地大工程地质学基础第四章 岩石风化(课件).pdf

第四章第四章 岩石岩石风化风化的的工程地工程地质质研究研究 nn 第一节第一节 概述概述 nnnn 第二节第二节第二节第二节 影响岩影响岩影响岩影响岩石石石石风风风风化的因素化的因素化的因素化的因素 nn 第三节第三节 风化壳风化壳的的垂垂直分带直分带 nn 第四节第四节 防治岩防治岩石石风风化的措施化的措施 一、定义一、定义 nn 风化：岩石风化：岩石在在各各种风种风化化营营力力作用作用下下，发，发生生的的物理物理 和化学变化和化学变化过过程程。造。造成成岩岩体体风化的风化的营力营力主主要要指太指太 阳能、地表阳能、地表与与地地下水下水、、空空气气及生及生物物等。等。 nn 风化壳：遭风化壳：遭受受风风化的化的岩岩石石圈圈表层表层。。它是它是原原岩岩在一在一 定的地质历定的地质历定的地质历定的地质历史史史史时时时时期各期各期各期各种种种种因因因因索索索索综合综合综合综合作作作作用的用的用的用的产物产物产物产物。。。。表表表表 层不同深度层不同深度的的岩岩石，石，遭遭受受风风化程化程度度的不的不同同，，形成形成 不同成分和不同成分和结结构构的多的多层层残残积积物，物，由此由此构成构成了了的的复复 杂杂风化壳风化壳剖面剖面。。不同不同岩岩石石，，不同地不同地区区，，风风化壳化壳有有 很大差别很大差别。。其厚其厚度度很很大大差别差别，，厚厚者者可达可达几几百米百米。。 地壳表层地壳表层保留保留的的主要主要为为现代现代时期时期形形成的成的风风化化壳。壳。 当当风化壳形成风化壳形成后后，，被被后来后来的的堆堆积物积物掩埋掩埋，，被被保留保留 下下来来成成为古为古风风化化壳。壳。 二、风化二、风化类型类型 按照按照风化营力及风化营力及其其引起引起的的岩石变岩石变异异的的方式方式不不同，风同，风 化化作用一作用一般般分分为为物物理理风化、风化、化化学风化学风化和和生物风生物风化化三种。三种。 nn 物理风化：物理风化：由于由于温温度度变变化化、、水的水的冻融冻融、、盐类盐类结结晶晶、、植植 物物物物根劈根劈根劈根劈等力等力等力等力的的的的作作作作用下用下用下用下，，，，引起引起引起引起岩石的岩石的岩石的岩石的机械机械机械机械破碎破碎破碎破碎，，，，而而而而不不不不伴伴伴伴 随有随有化学成化学成分和分和矿矿物物成分成分明显明显变变化的化的现象现象。。 其其结结果既破坏了果既破坏了岩岩石的石的结结构构构构造，造，降降低了低了岩岩石的石的强强 度，度，又为又为化化学学风化风化开开了了方方便便之门之门。。 主要发生在主要发生在干干旱旱寒冷寒冷的地的地区区，，如如我我国国西北西北的的干旱寒干旱寒 冷冷及及高山寒冷高山寒冷地地区区，，风风化化深度深度相相对对较小较小，一，一般般小于小于 10m10m 。。 nn 化学风化：化学风化：岩岩石在石在水、水、氧氧及及有机有机体体等作等作用下用下所所发生的发生的 一一系列系列化学化学变化变化过程，过程，引起引起岩石岩石结结构构构构造、造、矿矿物成分物成分 和化学成分和化学成分的的变变化。化。 其实其实质是原岩质是原岩中中较较活泼活泼的的元元素素发生发生迁移迁移，，较较稳稳定的定的 元元素残素残留留原地原地，，原生原生矿矿物不物不断断变变异异，与，与新新环境环境相相适应适应 的的次次生生矿矿物不物不断断形成形成的的过过程。程。 在风化过程在风化过程中中，，化学化学反应反应的的方方式式较较复杂复杂，，有氧有氧化、化、 还还还还原原原原、、、、水化水化水化水化、、、、水水水水解解解解、、、、碳酸碳酸碳酸碳酸化化化化、、、、硫酸硫酸硫酸硫酸化化化化、、、、去碳去碳去碳去碳等等等等。。。。以以以以水水水水 化、化、溶解溶解、水、水解解和和氧氧化化作用作用最最为为常见常见。。 多发生于温暖潮湿的地方，风化深度可达百米以上。。 多发生于温暖潮湿的地方，风化深度可达百米以上 nn 生生物风化：物风化：既有既有物物理理风化风化特点特点，，又又具具有有化学风化化学风化特征特征。。 生物生物新陈新陈代代谢谢产生产生有机有机质质或或机机械械破坏破坏，，如如释放释放大大 量量有机有机物、物、酸酸及及CCO2O2 ，，加加强强水水溶液溶解溶液溶解能力能力。。