Giáo trình Địa chất cơ sở - Chương 4: Tác dụng phong hóa

CHƯƠNG 4: TÁC DỤNG PHONG HÓA

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 hoïc thöôøng xaûy ra cuøng vôùi nhau, tuøy tröôøng hôïp

maø moät trong hai loaïi seõ chieám öu theá hôn.

Kết qua của qua trinh phong hoa:

́ ̀ ́

- Hꢀnh thꢁnh cꢂc vꢃt chꢄt mꢅi, cꢂc đꢂ vꢁ cꢂc khoꢂng vꢃt mꢅi.

- Lꢁm giꢆm cưꢇng đꢈ chꢉu lꢊc của đꢂ tꢋ đꢌ phꢂ vꢍ chꢎng.

- Cꢆi tꢏo bꢐ mꢑt Trꢂi đꢄt, thay đô

•

i cac đăc

trưng vê

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.

̀ thanh phần vâṭ chất

II. Phong hóa cơ 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. Söï giaõn nôû, co ruùt do chênh lệch nhiệt độ

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

Hiên

̣ tượng boc vo hꢌa trꢒn

Nhưng yêu tô co anh hương đên sư pha huy băng chênh lêch nhiêt đô

̀ ́ ̀

̉ ̀ ́

Sư không đông nhꢀt cua thanh phꢀn khoang vꢀt, lꢁm cho hꢂ sꢃ dꢁn nꢄ cꢅa chꢆng khꢇc nhau.

̣ ̣

Sự không đồng nhất cꢅa đꢇ về thành phần vật chất, về kiến trúc, cấu tạo.

- Mꢁu sꢈc: Đa co mau sꢀm, tôi dê bị phong hóa hơn đa có mau nhat.

- Đꢉ hạt: Đa co đô hat thô phong hoa manh hơn đa hat nho.

- Gradient biến đổi nhiꢂt đꢉ trong mꢉt ngꢁy đêm.

b.Taùc duïng cuûa baêng giaù

Nöôùc chaûy vaøo caùc khe nöùt của ù của các 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. Sư kêt ꢊnh cua muôi

Dung dich muôi đi vao trong cꢇc khe nꢋt, lô hông cua đa. Sau khi nước bay hơi, muꢃn kêt ꢊnh lại tạo ra mꢉt áp suất và

phá hꢅy đꢇ.

III. Phong hoa hoa hoc

Lꢁ sự phꢀn huꢌ cꢇc đꢇ bꢍng cꢇc tꢇc dꢎng hoꢇ hꢏc cꢅa cꢇc nhꢀn tꢃ như oxy, nươc, khꢐ CO2, cꢇc axit hꢑu cơ phꢀn bꢃ trong

khꢐ quyꢒn, thuꢌ quyꢒn vꢁ sinh quyꢒn

a.Hoøa tan

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

CaSO4.2H2O

Ca2+ + SO42+ + 2 H2O

Trong điêu kiên binh thương:

- Muôi cua nhom halogen va muôi sunfua dê hoa tan.

- Khoꢇng vật carbonat trong nước thuần khiết thꢓ khó hoꢁ tan nhưng nếu có CO2 trong nươc thi dê hoa tan vi H2O + CO2

 HCO3 + H+  axit nhẹ ăn mon carbonat.

Khoꢇng vật silicat khó hoꢁ tan, + t cao + 1 ꢇp lực nhất đinh thi lꢀu dai chung se bi hoa tan dꢀn.

b.Carbonat hoùa

Có sự tham gia cꢅa CO₂trong các phản ꢋng phong hóa. 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 )

̉ ̉

̀ ́ ̀ ̀ ́ ́

Nước vao ô mang ꢊnh thê khoang vꢀt đê hinh thanh khoang vꢀt mơi:

̣ ̣

•

CaSO42H2O

(thạch cao)

CaSO4 + H2O

(anhydrit)



(quꢇ trꢓnh xảy ra đi kèm với sự tăng nꢄ thꢒ ꢔch)

Fe2O3 + nH2O

(hêmatit)



Fe2O3nH2O

(limonit)

Nươc chi tach ra khoi ô mang ꢊnh thê khi nhiêt đô tăng cao400 C.

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

( Hydroxyt saét )

4 Fe ( OH) 3 + 2 SiO2

e.Tꢀc dꢁng thuꢂ phân.

•

Sự thuy phân xay ra khi cac ion H+ vꢁ OH- phân giai tư nươc tự nhiên, tꢂc dꢓng vꢅi cac ion cua

́ ̀ ́ ́

̉ ̉ ̉ ̉

khoꢂng vꢃt, trao đô

H+ thương thay thế cac ion kim loaị kiề

i điên

tư vơi nhau đê

tao

m như K+ Na+, Ca2+, Mg2+

Nếu co CO2: Nươc + CO2  HCO^3- H+ tăng lên thuc đâ

y hiên tượng thuy phân.

̣ ra chất mơi.

•

Td: Orthoclase bꢉ phong hóa

•

4K [AlSi3O8] + 6H2O  4KOH + Al4 [Si4O10] + [OH]8 + 8SiO2

nêu co CO2 tham gia:

4K [AlSi3O8] + 2CO2  4H2O + 2K2CO3 + Al4[Si4O10] (Orthoclase)

(kaolin)

(dung dic̣ h)

+ [OH]8 + 8SiO2

(opal)

Trong điꢐu kiện ẩm nóng, kaolin tiếp tꢓc bꢉ phân giꢆi

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

(kaolin)

(bauxit)

Phong hoa sinh hoc̣ - vâṭ ly:

́ ́

(opal)

IV. Phong hoa sinh hoc

•

Sinh vꢃt pha hoaị đa theo phương thưc cơ học. Rễ cây phát triển có thể gây 1 áp lꢊc 10 -15kg/cm3.

́ ́

Sinh vꢃt lꢎc đꢁo hang, khoét lỗ để cư trꢎ đô

Phong hoa sinh hoc - hoꢀ học

Vi khuẩn và thꢊc vꢃt thưꢇng tiết ra acid hữu cơ để phá hủy đꢂ, hꢎt lꢄy nhưng nguyên tô

- Mꢈt số rễ thꢊc vꢃt tích điện âm  H+ vꢁ cꢂc ion dương môi trưꢇng acid pha huy cꢂc đa.

̀ng thơi cung pha hoaị đất đa.

•

́ cần thiết.

Rễ cây cũng thưꢇng thꢆi CO2, thổ nhưꢍng chứa nhiꢐu CO2 hơn trong không khí tꢋ 10 đến 100 lần

làm cho các silicat dễ bꢉ phân giꢆi hơn.

•

- Hoꢏt đꢈng quang hꢔp lꢁm tăng O vꢁ CO2 vꢁo mꢑt đꢄt.

V. Tô

c đô

Tốc đꢈ phong hꢌa đưꢔc xem như lꢁ mức đꢈ phá hoꢏi của phong hóa tính bình quân theo thꢇi gian kể

tư luc đa lꢈ ra .

̣ phong hoa va cac nhân tố ảnh hương đến phong hoa

•

Td: núi lửa Karatau phun tro vao năm 1883, sau 60 năm đa thꢁnh mꢈt lơp thô nhương day trên 10cm.

̀ ̃ ́ ̃ ̀

́c độ phong hoa ơ vung Goa cua Ân Đꢈ lꢁ 1mm trên năm.

́ ̀

̉ ̉

Tô

Khí hꢃu, trong đꢌ đꢂng kể là nhiệt đꢈ không khí, lươ

v.v…

ng mưa va sự phân phối, lượng bốc hơi, đꢈ ẩm

•

Đꢉa hình có ꢆnh hưởng đến khí hꢃu.

Tính chꢄt của đꢂ

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.

•

Ñoä saâu vaø toác ñoä phong hoùa:

•

Phaàn lôùn quaù trình phong hoùa dieãn ra ôû phaàn treân cuûa voû Traùi ñaát cho ñeán ñoä saâu töø vaøi meùt ñeán

vaøi chuïc meùt.

•

Do moät soá taùc nhaân khaùc taùc ñoäng töø phía döôùi maët ñaát laøm cho quaù trình phong hoùa coù theå xaûy

ra ôû moät ñoä saâu lôùn hôn.

Cưꢇng đꢈ vꢁ đꢈ sâu phong hóa ở cꢂc đꢅi khí hꢃu khác nhau

VI. Tꢃnh giai đoꢄn vꢅ tꢃnh phân đꢆi trong quꢀ trꢇnh phong hoꢀ

Kết quꢆ của phong hóa là tꢏo ra 2 loꢏi sꢆn phẩm:

- Cꢂc đꢄt, đꢂ, dung dꢉch bi

- Phân giư lai tai chô hinh thanh cac tꢁn tích (eluvi).

Nghiên cứu cꢂc tꢁn tích, ngưꢇi ta nhꢃn thꢄy các sꢆn phẩm phong hóa trꢆi qua các giai đoan

trꢆi khꢂc nhau.

̣mang trôi đi vꢁ

phong hoa

•

Neáu bieát thaønh phaàn cuûa ñaù bò phong hoùa  coù theå xaùc ñònh ñöôïc caùc saûn phaåm cuûa quaù trình

phong hoùa hoùa hoïc treân ñaù naøy.

•

Ngöôïc laïi, khi xem xeùt saûn phaåm phong hoùa  moät soá keát luaän veà loaïi ñaù ñaõ bò phong hoùa (ñaù

meï).

Giai đoan thư nhất:

Giai đoꢏn võ vꢓn: chủ yếu do phong hꢌa cơ học phá vꢍ cꢂc đꢂ mẹ tꢏo thành vꢓn đꢂ. Nơi khí hꢃu ẩm

vꢁ nꢌng, giai đoꢏn nay rât ngắn.

•

Giai đoa

Gꢖaꢖ đoꢏn sꢖalꢖt: Thưꢇng xꢆy ra ở vùng khí hꢃu khô. Phong hóa hóa học là chính.

Cꢂc sꢖlꢖcat va alumosꢖlꢖcat bꢉ phꢂ huꢕ phân gꢖꢆꢖ  các cation .

Cꢂc kꢖm loꢏi kiꢐm và kiꢐm thô

Hꢀnh thꢁnh 1 sô khoang vât set trung gꢖan cua nhom montmorꢖlonꢖt va 1 phâ

Cꢂc muốꢖ CaCO3 ít tan đưꢔc tꢃp trung  cꢂc tꢁn tích vôꢖ.

Giai đoan thꢀ ba

Gꢖaꢖ đoan sꢖalꢖt axꢖt: Xꢆy ra nhanh trong môꢖ trưꢇng nꢌng ẩm, cꢌ tꢂc đꢈng mꢏnh của khí quyê

nhanh. Tꢖêp tuc sư phân huy tꢂch cꢂc catꢖon vꢁ phꢂ huꢕ tꢋng phần SꢖO2 chuyên tư môꢖ trương kꢖê

môꢖ trương axꢖt.

+ dung dꢖc̣ h  môꢖ trương kꢖꢐm.

̀n cua nhom hydromꢖca.

•

n va rưa trôꢖ

̀m sang

Khoꢂng vꢃt sét trung gꢖan bꢉ phꢂ huꢕ  kaolin.

CaCO3 không con lăng đong nưa vi Ca bꢖ hoa tan.

n thꢀ tư

alꢖt: Xꢆy ra trong môꢖ trưꢇng nꢌng ẩm của khí hꢃu nhꢖệt đꢅꢖ, ꢂ nhꢖệt đꢅꢖ.

p tuc phân huy cac khoang vât co trươc đê đꢖ đên dang bên vưng trên bê măt

Al, Fe, Sꢖ dươꢖ dan

•

Giai đoa

Gꢖaꢖ đoan

Tꢖê

Traꢖ đâ

t: cꢂc hydroxꢖt của

g keo (bauxit, limonit, opal).

Cꢀc giai đoꢁn phong hóa rꢂt phꢃ thuꢄc vꢅo cꢀc đꢆi khꢇ hꢈu của Trꢀi đꢂt.

Vꢈng khô

Đꢅꢖ Montmorꢖlonꢖt

Hydrormica

Vꢈng ꢉm nꢊng

Đꢅꢖ laterꢖt

Kaolinit, gibxit

Vơ vun

Kaolinit

Hydromica

Vơ vꢓn

Đa gốc granꢖt

Vꢋ phong hoꢀ

Lꢅp vỏ mỏng ngoài của vò lꢓc đꢉa của Trꢂꢖ đꢄt bao gồm các sꢆn phẩm phong hóa tꢏꢖ chô

đât trông (lơp thô nhương).

(các tàn tích) vꢁ lꢅp

Vỏ cꢌ chỗ dꢁy chỗ mỏng hoꢑc cꢌ chỗ không tồn tꢏꢖ. Dꢁy nhꢄt ở vꢗng nhꢖệt đơꢖ, ꢂ nhꢖệt đꢅꢖ. Cꢌ chỗ dꢁy hơn

100m.

Nhân tố ꢆnh hưởng đến sꢊ phát triển của vỏ là khí hꢃu, đꢉa hꢀnh, phương thức, cưꢇng đꢈ, thꢇi gian tác dꢓng

phong hóa; thành phần đꢂ gốc.

Mặt cắt vꢋ phong hóa

•

VII - THOÅ NHÖÔÕNG:

Ñaù raén hay coøn goïi laø ñaù neàn ñeàu naèm döôùi moät lôùp ñaát phuû= đꢂt = thổ nhưỡng

Ñaát goàm coù caùt, seùt vaø muøn thöïc vaät.

Ñaát coù nhieäm vuï laø duy trì söï soáng thöïc vaät. Ñaát taøn dö ñöôïïc hình thaønh ngay treân ñaù goác; Caùc

loaïi ñaát khaùc coù theå ñöôïc vaän chuyeån töø caùc nôi khaùc ñeán do soâng ngoøi, baêng haø vaø gioù.

Quaù trình phong hoùa ñoùng vai troø quan troïng trong quaù trình hình thaønh ñaát.

Taàng O: lôùp moûng vaät lieäu phaân huûy höõu cô, goïi laø lôùp muøn.

Taàng A: ñôùi thaám loïc, trong ñôùi naøy khoùang vaät bò hoøa tan do nöôùc maët thaám xuoáng.

Taàng B: ñôùi tích tuï, trong ñôùi naøy caùc haït vaø vaät lieäu hoøa tan töø taàng B ñöôïc tích tuï.

Taàng C: ñôi chuyeån tieáp töø ñaát sang ñaù, goàm ñaù goác bò phong hoùa.

Ñaát pedalfer

•

Laø ñaát coù chöùa oxyt saét, seùt hay caû hai; tích tuï ôû taàng B. Teân naøy ñöôïc keát hôïp töø “pedon” coù

nghóa laø “ñaát” (tieáng Hy Laïp) vaø hai kí hieäu Al, Fe.

Ñaát pedalfer thöôøng coù maët trong nhöõng vuøng coù khí haäu oân hoøa, aåm öôùt, thöôøng ôû döôùi caùc röøng

thöïc vaät caáp thaáp.

Thuoäc nhoùm naøy coù raát nhieàu loaïi ñaát coù maøu ñoû, vaøng

Ñaát pedocal:

•

Chöùa CaCO₃(töø “pedon” vaø calci)

•

Thöôøng coù maët ôû caùc vuøng oân ñôùi, nhieät ñoä töông ñoái cao, löôïng möa thaáp vaø øthöïc vaät chuû yeáu laø

coû vaø caùc buïi caây.

•

Nöôùc boác hôi tröôùc khi mang cacbonat ra khoûi ñaát  caùc hôïp chaát naøy laéng ñoïng döôùi daïng

calcite.

Ñaát laterit:

•

Laø caùc loaïi ñaát ôû vuøng nhieät ñôùi, giaøu hydroxid nhoâm vaø oxyt saét.

Saét vaø nhoâm tích tuï trong taàng B.

Nhoâm ôû daïng Al2O3.nH2O goïi laø bauxit, moät loaïi quaëng nhoâm, ñöôïc hình thaønh khi phong hoùa

maïnh vaø lâu dài, loaïi boû oxyt silic ra khoûi khoaùng vaät seùt vaø ñeå laïi oxyt alumium (bauxit).

Oxyt saét taäp trung trong taàng B nhieàu  quaëng saét.

•

7 trang baolam 27/04/2022 5020

Download

Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Địa chất cơ sở - Chương 4: Tác dụng phong hóa", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

giao_trinh_dia_chat_co_so_chuong_4_tac_dung_phong_hoa.pdf