化学侵蚀课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/10/3,#,化学侵蚀,史康婕,化学侵蚀,史康婕,1/77,其外营力主要是水化学溶解作用,化学侵蚀,岩溶侵蚀,淋溶侵蚀,土壤盐渍化,2/77,化学侵蚀是以水化学溶解作用为主土壤侵蚀类型，表现为岩溶现象发育及土壤中盐分和有机质流失。,岩溶地貌（喀斯特地貌）:在地表水和地下水物理过程和化学过程共同作用下，对可溶性岩石破坏和改造，造成岩溶侵蚀过程发生，所形成地貌。,3/77,在我国，碳酸盐岩分布面积约125万km,2，,著名云南石林和以“山水甲天下”著称桂林景观都是岩溶侵蚀现象。,岩溶侵蚀经常造成岩溶地域土层变薄、土地退化、基岩裸露，形成奇特喀斯特石漠化。,普定县,4/77,盐渍土,气候干旱、地下水位高而排水不畅地域，地表附近蒸发量大，土壤中毛管水垂向运动强烈，将下部盐分带至土壤表层沉积，从而造成土壤盐碱化，也称盐渍化，包含土壤盐化和碱化，盐渍化后土壤叫盐渍土。,5/77,盐渍化对农业危害极大，并造成区域内物种多样性退化，生态环境恶化。,分布区域多为地势平坦、低洼易涝、排水不畅盆地和内陆冲积平原。,6/77,土壤化学侵蚀还经过淋溶造成土层中孔隙增多，促进水分运动和机械潜蚀，造成土壤养分经过水分和细粒土壤大量淋溶流失，降低土地生产力。,分布在降水量大于600mm地域。,7/77,8.1 岩溶侵蚀,岩溶侵蚀,地表岩溶,地下岩溶,岩溶侵蚀特征：是指可溶性岩层在水作用下发生以化学溶蚀作用为主，伴随有塌陷、沉积等物理过程而形成独特地貌景观过程及结果。,8/77,1、地表岩溶侵蚀,（一）溶沟,(karren),和石芽,地表水流沿石灰岩坡面上流动，溶蚀和侵蚀出许多凹槽，称为溶沟。,溶沟之间突出部分，称为石芽。,石芽除有裸露外，还有埋藏。,从山坡上部到下部，由全裸露石芽过渡为半裸露石芽至埋藏石芽。,溶沟和石芽特征常和地形、地质等条件相关。,9/77,1）地形,地形坡度较大地面上，常形成彼此平行溶沟和石芽，而在平缓地面上，溶沟和石芽则纵横交织。,（2）地质,在节剪发育区域，形成格状溶沟。,在纯而致密石灰岩地面，溶沟和石芽较密集；,在硅质灰岩、泥质灰岩和白云岩等组成地面，溶沟和石芽发育较差。,石林(stone forest;pinnacle karst)是一个非常高大石芽，它是在热带多雨气候条件下形成。云南路南石林，高达2030m，密布如林，故名石林。,10/77,石林,11/77,（二）漏斗与落水洞,漏斗是岩溶化地面上一个口大底小圆锥形洼地，平面轮廓为圆形或椭圆形，直径数十米，深十几至数十米。漏斗下部常有管道通往地下，地表水沿此管道下流，假如通道被粘土和碎石堵塞，则可积水成池。,按成因可分为溶蚀漏斗、沉陷漏斗和塌陷漏斗三种。,溶蚀漏斗是地面低洼处聚集雨水沿节理裂隙垂直向下渗漏而不停溶蚀形成。,12/77,沉陷漏斗：在有较厚涣散沉积物或砂岩覆盖岩溶地域，如有通往地下裂隙，水流在下渗过程中，带走一部分细粒砂和粘土物质，使地面下沉形成沉陷漏斗。塌陷漏斗多是溶洞顶板受到雨水渗透、溶蚀或强烈地震发生塌陷而成。,漏斗是岩溶水垂直循环作用地面标志，因而漏斗多数分布在岩溶化高原面上。假如地面上有成连续分布成串漏斗，这往往是地下暗河存在标志。,13/77,竖井,14/77,(三)溶蚀洼地(uvalas)峰丛洼地,溶蚀洼地是由四面为低山丘陵和峰林所包围封闭洼地。它形状和溶蚀漏斗相同，但规模比溶蚀漏斗大得多。溶蚀洼地底较平坦，直径超出100 m，最大可达12 km。溶蚀洼地是漏斗深入溶蚀扩大而成。,溶蚀洼地底部如被红土或边缘坠积岩块覆盖，底部漏斗和落水洞就被阻塞，将形成岩溶湖,15/77,16/77,岩溶盆地是指岩溶地域一些宽广平坦盆地或谷地。南斯拉夫学者J.司威治最先叫这种地形为Polje，原意为可耕种平地，在我国地学文件中称为坡立谷。,宽度自数百米至数公里，长度可达几十公里。盆地边坡陡峭，底部平坦,。,17/77,四）干谷,、,盲谷和伏流,干谷是指喀斯特地域地表干涸河谷。在地表河流某一段河道，河水沿着谷底发育漏斗、落水洞等全部流入地下，使河谷干涸，则形成干谷。,18/77,盲谷是一个死胡同式地表河谷，其前方常被陡崖所阻，河水从崖脚落水洞潜入地下，变为地下河。,19/77,伏流：地表河转入地下河流暗流段，叫伏流。,20/77,（五）峰丛、峰林和孤峰,峰丛是由上部为耸立锥形山峰和下部为相连基座组成，相对高度为300600m，山峰坡度为3060。从峰丛或峰林单个山峰外形看，有呈锥状、塔状、圆柱状等不一样形态，山峰表面发育石芽和溶沟，山峰之间洼地或平原有河流落水洞和溶洞。它们组成峰丛洼地和峰林平原两个地貌组合单元。,21/77,峰林,峰林是高耸林立石灰岩山峰，相对高度100200 m，直径小于高度，坡度较陡，大多在60以上，分散或成群出现在平地上，形似树林，故而得名,。,22/77,孤峰是岩溶区孤立石灰岩山峰，常分布在岩溶平原或岩溶盆地中，相对高度由数十米至百余米。孤峰是在地壳相对长久稳定条件下，峰林不停溶蚀降低产物。,孤峰,23/77,峰丛洼地,峰丛洼地是由连座山峰和其间洼地组成，山峰形似锥形，洼地平面形状为多边形。,24/77,峰林平原,峰林平原是在较平坦地面上散布分离塔形山峰和峰间平原组合体。依据山峰规模和分布疏密程度，又可分为峰林平原、孤峰平原和残丘平原,25/77,关于峰林地貌发育在新结构运动、气候和地形剥蚀度等原因影响下，通惯用地貌循环理论来解释,：,即峰丛是岩溶发育早期由岩溶水垂直渗透溶蚀扩大而成，所以峰洼之间相对高度较小，山峰下部有还未溶蚀基座相连。,峰林是由峰丛深入演化而成。当峰丛之间深入溶蚀向深处发展，直到水平循环带，这时地下河可能出露成地表河，使侵蚀作用加强，峰丛基座被切开，山峰相互分离成为峰林。,26/77,二、地下,岩溶,（一）溶洞,洞穴又称溶洞，是地下水沿着可溶性岩石层面、节理或断层进行溶蚀和侵蚀而成地下孔道。,27/77,1.洞穴发育和形态特征,依据洞穴剖面形态可分为水平洞穴、垂直洞穴、阶梯状洞穴、袋状洞穴和多层状洞穴等。,在岩溶侵蚀基准面以下，还有深部岩溶洞穴，当前世界上发觉最大深部洞穴在喀尔巴阡山阿尔玛河流域，洞穴位于地面以下800 m至1331 m处，我国已知最大深部洞穴位于湖南某矿区，在地面以下186 m至430 m。,28/77,2洞穴堆积物和堆积形态,洞穴堆积物归纳起来可分为三大类型，,即,化学堆积物、,机械堆积物,生物堆积物。,这些堆积物对应形成一些特殊形态，尤以化学堆积物堆成形态最为绚丽多彩。,29/77,（1）化学堆积物。,地下水沿着石灰岩细小孔隙和裂隙流动时，CaCO3分解为Ca2+和HCO3-离子，随水流走，当水进入洞穴时，CO2分压力降低和温度升高，水中CO2逸出，CaCO3又沉积下来，形成方解石，在洞穴中常成为石钟乳、石笋、石柱、石幕和泉华等形态。,30/77,石钟乳,(stalactites)：地下水从洞内渗出时，滞留在洞顶上小水滴中CaCO3逐步沉积并向下伸展悬挂，形似钟乳，称为石钟乳(stalactites)。它横剖面有同心圆状层次。,石笋,是从洞顶滴落下来水溅到洞底，其中CaCO,3,逐步沉积形成，它形似竹笋，称石笋(stalagmites)。石笋是自下而上逐层增加，它横剖面为叠层状。,石钟乳和石笋各自向相对方向伸展，最终连结起来，成为石柱(column)。,石幕,：从洞壁沿裂隙渗出水，CaCO,3,呈片状沉积，如同帷幕一样展开，故称为石幕。,石灰华：溶洞底沉淀碳酸钙。,泉华是由泉水出露CaCO,3,沉积物。,31/77,32/77,33/77,（2）碎屑堆积物（机械堆积物）,洞穴中机械堆积物有:河流沉积，湖泊沉积和崩塌沉积三种。,河流沉积物,是地下河沉积小砾石和砂，或者是地表河流在洪水期带到溶洞中泥沙沉积。有时在地下溶洞河流沉积物中，可见到磨圆度极好小砾石。,湖泊沉积,是一个含有极薄层理粘土粉砂沉积，它们是在地下湖中沉积，也可能是地表河流在洪水期灌入到溶洞中沉积。在很多地方，洞穴中河流沉积和湖泊沉积是互层。,崩塌沉积物,是从洞顶、洞壁崩塌下来一些碎屑堆积物，常和洞底石灰华、粘土混杂在一起，胶结以后就成为一个坚硬角砾岩。,34/77,湖泊沉积,35/77,（3）生物堆积物,石灰岩洞是史前原始人类栖息之场所。北京猿人和山顶洞人，湖北长阳人，广西柳江人和广东韶关马坝人，都是在石灰岩洞中发觉。,除了人类化石外，溶洞中还能够找到史前人类用过石器和骨器以及用火痕迹。古人类将狩猎得到一些动物和采集果实带到洞中，因而洞穴中常保留着许多哺乳动物化石和植物化石。,另外，洞穴中常有鸟粪和蝙蝠粪堆积。,36/77,（,二）地下河和岩溶泉,1地下河,地下河是石灰岩地域地下水沿裂隙溶蚀而成地下水聚集和排泄通道。地下河水流主要由地表降水沿岩层渗流或由地表河流经落水洞进入地下河，少数地下河水流由深源和远源地下水补给。,37/77,2.岩溶泉,晋祠泉,38/77,39/77,岩溶侵蚀影响原因,1、水溶蚀力,（1）,.CO,2,气体对水溶蚀力影响,水对碳酸盐岩溶蚀力，主要取决于其所含CO2。CaCO,3,在含有不一样CO,2,水中溶解度是极不相同。水中CO,2,含量越高，CaCO,3,溶解度越大。,除了水中溶解CO,2,生成碳酸，其它酸类一样解离H+而提升水中CaCO,3,溶解度。天然条件下，对提升水溶蚀能力有意义是植物腐殖质产生有机酸。,（,2,）,温度和压力影响,温度和压力对碳酸盐类被水溶蚀能力大小影响主要是间接，是经过对CO,2,在不一样温度压力下溶解于水中特征改变起作用。,40/77,（,3,）,pH值对水溶蚀性影响,许多化合物溶解度都与溶剂pH值相关，既使一些非常难溶物质，也会在pH值变动时改变其溶解特征。,41/77,2、水流动性,42/77,3、岩石可溶性,可溶性岩层是发生溶蚀作用必要前提，普通质纯，层厚石灰岩岩溶十分发育。,岩石可溶性是指组成岩石全部矿物或部分矿物可溶性。岩浆岩主要由硅酸盐矿物组成，难溶于水。变质岩除大理岩外，也难以被水溶解。这就决定了地表水、地下水在岩浆岩和绝大多数变质岩分布地域难以进行化学溶蚀作用。而化学沉积或生物沉积碳酸盐类岩石，硫酸盐类岩石便成为溶蚀作用主要对象。,43/77,4、岩石透水性,水要在岩石中运动，就要受到岩石透水性限制。可溶性岩石透水性。主要取决于岩石孔隙度和裂隙发育及连通情况。岩石中孔隙及裂隙存在，首先能够为水流提供通路，另首先也增大了岩石与水接触面积，使溶蚀作用更加快和更轻易发生。,碳酸盐类岩石中有许多原生孔隙，如颗粒之间孔隙，或生物骨架间、生物体腔间孔隙，还有晶粒之间孔隙。测量岩石比重和容重，能够得到该岩石孔隙度。,具溶蚀能力水，首先沿裂 隙进入岩石内部，在不停进行溶蚀循环情况下，裂隙逐步扩大。裂隙越发育，水循环条件越好，溶蚀条件也越好。因而裂隙密集带和未胶结断层破碎带都是岩溶 发育有利地段。,44/77,8.2淋溶侵蚀,淋溶作用是指土壤内水向下流动，使土壤上层部分（表土）可溶性物质（矿物质、有机物）伴随水分流失（至底土）作用。为土壤形成作用，成土作用第一步。,45/77,淋溶影响原因,1.水分子结构与极性,水元素组成是氢和氧，其化学分子式用H2O表示，是一个键能很强偶极分子，这是H与O原子电子层结构决定。在HO键中共价键成份很高，其形式是等腰三角型，两个HO键角为105,另外，水分子间分子键强大，使水含有较高溶点和沸点。这一特征使得自然界水多数条件下以液态形态存在。离子健化合物在水中极易溶解。水中各种溶质极易发生相互之间及其与水之间各种化学反应，含有良好对自然界物质迁移、转化能力。即含有很强溶解力。,46/77,2、水中溶解物质,气体，在水循环过程中，大气中N,2,、O,2,、CO,2,、Ar、He等气体都可能以不一样量溶于水中，在一些有机物富集水体中，还常有CH,4,、H,2,、,H,2,S等还原剂气体存在。,47/77,3、溶质分子极性,水分子是偶极性分子，假如某一物质分子也是极性分子，当它作为溶质进入水中时，必定会与水分子形成某一个形式化学键而产生水合离子，由此造成这种物质在水中有较大溶解度。这就是所谓“相同相溶”规律。,48/77,4、水溶解能力,水溶解能力受到溶质分子极性特征，温度、压力、水pH值等原因影响。,温度,气体溶解度随温度升高而减小（表8.1）。其原因在于当温度升高时，大部分溶解气体会因获取了能量而造成动能增加，于是摆脱溶剂分子束缚向溶液外逸出。,压力,不一样类型物质在水中溶解度受压力影响程度不一样，固体物质受影响小，而气体受影响则十分显著。但总体而言，压力越大，物质在水中溶解越大。,pH值,水溶液酸碱度对物质在水中溶解度有重大影响。常温常压下，纯水pH值为7，天然水pH值普通在4到9之间变动。,49/77,5、土壤透水性,土透水性就是指水在土孔隙中渗透流动性能。水在土体孔隙中流动现象称为渗流。,50/77,8.3 土壤盐渍化,土壤盐渍化,是指土壤底层或地下水盐分随毛管水上升到地表，水分蒸发后，使盐分积累在表层土壤中过程。是指易溶性盐分在土壤表层积累现象或过程，也称盐碱化。,中国盐渍土或称盐碱土分布范围广、面积大、类型多，总面积约1亿hm2。主要发生在干旱、半干旱和半湿润地域。盐碱土可溶性盐主要包含钠、钾、钙、镁等硫酸盐、氯化物、碳酸盐和重碳酸盐。硫酸盐和氯化物普通为中性盐，碳酸盐和重碳酸盐为碱性盐。,51/77,52/77,53/77,一、土壤盐渍化形成条件,1、干旱气候,2、地下水位高，矿化度大,54/77,55/77,56/77,57/77,58/77,59/77,60/77,61/77,62/77,63/77,64/77,四、土壤碱化,土壤表层碱性盐逐步积累、交换性钠离子饱和度逐步增高现象。,我国北方各地都有分布。碱化过程往往与脱盐过程相伴发生，但脱盐并不一定引发碱化。碱化过程是因为土壤脱盐时，土壤溶液中钠离子与土壤胶体中钙、镁离子相交换，使土壤胶体吸附较多交换性钠，土壤呈强碱性反应，pH在8.5-9以上，使土壤物理性质恶化，土壤高度离散，湿时膨胀，干时板结，通透性很差，严重妨碍作物生长发育。普通以交换性钠占交换性阳离子总量20%以上为碱土指标（碱化度）。,65/77,影响土壤碱化自然原因主要包含,：,1、气候原因：,碱土都分布在干旱、半干旱和漠境地域。这些地域年降水量远远小于蒸发量，尤其在冬春干旱季蒸降比普通为5-10，甚至20以上。降雨量集中分布在高温6-9月份，可占年降雨量70%-80%。土壤含有显著季节性积碱和脱碱频繁交替特点，是土壤碱化主要条件。,66/77,2、生物原因：,因为高等植物选择性吸收，富集了钾、钙、钠、镁等盐基离子，不一样植被类型选择性吸收不一样影响着土壤形成。荒漠草原和荒漠植被对碱土形成起主要作用。,3、母质影响：,母质是碱性物质起源，如基性岩和超基性岩富含钙、镁、钾、钠等碱性物质，风化体含较多碱性成份。另外，土壤不一样质地和不一样质地在剖面中排列影响土壤水分运动和盐分运移，从而影响土壤碱化程度。,67/77,五、土壤钙积层,1.钙积层形成,你可能看过很多溶洞，漂亮钟乳石、石笋在灯光映衬下份外妖娆神秘。这一下都是碳酸钙溶解-沉淀作用结果。其实在土壤中也进行着这一过程。在我国北方降雨量不大地域，土壤风化过程释放出大量钙离子，土壤表层残余钙离子与植物残体分解时产生碳酸结合，形成重碳酸钙，在雨季向随水分向下移动，并在剖面中部或下部淀积，变成碳酸钙，日积月累就形成一个白色钙积层，其碳酸钙含量普通在1020之间。,68/77,2.钙积层对土地生产力影响,钙积层出现层位与该地域降雨量相关，降雨量大地域，钙积层出现位置深，降雨量小地域改积层出现位置高，越靠近地表。,土壤中碳酸钙是土壤中胶结能力很强一个粘结剂，它能够把较粗矿质土粒胶结起来，形成紧实块状或柱状结构体，土壤紧实，通透性变差。,南方因为降雨量，钙离子都被淋失，所以土壤中不存在钙积层。,69/77,左图是高山草原土钙积层下面花岗岩半风化体与碳酸钙胶结情况，普通是极少见到。,70/77,右图是黑钙土断面，其中白色层次就是钙积层。与钙积过程相反，在降水量大于蒸发量生物气候条件下，土壤中碳酸钙将转变为重碳酸钙从土体中淋失，称为脱钙过程。,71/77,8.4,化学侵蚀防治办法,一、岩溶侵蚀防治办法,1、防治标准：,立足自然条件，兴利防灾并举；,系统决议，科学规划；,综合办法体系，亲密联合协作。,2、办法:,立足自然条件，保护与开发利用结合。,如开发旅游业,p238,72/77,以人为本，科学规划。,多管齐下，综合防治。法律、政策、生态、工程等各种伎俩和办法。加强植被建设，封山育林、荒山造林、退耕还林，种植特色林果，改进生态环境；改变能源利用结构，开发利用煤、电、沼气、风能、太阳能等各种能源，降低森林资源消耗和对植被破坏；兴修梯田、等高耕作，开发岩溶水、建设地头水柜，实施小流域综合治理，改进生产条件。,73/77,二、淋溶侵蚀防治办法,对于淋溶侵蚀控制，迄今尚无尤其经济有效方法。普通水土保持办法和土壤管理办法，能降低地表径流，增加土壤水分渗透量，但渗透量增加就意味着土壤淋溶增强。普通来说，应调整肥料使用量，尽可能使肥料中养分多为植物生长利用，以免有过剩养分遭受淋失。,在淋溶侵蚀严重地域，除要改进施肥方法和浇灌技术之外，还应增加土壤黏性和有机质含量，改进土壤理化性质，增强土壤保水保肥能力，降低淋溶侵蚀。,74/77,三、,土壤盐渍化防治办法,75/77,76/77,谢谢大家！,77/77,