Bài giảng Địa chất cơ sở (Physical geology) - Chương 4: Tác dụng phong hoá

CHƯƠNG 4

TꢀC DỤNG PHONG HOꢀ

I. Khꢀi niꢁm vꢂ tꢀc dꢃng phong hꢄa

II. Phong hoꢀ lꢅ hꢆc

III. Phong hoꢀ hoꢀ hꢆc

IV. Phong hoꢀ sinh hꢁc

V. Tꢂc đꢃ phong hoꢀ vꢄ cꢀc nhân tꢂ ảnh hưꢅng

đến phong hoꢀ

VI. Tꢆnh giai đoꢇn vꢄ tꢆnh phân đꢈi trong quꢀ

trꢉnh phong hoꢀ

I. Khái niệm về phong hóa

Laø quaù trình bieán ñoåi caùc vaät lieäu treân maët ñaát hoaëc

gaàn maët ñaát do taùc ñoäng cuûa khoâng khí, nöôùc, caùc taùc

nhaân sinh vaät...

Nguoàn naêng löôïng gaây neân quaù trình phong hoùa xuaát

phaùt töø ngoaøi voû Traùi ñaát hoaëc ngay taïi voû Traùi ñaát.

Naêng löôïng Maët trôøi ñieàu haønh quaù trình phong hoùa.

Naêng löôïng beân trong traùi ñaát vôùi caùc hoaït ñoäng

kieán taïo, taïo nuùi, ñöa caùc ñaù vaøo ñôùi phong hoùa.

Trong töï nhieân phong hoùa vaät lyù vaø phong hoùa hoùa

1- Phong hoùa vaät lyù - Phong hoùa cô hoïc -

hoïc thöôøng xaûy ra cuøng vôùi nhau, tuøy tröôøng hôïp maø

moät trong hai loaïi seõ chieám öu theá hôn.

Kꢇt quꢈ của quꢀ trꢉnh phong hꢄa:

- Hꢉnh thꢊnh cꢀc vꢋt chꢌt mꢍi, cꢀc đꢀ vꢊ cꢀc

khoꢀng vꢋt mꢍi.

- Lꢊm giꢈm cưꢎng đꢏ chꢐu lꢑc của đꢀ tꢒ đꢄ phꢀ

vꢓ chꢔng.

- Cꢈi tꢕo bꢂ mꢖt Trꢀi đꢌt, thay đꢗi cꢀc đꢖc trưng vꢂ

thꢊnh phꢘn vꢋt chꢌt.

Phong hoaù cô hoïc: söï thay ñoåi hình daùng, kích côõ

cuûa ñaù vaø cuûa khoaùng vaät

Phong hoùa hoùa hoïc: goàm quaù trình thay ñoåi caùc

khoaùng vaät coù tröôùc thaønh caùc khoaùng vaät môùi.

II. Phong hóa hóa học

Laø quaù trình laøm ñaù vôõ vuïn ra thaønh caùc maûnh nhoû

döôùi taùc duïng cuûa naêng löôïng phaùt sinh töø hoaït

ñoäng töï nhieân.

a.Sꢑ giãn nở, co rꢔt do chênh lꢁch nhiꢁt đꢏ

Do thay ñoåi nhieät ñoä nhanh, nhieàu taïo neân söï giaõn nôû vaø

co ruùt ñaù ➔ phong hoùa cô hoïc. Quaù trình naøy thöôøng

gaëp ôû caùc vuøng ñaù khoâng coù lôùp phuû ñaát hay thöïc vaät.

Söï thay ñoåi nhieät ñoä giöõa ngaøy vaø ñeâm hay töø muøa

naøy sang muøa khaùc

Söï boùc voû hoùa troøn

Hiꢁn tưꢙng bꢄc

vꢚ hꢄa trꢛn

Nhꢡng yꢇu tꢝ cꢄ ꢈnh hưởng đꢇn sꢑ phꢀ

huꢢ bꢣng chênh lꢁch nhiꢁt đꢏ

- Sꢑ không đꢜng nhꢌt của thꢊnh phꢘn khoꢀng

vꢋt, lꢊm cho hꢁ sꢝ dꢊn nở của chꢔng khꢀc nhau.

- Sꢑ không đꢜng nhꢌt của đꢀ vꢂ thꢊnh phꢘn vꢋt

chꢌt, vꢂ kiꢇn trꢔc, cꢌu tꢕo.

- Mꢊu sꢞc: Đꢀ cꢄ mꢊu sꢟm, tꢝi dꢠ bꢐ phong hꢄa

hơn đꢀ cꢄ mꢊu nhꢕt.

- Đꢏ hꢕt: Đꢀ cꢄ đꢏ hꢕt thô phong hoꢀ mꢕnh hơn

đꢀ hꢕt nhꢚ.

- Gradient biꢇn đꢗi nhiꢁt đꢏ trong mꢏt ngꢊy đêm.

b.Taùc duïng cuûa baêng giaù

Nöôùc chaûy vaøo caùc khe nöùt và caùc hoác ña,ù bò ñoùng

baêng ➔ theå tích nöôùc seõ taêng khoaûng 9%, taïo neân aùp

löïc taùc duïng vaøo ñaù laøm vôõ vuïn thaønh caùc maûnh nhoû

treân beà maët cuûa taûng ñaù.

c. Sꢀ kꢁt tinh cꢂa muꢃi

Dung dꢐch muꢝi đi vꢊo trong cꢀc khe nꢤt, lꢥ

hꢗng của đꢀ. Sau khi nưꢍc bay hơi, muꢝn kꢇt

tinh lꢕi tꢕo ra mꢏt ꢀp suꢌt vꢊ phꢀ hủy đꢀ.

III. Phong hoá hoá hꢄc

Lꢊ sꢑ phân huꢢ cꢀc đꢀ bꢣng cꢀc tꢀc dꢃng hoꢀ

hꢆc của cꢀc nhân tꢝ như oxy, nưꢍc, khꢦ CO2, cꢀc

axit hꢡu cơ phân bꢝ trong khꢦ quyꢧn, thuꢢ quyꢧn

vꢊ sinh quyꢧn.

Thu tu 14/10

a. Hoøa tan

- Taùc duïng cuûa baêng giaù:

Moät soá vaät lieäu raén trong caùc dung dòch töï nhieân bị hoa

tan

CaSO4.2H2O

Ca2+ + SO42+ + 2 H2O

Trong điꢂu kiꢁn bꢉnh thưꢎng:

- Muꢝi của nhꢄm halogen vꢊ muꢝi sunfua dꢠ hoꢊ tan.

- Khoꢀng vꢋt carbonat trong nưꢍc thuꢘn khiꢇt thꢉ khꢄ

hoꢊ tan nhưng nꢇu cꢄ CO2 trong nưꢍc thꢉ dꢠ hoꢊ

tan vꢉ H2O + CO2  HCO3 + H+ ➔ axit nhẹ ăn mꢛn

carbonat.

Khoꢀng vꢋt silicat khꢄ hoꢊ tan, + t⁰cao + 1 ꢀp lꢑc

nhꢌt đꢐnh thꢉ lâu dꢊi chꢔng sꢨ bꢐ hoꢊ tan dꢘn.

b.Carbonat hoùa

Cꢄ sꢑ tham gia của CO₂trong cꢀc phꢈn ꢤng phong

hꢄa. TD: phong hoùa ñaù voâi goàm hai böôùc:

- Ñaàu tieân CO2 khí quyeån hoaø tan trong nöôùc taïo

thaønh bicarbonat:

CO2 + H2O

- Tieáp theo laø bicacbonat taùc duïng vôùi calcit:

H+ +HCO3 - + CaCO3 Ca2+ + 2 HCO3 -

H2CO3H+

+ HCO3-

C.Hydrat hoùa:

Ñaây laø phaûn öùng phong hoùa gaén theâm H₂O vaøo

trong caáu truùc cuûa chaát raén ñeå taïo neân saûn phaåm

ngaäm nöôùc. Td phaûn öùng cuûa fenspat kali vôùi nöôùc

taïo ra khoaùng vaät seùt vaø silic.

2 KAlSi3O8 +H2O +2 H + 2K+ + Al2Si2

O5 (OH) 4

+4SiO2

(khoaùng vaät seùt )

• Nưꢍc vꢊo ô mꢕng tinh thꢧ khoꢀng vꢋt đꢧ hꢉnh thꢊnh

khoꢀng vꢋt mꢍi:

• CaSO4 + H2O →

• (anhydrit)

CaSO42H2O

(thꢕch cao)

• (quꢀ trꢉnh xꢈy ra đi kèm vꢍi sꢑ tăng nở thꢧ tꢦch)

• Fe2O3 + nH2O → Fe2O3nH2O

•

(hêmatit)

(limonit)

• Nưꢍc chꢩ tꢀch ra khꢚi ô mang tinh thꢧ khi nhiꢁt đꢏ

tăng cao 400⁰C.

d.Oxy hoùa

Oxy tham gia moät soá phaûn öùng phong hoùa, Td: trong

quaù trình oxi hoùa khoaùng vaät chöùa saét.

6 H2O + 2 Fe2SiO4 +O2

SiO2

4 Fe ( OH) 3 + 2

( Hydroxyt saét )

e.Tác dꢅng thuꢆ phân.

• Sꢑ thuꢢ phân xꢈy ra khi cꢀc ion H+ vꢊ OH- phân

giꢈi tꢒ nưꢍc tꢑ nhiên, tꢀc dꢃng vꢍi cꢀc ion của

khoꢀng vꢋt, trao đꢗi điꢁn tꢪ vꢍi nhau đꢧ tꢕo ra chꢌt

mꢍi.

• H+ thưꢎng thay thꢇ cꢀc ion kim loꢕi kiꢂm như K+

Na+, Ca2+, Mg2+

• Nꢇu cꢄ CO2: Nưꢍc + CO2 ➔ HCO^3-➔ H+ tăng lên

thꢔc đꢫy hiꢁn tưꢙng thuꢢ phân.

Td: Orthoclase bꢐ phong hꢄa

• 4K [AlSi3O8] + 6H2O → 4KOH + Al4 [Si4O10] + [OH]8 +

8SiO2

• nꢇu cꢄ CO2 tham gia:

• 4K [AlSi3O8] + 2CO2 → 4H2O + 2K2CO3 + Al4[Si4O10]

(Orthoclase)

(dung dꢐch) (kaolin)

+ [OH]8 + 8SiO2

(opal)

Trong điꢂu kiꢁn ꢫm nꢄng, kaolin tiꢇp tꢃc bꢐ phân giꢈi

Al4[Si4O10] + [OH]8 + 2H2O → Al2O3nH2O + SiO2nH2O

(kaolin)

(bauxit)

(opal)

IV. Phong hoá sinh hꢄc

Thu

nam

,

8/10

/08

• Phong hoá sinh hꢄc - vꢇt lꢈ:

• Sinh vꢋt phꢀ hoꢕi đꢀ theo phương thꢤc cơ hꢆc. Rꢠ

cây phꢀt triꢧn cꢄ thꢧ gây 1 ꢀp lꢑc 10 -15kg/cm3.

Sinh vꢋt lꢔc đꢊo hang, khoét lꢥ đꢧ cư trꢔ đꢜng thꢎi

cꢬng phꢀ hoꢕi đꢌt đꢀ.

• Phong hoá sinh hꢄc - hoá hꢄc

• Vi khuꢫn vꢊ thꢑc vꢋt thưꢎng tiꢇt ra acid hꢡu cơ đꢧ

phꢀ hủy đꢀ, hꢔt lꢌy nhưng nguyên tꢝ cꢘn thiꢇt.

• - Mꢏt sꢝ rꢠ thꢑc vꢋt tꢦch điꢁn âm ➔ H+ vꢊ cꢀc ion

dương ➔môi trưꢎng acid phꢀ huꢢ cꢀc đꢀ.

• Rꢠ cây cꢬng thưꢎng thꢈi CO2, ➔thꢗ nhưꢓng chꢤa

nhiꢂu CO2 hơn trong không khꢦ tꢒ 10 đꢇn 100 lꢘn

lꢊm cho cꢀc silicat dꢠ bꢐ phân giꢈi hơn.

• - Hoꢕt đꢏng quang hꢙp lꢊm tăng O vꢊ CO2 vꢊo mꢖt

đꢌt.

V. Tꢃc đꢉ phong hoá vꢊ các nhân tꢃ ảnh

hưꢋng đꢁn phong hoá

• Tꢝc đꢏ phong hꢄa đưꢙc xem như lꢊ mꢤc đꢏ phꢀ

hoꢕi của phong hꢄa tꢦnh bꢉnh quân theo thꢎi

gian kꢧ tꢒ lꢔc đꢀ lꢏ ra .

• Td: nꢔi lꢪa Karatau phun tro vꢊo năm 1883, sau

60 năm đã thꢊnh mꢏt lꢍp thꢗ nhưꢓng dꢊy trên

10cm.

• Tꢝc đꢏ phong hoꢀ ở vꢭng Goa của ꢮn Đꢏ lꢊ

1mm trên năm.

• Khꢦ hꢋu, trong đꢄ đꢀng kꢧ lꢊ nhiꢁt đꢏ không khꢦ,

lưꢙng mưa vꢊ sꢑ phân phꢝi, lưꢙng bꢝc hơi, đꢏ

ꢫm v.v…

• Đꢐa hꢉnh cꢄ ꢈnh hưởng đꢇn khꢦ hꢋu.

• Tꢦnh chꢌt của đꢀ

➔Phong hoùa laø phaûn öùng cuûa caùc vaät lieäu trong voû

traùi ñaát ñeå coù traïng thaùi caân baèng khi caùc vaät lieäu naøy

tieáp xuùc vôùi caùc ñieàu kieän môùi cuûa moâi tröôøng nhö

nöôùc, khoâng khí vaø caùc sinh vaät.