第三章 岩石风化与土壤形成
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岩石风化与土壤形成过程的关系研究岩石风化和土壤形成是地质学和土壤学中一直备受关注的领域。
它们之间存在着深刻的相互关系,岩石风化过程是土壤形成的基础和先决条件。
本文将讨论岩石风化和土壤形成过程之间的关系,并深入探讨其影响因素和作用机制。
岩石风化是指岩石在自然条件下受到物理、化学和生物作用的破碎和溶解现象。
它是地表到地层内岩石破坏、分解和转变的过程。
岩石风化可以通过物理风化、化学风化和生物风化来进行分类。
物理风化是岩石受到温度、压力和水的影响而发生的破碎和剥离过程。
化学风化是指岩石中的矿物质在水和空气的作用下发生溶解、水解、氧化和还原等反应而破坏。
生物风化则是由植物根系、昆虫和微生物等活动的影响下引起的岩石风化。
土壤形成过程是指岩石风化产物通过物质迁移和转化,结构形成等一系列变化逐渐转变为成熟土壤的过程。
土壤形成过程可以分为物质输入、物质转化和物质输出三个阶段。
物质输入是指通过岩石风化和降水等方式将外部物质输入到土壤中。
物质转化则是指输入到土壤中的物质在土壤中进行分解、转化和组合的过程。
物质输出是指土壤中的有机质、水分和溶质等通过水流、蒸发和生物活动等方式迁出土壤。
岩石风化过程对土壤形成具有重要影响。
首先,物理风化过程导致岩石表层的破碎和剥离,形成了颗粒状的风化残渣,为土壤形成提供了母质。
其次,化学风化过程导致岩石中的矿物质发生溶解和转化,释放出大量的养分,为土壤中的植物和微生物提供了营养物质。
最后,生物风化过程通过根系的迁入和微生物的作用,加速了岩石风化的速度和程度。
土壤形成过程也对岩石风化有一定影响。
首先,土壤中的有机质和水分能够渗入岩石裂隙并与岩石表面发生物理、化学和生物反应,从而加速了岩石的风化过程。
其次,土壤中的微生物通过产生酸性物质和酶的作用,进一步促进了岩石的化学风化。
最后,土壤中的植物根系通过生长和代谢,能够改变土壤中的温度、湿度和通气性,从而影响岩石风化的速率和方式。
岩石风化与土壤形成过程的关系受到多种因素的影响。
《土壤学》教学大纲课程编号:A14101学时:32学分:2.0修读专业:林学、林学(双外语)大纲文本一、课程的主要内容土壤学是研究土壤发生分类分布、土壤理化和生物学性状、利用和改良的科学。
本课程主要内容包括土壤的基本物质组成,土壤的形成,土壤物理、化学和生物学性质、土壤分类、分布等。
根据授课专业特点,基本的章节内容分列如下:第一章绪论1、土壤在农林业生产和生态系统中的作用2、土壤及土壤肥力的基本概念3、近代土壤学的发展概况4、土壤学的学科体系及学习土壤学的作用和任务第二章地质学基础1、地球的一般特征地球的形状,大小,地球的物理性质,地球的圈层结构。
2、矿物矿物的概念,矿物的物理性质,常见造岩矿物的识别特征。
3、岩石岩浆岩、沉积岩、变质岩的形成、特征及常见岩石。
4、地质作用与地形地貌地质内力作用和地形地貌,地质外力作用和地形地貌。
第三章岩石风化和土壤形成1、风化过程风化作用及其类型。
2、风化产物的类型风化产物及其地球化学类型、母质类型。
3、土壤形成土壤形成因素,土壤形成过程中的大小循环学说。
4、土壤剖面及形态特征自然土壤、耕作土壤剖面的形成及其形态特征。
第四章土壤生物1、土壤动物土壤主要动物及其与生态环境的关系。
2、土壤微生物土壤细菌、真菌、放线菌、土壤藻类及其与土壤的关系。
3、植物根系及其与微生物的联合植物根系形态,根际与根际效应,根际微生物,菌根,根瘤。
4、土壤酶土壤酶的来源与存在形态,土壤酶的种类与功能,土壤酶活性及其影响因素。
第五章土壤有机质1、土壤有机质的来源、组成2、土壤有机质的转化土壤有机质矿质化和腐殖化过程。
3、土壤腐殖质土壤腐殖质的分组,土壤腐殖酸的性质。
4、土壤有机质的作用与调节土壤有机质在土壤肥力及生态环境方面的作用,土壤有机质的调节。
第六章土壤质地、结构与孔性1、土壤质地土壤固体颗粒及其性质,土壤质地划分,土壤质地与肥力,土壤质地改良等。
2、土壤结构土壤结构体类型及其形成,土壤结构性评价,土壤结构体的改善等。
教科版小学科学四年级下册第三章岩石与土壤试题(及答案)一、教科版四年级下册科学第三章岩石与土壤选择题1.岩石风化后产生了( )。
A. 沙和泥土B. 水和泥土C. 水和沙D. 沙【答案】 A【解析】【解答】岩石经过风化后会产生沙和泥土。
A选项符合题意。
故答案为:A。
【分析】风化作用是指地球和宇宙间、地壳表层与大气圈、水圈和生物圈之间物质与能量转化的表现形式。
风化作用是在大气条件下,岩石的物理性状和化学成分发生变化的作用。
作用的营力有太阳辐射、水、气体和生物。
按岩石风化的性质分物理风化和化学风化两种基本类型。
在岩石风化过程中,这两类风化通常是同时进行,而且往往是互相影响、又互相促进的。
2.石英、长石、云母三种矿物中最硬的是( )。
A. 长石B. 石英C. 云母【答案】 B【解析】【解答】在三种矿物中,硬度由大到小依次是:石英、长石和云母。
B选项符合题意。
故答案为:B。
【分析】本题考查的是矿物硬度的比较。
3.如果反复将鹅卵石烧热后放入冷水中,使岩石裂开,变小,是为了证明( )。
A. 冷与热对岩石的影响B. 摩擦对岩石的影响C. 植物的根对岩石的影响【答案】 A【解析】【解答】实验的目的是为了检验冷热变换对岩石的影响。
A选项符合题意。
故答案为:A。
【分析】在检验岩石的不同特点时有很多方法。
4.当地球表面的岩石被深埋于地下时,往往会在高温和高压下发生变化,由这种方式形成的岩石叫( )。
A. 变质岩B. 沉积岩C. 岩浆岩D. 流纹岩【答案】 A【解析】【解答】由变质作用所形成的岩石。
是由地壳中先形成的岩浆岩或沉积岩,在环境条件改变的影响下,矿物成分、化学成分以及结构构造发生变化而形成的。
它的岩性特征,既受原岩的控制,具有一定的继承性,又因经受了不同的变质作用,在矿物成分和结构构造上又具有新生性(如含有变质矿物和定向构造等)。
故答案为:A。
【分析】本题考查的是变质岩的定义和特点。
5.下列几种岩石中,最适合制作地砖的是( )。
岩石的风化作用
岩石的风化作用是指岩石与大气、水、生物等外界环境的作用下
逐渐溶解、破裂、磨损和分解的过程,严重影响着我们的自然环境和
人类社会的发展。
岩石由于不同的岩性、成因、结构和物质组成,其风化作用也相
应存在着不同的方式和特点。
化学风化是重要的岩石风化方式之一,其主要目的是将岩石中的
矿物质分解成风化产物,如黄铁矾、滑石、石英等。
其中最常见的是
碳酸岩的化学风化,主要是由于CO2的溶解作用,使岩石变得更脆弱。
物理风化是岩石风化的另一个重要形式,其本质是岩石受到温度
变化、水力压力和重力作用等自然因素而导致的内部构造变化。
物理
风化主要包括以下几种类型:冰冻风化、热胀冷缩风化、水力压力风
化和风蚀作用等。
生物风化也是岩石风化的一种重要方式,其主要是指植物根系在
岩石表面生长导致的石块破碎和土壤形成。
在植物生长过程中,植物
根系逐渐吸收周围的水分,渗透岩石表面后,随着渗透作用,使岩石
与土壤分离,产生生物风化作用。
岩石的风化作用除了对自然环境的影响外,还会直接影响人类社
会的发展。
例如,在建筑工程中使用的山脉、高原等地区的石材、土
壤等,在经过多年的风化作用后,其力学强度和质量受到严重影响,
直接影响建筑的安全性和使用寿命。
因此,准确了解土壤和矿物的物理性质和勘探研究是非常重要的,对于应对自然环境和人类社会带来的挑战具有重要的指导意义。
风化作用与母质的形成岩石经风化作用而形成的疏松的、粗细不同的矿物颗粒的地表堆积体,是形成土壤的母体,称为母质(parent material)。
土壤母质是土壤形成的物质基础,构成土壤的“骨架”。
母质中的一些性质,例如,机械性质、坚实度、渗透性、矿物组成和化学特性等都直接影响成土过程的速度和方向。
母质中的磷、钾、钙、硫和其他元素也影响着土壤的自然肥力。
一、风化作用风化作用(weathering)是指地壳最表层的岩石在空气、水、温度和生物活动的影响下,发生物理和化学变化,逐渐破碎成疏松物质过程。
按其作用因素和风化特点,可分为物理风化、化学风化和生物风化三种类型。
1.物理风化(physical weathering)是指岩石因受物理因素作用而逐渐崩解破碎,但不改变其矿物组成和化学成分的过程。
引起物理风化的主要原因是地球表面温度的变化。
除温度外,冰冻的挤压,流水的冲刷,风、冰川等自然动力对岩石的磨蚀,均能加速岩石的破碎。
经过物理风化,岩石由大块变成小块再变为细粒。
一般认为岩石破碎到粒径为0.01mm时,物理风化就很难进行了,因此物理风化产生的颗粒基本都大于0.01mm,其间的毛细管作用不发达,不具有对水分的保蓄力,但却获得了原来岩石所没有的对水和空气的通透性,这就大大增加了岩石与空气的接触面积,为化学风化创造了有利条件。
2.化学风化(chemical weathering)是指岩石在化学因素作用下,其组成矿物的化学成分发生分解和改变,直至形成在地表环境中稳定的新矿物。
引起化学风化的因素有水、二氧化碳和氧气等大气因素。
化学风化一般包括溶解、水化、水解和氧化等作用。
这些反应很少单独进行,常是两种以上同时发生。
经过化学风化,岩石进一步分解,彻底改变了原来的岩石内部矿物的组成和性质,并产生一批新的次生黏土矿物。
这些次生黏土矿物的颗粒很细,一般小于0.001mm,呈胶体分散状态,由此也产生一定的黏结性、可塑性和毛管现象,使水分、养分在一定程度上得以保蓄。
一、名词解释土壤土壤肥力岩石风化成土母质土壤剖面土壤有机质有机质的矿质化有机质的腐殖化土壤质地土壤结构土壤粘结性土壤粘着性土壤可塑性土壤耕性土壤孔隙度土粒密度土壤密度吸湿系数凋萎系数田间持水量阳离子交换量盐基饱和度土壤酸碱度土壤养分肥料有机肥料无机肥料微生物肥料基肥种肥追肥复合肥料绿肥二、填空题1.岩石按其成因可分为()、()和()三大类。
2.岩石风化作用可分为()风化、()风化和()风化三种类型。
3.从坚硬大块的岩石到疏松而具有肥力的土壤,要经过漫长而复杂的变化过程,但可概括为()过程和()过程两个过程。
4.自然成土因素主要有()、()、()、()和(),其中()在土壤形成过程中起主导作用。
5.耕作土壤的剖面分为()、()、()和()4层。
6.土壤有机质的主要类型是()。
7.土壤有机质的组成包括()、()、()、()和()五类有机化合物。
8.自然成土因素主要有()、()、()、()和(),其中()在土壤形成过程中起主导作用。
9.耕作土壤的剖面分为()、()、()和()4层。
10.土壤水的来源是()、()、()和(),以()为主。
11.土壤水分中,()到()之间的水分都是有效的。
12.土壤空气中O2的含量()大气,而CO2含量()大气。
13.土壤空气与大气间气体的交换主要有()和()两种方式,()是土壤空气与大气交换的主要方式。
14.土壤胶体按其基本物质组成可分为()胶体、()胶体和()胶体。
15.根据H+存在的位置不同,可将土壤酸度分为()酸度和()酸度两种类型。
16.根据树种对土壤酸碱度的选择性,可将树种分为()树种、()树种、()树种和()树种四大类。
17.土壤空气与大气间气体的交换主要有()和()两种方式,()是土壤空气与大气交换的主要方式。
18.土壤黏粒含量越高,交换量越(),保肥力就越()。
(1)植物生长特别需要的()、()、()在土壤中的含量都不多,这三种元素常常要靠施肥来补充,被称为植物养分三要素。
第三节成土因素和土壤形成过程以上我们讨论了土壤的三相物质四种成分及其土壤的主要物理化学性质。
不同的土壤具有不同的物质组成和性质,土壤的肥力状况也不同。
那么土壤是怎样形成的呢?这是自然地理学要搞清楚的问题之一。
一、土壤形成因素(一)土壤形成因素学说1.道库恰耶土壤形成因素学说土壤形成因素学说是十九世纪末,由俄国著名的土壤学家B.B.道库恰耶夫建立起来的。
道库恰耶夫土壤形成因素学说的基本观点有以下四点:①土壤是成土因素综合作用的产物他认为土壤是在各种成土因素综合作用下形成的,离开某一成土因素都不能形成土壤,并提出了如下土壤形成数学函数式。
S=(CL,O,R,P,T)S:土壤,CL:气候,O:生物,R:岩石,P:地形,T:时间道库恰耶夫认为土壤形成因素包括气候、生物、母质和时间四种因素,它们各自对土壤形成都有一定的作用。
不过只有某一种因素形不成土壤,是在这四种因素作用下形成的。
②成土因素的同等重要性和相互不可代替性关于这一点,他举例说:“我们假定,如果医生提出水、空气、和食物对人的机体那个比较重要,那么这个问题是空洞而用无的。
因为缺乏任何一个,生物都不能单独生存,提出这样的问题是无益的。
提出土壤形成因素中哪一个因素起着最重要的作用,同样也是无益的。
”③成土因素的发展变化制约着土壤的形成和演化世界上的一切事物都在不停地运动,成土因素也是如此,它们也处于无休止的变化过程当中。
前面已经说过,土壤是各种成土因素综合作用的结果。
它们与土壤之间的关系是函数关系,若成土因素发生了变化,土壤本身也必然跟着发生相应的变化,所以成土因素的发展变化制约着土壤的形成和演化。
④成土因素是有地理分布规律的道库恰耶夫在多年研究俄罗斯黑钙土的基础上,1883年发表了他的经典著作——《俄国黑钙土》。
在这本书中他第一次阐明了土壤的地带性分布规律,同时他指出,这是由于成土因素有地带性分布规律的结果。
虽然现在看起来,各种自然事物的地带性规律已为众所周知的事实。
第四节分析土壤形成的原因课程标准核心素养目标通过野外观察或运用土壤标本,说明土壤的主要形成因素1。
通过野外观察或室内运用土壤标本,了解土壤的外部特征以及土壤的剖面层次、颜色、质地等。
(地理实践力)2.结合观察区域的地质、气候、植被、地形等地理背景,理解土壤的形成因素.(综合思维)一、认识土壤1.土壤概念:陆地表面具有一定肥力、能够生长植物的疏松表层。
2.土壤剖面(1)结构特点:从地面向下有明显的垂直差异,依次为腐殖质层→淋溶层→淀积层→成土母质层.(2)指示意义:①土层的厚度、层次的多少、分层是否明显反映了土壤的发育程度。
②土壤的颜色、有机质含量等反映了环境因素对土壤形成过程的影响。
3.物质组成:矿物质、有机质、水分和空气。
40%,水分占20%~30%,空气占20%~30%,有机质占10%。
二、影响土壤形成的主要因素因素作用成土母质是土壤形成的物质基础,提供矿物质和无机养分气候是土壤形成的动力因素,提供水分和热量生物土壤形成的决定性因素,提供有机物地形影响光照、热量和水分等条件,影响物质转换时间决定着土壤的发育进程人类活动人类的耕作活动,将自然土壤改造成各种耕作土壤[图表点拨]教材第79页图3-4-4,该图展示出:(1)土壤的发育起始于母岩的风化,坚硬的岩石在风化作用下形成较疏松的成土母质。
(2)成土母质在低等生物的作用下,逐渐形成浅薄的原始土壤,并开始能生长草本和木本植物。
(3)草本植物和木本植物的生长进一步促进土壤发育,最终形成成熟土壤。
1.土壤中有机质含量越高肥力越高. ()2.成土母质具有肥力。
3.基岩是土壤的初始状态。
4.气候是土壤形成的决定性因素。
()5.下列说法正确的是A.温暖湿润地区土壤形成比较慢B.土壤的发育起始于岩石风化C.生物与土壤肥力无关D.坡向对土壤发育没影响提示:1。
×土壤肥力高低取决于水、肥、气、热四个要素之间协调的好坏以及能否满足植物生长过程的需要。
并非是腐殖质含量越高,肥力越高,只能说在一定范围内土壤腐殖质含量与土壤肥力之间成正相关。
250交流园地Communication Field2019年5月下岩石到土壤变化过程讨论王福林(辽宁省地质矿产研究院,辽宁 沈阳 110032)摘 要:地壳是由巨大的坚硬而结实的岩石块组成的,这些岩石在自然条件下会受到风、水、热、冷、生物、空气、太阳等因素的影响,表层逐渐转变为细小的碎块,最后这些碎块就会形成石块、石砾或石粒。
地球上生长着各种各样的植物和动物,这些植物和动物死后形成的残体会和石块、石砾及石粒混合,形成土壤,地壳最外面的一层就是土壤。
文章重点对岩石到土壤的变化过程进行分析,希望为相关研究人员提供参考。
关键词:岩石;土壤;变化过程中图分类号:S155 文献标志码:A 文章编号:1672-3872(2019)10-0250-01——————————————作者简介: 王福林(1968—),男,辽宁营口人,本科,高级工程师,研究方向:岩石矿物分析。
岩石的整个风化过程会历经很多年,在此过程中,岩石受到风化的作用会变成大量的沙和黏土,最终就会实现从岩石到土壤的转变[1]。
1 岩石的分类在这个奇妙的世界之中,人类所了解的自然事物实际上寥寥无几,很多物质和规律都还在等待人们去发掘和发现。
例如地球的固体硬层表壳——地壳。
地壳实际上是不同种类的岩石聚集形成的[2]。
总的来说,这些岩石可以分为三种不同的种类。
1.1 岩浆岩所谓的岩浆岩也就是火成岩,它是由地壳运动喷薄而出的岩浆冷却以后变成的岩石,岩石中矿物质以及它们之间的相互组合关系的不同,也就形成了不同结构的岩浆岩。
同时又根据侵入岩的形成深度分为深成岩与浅层岩。
这二者存在着很大的区别,深层岩经常会形成一种岩基等大型侵入体,一般情况下都比较单一,大多数以中、粗粒结构为主要结构,质地较为坚硬,存在着较低的空隙率,具有较强的稳定性,常常被应用于建筑行业的建筑之中。
浅成岩虽然强度也颇高,但是这些小型侵入体与围岩的相接部分的岩性比较复杂,风化侵蚀的比较严重,还具有较大的透水性,喷出岩指的是喷出地表进而形成的岩浆岩,这种岩石的外型较为不规则,会有着很多的原声空隙,这种岩石很容易被风化,例如流纹岩与玄武岩[3]。
岩石风化过程范文岩石风化是指岩石在地球表面经历物理、化学或生物的作用而分解和破坏的过程。
岩石风化是地质过程中的重要环节,对土壤形成、地貌演变以及矿产资源的形成起着重要的作用。
岩石风化可以分为物理风化、化学风化和生物风化。
下面将对这三种风化过程进行详细的描述。
物理风化是岩石风化的一种形式,它主要通过机械破坏来分解和破坏岩石。
物理风化的主要作用是将岩石分解成较小的碎片,例如砾石、沙子和粉末。
物理风化的主要过程包括冻融作用、热胀冷缩、风蚀、水力作用和植物侵蚀。
冻融作用是指当水渗入岩石裂缝时,由于温度的周期性变化,水在冻结和融化过程中会引起岩石内部的应力,并导致岩石的破裂。
热胀冷缩是指当岩石在高温下膨胀,然后在低温下收缩时,岩石内部的应力会导致岩石的破裂。
风蚀是指风吹动时带来的颗粒物携带的能量,这些颗粒物会撞击岩石的表面,从而导致岩石的磨损和破裂。
水力作用是指当水流过岩石时,水流中的颗粒物会撞击岩石的表面,从而导致岩石的磨损和破裂。
植物侵蚀是指植物根系的生长会使得岩石受到机械应力,从而导致岩石的破裂。
化学风化是指岩石在地球表面与水、空气或其他化学物质接触时,发生化学反应而分解和破坏的过程。
化学风化的主要作用是通过溶解或反应来分解岩石的矿物成分,形成新的矿物。
化学风化的主要过程包括溶解、水解、氧化、还原、碳化和水合反应。
溶解是指当岩石中的矿物被水溶解时,矿物的大部分质量会随水流失。
水解是指当岩石中的矿物与水反应时,矿物结构中的化学键会被水分解,从而导致矿物的分解和破坏。
氧化是指岩石中的矿物与氧气反应时,矿物中的金属元素会失去电子,从而导致矿物的颜色变化和分解。
还原是指岩石中的矿物与还原剂反应时,矿物中的金属元素会获得电子,从而导致矿物的分解和破坏。
碳化是指当岩石中的矿物与二氧化碳反应时,矿物中的碳酸盐会分解,从而导致矿物的分解和破坏。
水合反应是指当岩石中的矿物与水反应时,矿物中的水合物会形成,从而导致矿物的分解和破坏。