，也会产生很强的撑胀作用。
这些物理的或机械的破坏作用都会使岩石崩解破碎。
岩石在水、水溶液和空气中的氧与二氧化碳等的作用下，发生溶解、水化、水解、碳酸化和氧化等一系列复杂的化学变化，这种引起岩石成分和性质的变化叫化学风化。
它使岩石中可溶的矿物逐步被溶蚀、流失或渗透到风化壳下层，重新沉积。
残留原地的或新形成的多为难溶的稳定矿物。
化学风化的结果使原岩中的缝隙加大，孔隙加密，破坏了原岩的结构和成分，甚至使坚硬的岩层变成松散的土层。
岩石在生物活动的影响下所产生的机械破坏和化学变化称为生物风化。
如生长在岩石裂隙中的植物，由于其根系逐渐加粗、增长，使岩石裂隙受到像楔子一样劈裂作用，不断地使岩石裂缝扩大加深。
植物根系在岩石缝中一般可深达几十厘米到1米左右，甚至可达十几米，对周围岩石可产生10—15公斤/厘米2的压力。
一些小动物的挖掘和穿凿活动也会加速岩石的破碎。
生活在岩隙和土壤中的动物和植物，在新陈代谢过程中不断分泌出各种化合物，如碳酸、硝酸和各种有机酸等，对岩石起着强烈的溶蚀和破坏作用。
特别是一些微生物的活动，作用非常明显，它们有的可以吸收空气中的氮制造硝酸，有的能吸收CO2制造碳酸，有的能吸收硫制造硫酸。
这些酸类对岩石起到很强的腐蚀作用。
事实
上物理风化、化学风化和生物风化三者是紧密相联的。
物理风化使岩石的孔隙度增大，使岩石具有较好的渗透性，有利于水分、空气、微生物和植物根系的深入。
当岩石崩解为较小的颗粒，使其表面积增大，更有利于化学风化作用的进行。
所以物理风化是化学风化的前驱和必要条件，而化学风化又是物理风化的继续和深入。
三者紧密相联、同时进行、互相影响、互相促进。
影响风化的因素很多，主要因素是：
1.气候因素：在不同的气候带，风化作用有明显的差异性。
在极地和高山带，温度很低，地面大部被冰雪覆盖，冻融作用盛行，化学风化缓慢，长期处于物理风化为主的阶段。
在干旱荒漠地带，日照很强，年降水量小于250毫米，蒸发量大于降水量，热力风化盛行，化学风化微弱，也是长期处在物理风化为主的阶段。
在半干旱草原地带，日照强，年降水量250—500毫米，蒸发量也大于降水量，热力风化仍较强，但氯化物和硫酸盐等大部分被淋溶，而钙、镁、盐类相对富集，并在土层中上下移动，常形成钙积层，所以化学风化长期停留在富钙阶段。
在半湿润森林草原地带，年降水量500—750毫米，蒸发量与降水量相近，化学风化长期处于富钙和富硅铝两阶段之间，常形成蒙脱石次生粘土矿物。
在温湿地带，年降水量750—1000毫米，降水量大于蒸发量，化学风化长期处于富硅铝阶段，主要形成水云母次生粘土矿物。
在湿热地带，年降水量大于1000毫米，气温高，植物茂盛，细菌活跃，岩石矿物风化迅速，风化壳很厚，最厚可达200米以上，常形成一些大型的铁、锰、铝风化矿床。
2.地形因素：不同地形条件下，风化的强度、深度和风化物的厚度及分布状况不同。
在地形高差很大的山区，一般风化的深度和强度大于平缓的地区，但在斜坡上岩石破碎后很易被剥落、冲刷而移离原地，所以风化层一般都较薄，颗粒较粗，粘粒很少。
在平原或低缓的丘陵地区，地表水和地下水流动都比较慢，风化物易被保存下来，在平缓低凹的地区风化壳一般都很厚。
地形的起伏和切割程度，直接影响地下水的流动、埋藏深度和流动状态，一般在沟谷切割剧烈的地方，有利于风化作用的进行，但在不同地貌部位上风化物的类型及分布厚度差异很大。
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。
在同一环境下，由于不同岩石类型或同种岩石不同部位风化程度的差
异，会造成许多特殊的微地貌形态。
岩石抵抗风化的能力，主要是由组成岩石的矿物成分决定的。
在物理风化过程中，深色矿物比浅色矿物易风化。
基性岩类多含深色矿物，而酸性岩类多含浅色矿物，因此，在野外常可见到基性岩墙被风化成浅沟状，而在石英岩层出露的地方常形成突脊形态。
从岩石的结构上看，粗粒的岩石比细粒的易风化，多种矿物组成的岩石比单矿物岩石易风化，粒度相差较大的和有斑晶结构的岩石比粒度均匀的岩石易风化。
从构造上看，断裂破碎带的裂隙、节理、层理、页理等部位是比较软弱的地方，容易遭到风化。
如花岗岩是由颜色深浅不同或颗粒大小不均的矿物组成的，这是它容易风化的内在原因。
同时它具有三组相互正交的原生节理，把岩体分割成许多大小不等的近似正方形或长方形的岩块，这样在风化过程中，三组节理交会的棱角部位最易风化，使棱角逐渐圆缓而成为球形石块，这种现象称为球状风化。
在球状风化迅速发展的情况下，岩块逐渐变小减少，并被大量风化泥沙所包围。
当这些风化物质遭受流水冲蚀，并将细粒泥沙和小块碎石带走，使残留的球状岩块堆迭在一起，往往形成一堆一堆的圆球状花岗岩堆。
偶尔有个别的大型石球停留在岩坡坎上，处于暂时平衡状态，摇摇欲坠，甚至人推就能摇摆，故称摇摆石。
由于花岗岩的这种特性，在风化过程中还经常形成一些奇特的地貌形态，如苏州焦山之石桌，形如一丛蘑菇。
花岗岩形成的山峰往往是线条流畅、形态浑圆、峰峦峻秀，如著名的黄山风景区就是由花岗岩构成的基岩山地。
