风化壳发育阶段及风化壳类型

如题所述

根据化学元素的迁移顺序、残积物及风化壳的形成过程,可以分为以下四个阶段和类型。

(一)碎屑残积阶段及岩屑型残积物

岩石在物理风化作用下在原地产生碎裂,即由大块岩石机械破碎成小块甚至细粒岩石碎屑,形成岩屑型残积物,构成岩屑型风化壳。其特点是岩石化学风化作用微弱甚至未经化学风化,其化学成分与矿物成分与原来的母岩基本一致。风化壳上层碎屑粒径细小,向下逐渐变粗,最下部是具有风化裂隙的基岩。风化裂隙常随深度的增加而数量减少,说明物理风化作用由地表向深处逐渐减弱。残积物与下伏基岩之间均呈渐变的过渡关系。碎屑残积物的发展因粒径变细,在一定的条件下有利于化学作用的进行。

(二)钙质残积阶段及硅铝-碳酸盐型残积物

在物理风化的基础上化学风化作用开始,其初期由于氧和二氧化碳的作用,硫化物受氧化成硫酸盐;铝硅酸盐矿物中的碱金属和碱土金属(K、Na、Ca、Mg)在碳酸盐化作用下从矿物中析出,并形成富钙碳酸盐,构成碳酸盐型风化壳。整个风化壳因富含钙而呈黄-灰色,其厚度一般不大。

(三)硅铝残积阶段及硅铝粘土型残积物

在化学风化作用深入进行下,钙、镁、钾、钠等元素全部被析出,被水溶液携带走,形成硅铝相对富集的硅铝酸盐。硅铝酸盐分解形成高岭石、蒙脱石、伊利石等粘土矿物,故称高岭石型风化壳。高岭石型风化壳形成于温暖湿润的气候带,风化壳呈褐色、灰色、灰绿色,其厚度一般在十余米至几十米。

(四)铁铝残积阶段及铁铝残积物(砖红壤型风化壳)

在化学风化作用进行较为彻底的情况下,硅酸盐矿物已被分解,可以迁出的元素均已析出,被水溶液携带走,形成富含硅、三价铁、铝的氧化物,称为砖红壤型风化壳。标志的风化矿物是一些铁、铝矿物,如氢氧化铁(褐铁矿)、水铝石(Al2O3·nH2O)或粘土等。风化壳因富含铁质而呈红色。厚度很大,数十米至数百米。

典型的砖红壤型风化壳,根据剖面自上而下风化程度的不同,分为以下几个垂直分带(图3-1):

图3-1 砖红壤-高岭土风化壳构造的理想示意图

1.砖红壤残积层带

此带主要含有大量游离的氢氧化铝及氢氧化铁的粘土物质,呈红色或砖红色。有时表层有一薄壳,是含氢氧化铝及氢氧化铁的溶液沿毛细管上升至地表而成铁矿石或含铁的铝土矿层。

2.高岭石残积层带

此带以高岭土族矿物为主,是风化壳的主体。此带自上而下又可分为三个亚带:

(1)上部斑状杂色亚带 风化矿物以高岭石为主,并有氢氧化铁不均匀分布,因而在高岭石上常有鲜黄色、红色、紫红色斑点。

(2)中部浅色亚带 岩石风化成高岭石,其原生构造已不能辨认,只有岩石中石英脉尚能保存。由于淋滤作用很强烈,铁、铝及部分二氧化硅已析出,颜色变浅,近于白色。

(3)下部构造残积层亚带 母岩已完全风化成高岭石,但母岩的原生结构构造如层理、节理仍能辨认。

3.碎石-角砾残积层带

此带往下过渡为致密母岩。此带内母岩风化呈碎石角砾状,表面似物理风化,而实际上仍是化学风化的结果。它是由于水沿着风化裂隙及岩石节理渗入母岩深部与母岩发生化学作用,形成化学风化的泥质产物,在无裂隙处则保存块状的母岩,外观上类似泥质胶结的“砾块”,在“砾块”的表面也往往遭受风化。因此,本带主要为化学风化产物,与以物理风化为主的角砾和碎石有差别。此带往下过渡为母岩。

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第1个回答  2020-12-23

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