Đá và sự phong hóa đá
vtphong@vlcc.edu.vn
ĐẤT TỪ ĐÁ
• Đất ở khắp mọi nơi!
• Đất có nguồn gốc từ đâu?
• Đá có đóng góp gì cho đất?
• Đất phát triển như thế nào?
Đất
• Và khi lấy đất để lên tay thì chúng ta cảm nhận được các hạt cát, thịt, sét và thành phần chất hữu cơ
• Phẫu diện đất
Sự phong hóa Đá Đất
epilithic
• Sự phong hóa là quá trình phá hủy đá, đất và các khoáng vật • Phong hóa gồm
endolithic
(disintegration) – Phong hóa hóa
học (decomposition)
hai loại: – Phong hóa cơ học
Sự phong hóa đá
• Diễn ra ngoài trời (in-situ) • Khác với sự
xói mòn (mẫu chất tại một điểm bị lấy đi)
Phong hóa cơ học(vật lý) bẻ vỡ các đá gốc thành những mảnh vụn mà không làm
swf
thay đổi thành phần hóa học của đá
chasmolithic
đá lớn đá nhỏ tinh khoáng
Phong hóa cơ học(vật lý)
Các tiến trình 1) Đóng băng/tan băng hoặc do thay đổi nhiệt độ
1 cm3 nước 1,09 cm3 nước đá
chasmolithic
Phong hóa cơ học(vật lý)
Các tiến trình(tt) 2) Rễ thực vật cũng có thể
chasmolithic
làm nứt rạn các đá
3) Gió mạnh chuyên chở các vật liệu như các hạt cát đi xa và cát lại làm mòn dần các đá nổi trên mặt đất.
Phong hóa hóa học
Các tiến trình • Sự thủy hóa • Sự thủy phân • Sự oxy hóa • Sự khử hóa • Sự hòa tan • Sự vôi hóa
• Phong hóa
hóa họclà quá trình các khoáng vật trong đá thay đổi trở thành các hạt nhỏ hơn và dễ bị rửa trôi hơn.
Phong hóa hóa học
• diễn ra nhanh ở những đá có nhiều góc cạnh (diện tích bề mặt lớn/thể tích nhỏ)
• Dần dà các góc
nhẵn cạnh bị bào mòn (bo tròn)
Phong hóa hóa học là sựphá hủy đá bằng các phản ứng hóa học
• Sự thủy hóa là sự kết hợp giữa nước với khoáng, oxide, silicate làm gia tăng thể tích
Fe2O3 + H2O 2FeOOH Hematite Goethite Fe2O3 + nH2O Fe2O3.nH2O Stilnopsiderite
CaSO4 + 2H2O CaSO4.2H2O
Thạch cao
Phong hóa hóa học
• Sự thủy phân là do sự phân lìa nước thành ion H+ và ion OH-.
có thể có tác dụng như một acid hay một base trên các tinh khoáng
Sự phân lìa này càng mạnh nếu nhiệt độ càng
lớn
K2O.Al2O3.6SiO2 + 3H2O Al2O3.2SiO2.2H2O + 2KOH + 4SiO2
Trực tràng Kaolinite
Phong hóa hóa học
• Sự oxy hóa oxy có thể thâm nhập thành phần
của các khoáng dễ dàng chất sắt rất dễ bị oxy hóa làm cho các khoáng này bể nhỏ ra
Sự oxy hóa đi kèm với sự thủy
hóa hoặc thủy phân
FeMg.SiO4 + 9/2H2O + 1/4O2 Si(OH)4+ Fe(OH)3 + Mg(OH)2
Olivine
Silice ròng ngậm nước
Phong hóa hóa học
• Sự khử hóa xảy ra nơi mà các vật liệu đất bị bão hòa nước (oxy không thể thâm nhập thành phần của các khoáng)
Fe2O3 + 4SO4
2- + 8CH2O + 1/2O2 2FeS2 + 8HCO3
- + 4H2O
pyrite
Phong hóa hóa học
• Sự hòa tan CaCO3 + 2H+ + 2OH- H2CO3 + Ca2+ + 2OH-
Sự phong hóa này có
thể gia tăng khi nhiệt độ tăng
Phong hóa hóa học
• Sự vôi hóa tác dụng của nước chứa CO2, các loại đá vôi sẽ thành bicarbonate dễ hòa tan
CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2
Phong hóa hóa học
• Phong hóa hóa học tạo các hạt sét để cây trồng có thể phát triển được
• Hỗn hợp gồm xác
cây mục và các loại hạt (sét, thịt, cát) hình thành nên đất
Sự phong hóa
• Sự phong hóa vật lý và hóa học diễn ra đồng thời
Phong hóa vật lý phá vỡ đá thành nhiều mãnh làm tăng diện tích bề mặt để cho phong hóa hóa học tiếp tục phá vỡ đá nhỏ xuống kích thước nhỏ hơn
Sự phong hóa
phụ thuộc lớn vào điều kiện khí hậu
• Nơi nào có nhiều
nước thì sự phong hóa diễn ra nhanh hơn.
• Nhiệt độ cao cúng làm cho sự phong hóa diễn ra nhanh hơn.
Sự phong hóa
Ngược lại • Ở vùng khí hậu khô
• Tuy nhiên, sự phong hóa cơ học có thể diễn ra nhanh hơn một ít do tác động của nhiệt độ
hạn thì sự phong hóa diễn ra rất chậm.
Sự phong hóa đá sản sinh ra các hạt đất
• Khi nhìn
thấy các hạt cát, ta có thể xác định được loại đá mà đã phong hóa để hình thành chúng
Các loại đá khác nhau trên thế giới
• Italy • Hawaii • Madeline
Sandstone, St. Paul, MN
Is. Wisconsin • St. Peter
