Đang tải... (xem toàn văn)
BÀI THUYẾT TRÌNH, HIỆN TƯỢNG PHONG hóa
HIỆN TƯỢNG PHONG HOÁ HIỆN TƯỢNG PHONG HOÁ I Khái niệm về tác dụng phong hóa II Phong hoá lý học III Phong hoá hoá học IV Phong hoá sinh học V Tốc độ phong hoá và các nhân tố ảnh hưởng đến phong hoá VI Tính giai đoạn và tính phân đới quá trình phong hoá VII Các biện pháp phòng chống VIII.Nghiên cứu xử lí phong hóa xây dựng I Khái niệm phong hóa Phong hóa tác dụng phá hủy đá nhân tố khí quyển, thủy sinh Các đá tạo thành sâu điều kiện giống điều kiện lúc hình thành nghĩa tồn sâu điều kiện nhiệt độ áp lực cao chúng trạng thái cân Nhưng lý đó, đá bị phơi bề mặt đất để chịu điều kiện mới: điều kiện nhiệt độ áp lực thấp điều kiện vật lý môi trường xung quanh khác hẳn môi trường chúng nằm sâu đá bị biến đổi Quá trình biến đổi gọi trình phong hóa Khi phong hóa, đá bị biến đổi thành phần, kiến trúc tính chất vật lý học đá Các đá phong hóa có hệ số thấm thay đổi, dung trọng đá phong hóa thường giảm, độ rỗng n tăng lên, độ bền giảm xuống Nói chung tính chất vật lý học có chiều hướng xấu so với đá gốc Trong tự nhiên phong hóa vật lý phong hóa hóa học thường xảy với nhau, tùy trường hợp mà hai loại chiếm ưu Kết quả quá trình phong hóa: - Hình thành các vật chất mới, các đá và các khoáng vật mới - Làm giảm cường độ chịu lực của đá từ đó phá vỡ chúng - Cải tạo bề mặt Trái đất, thay đổi các đặc trưng về thành phần vật chất Phong hoá học: thay đổi hình dáng, kích cỡ đá khoáng vật Phong hóa hóa học: gồm trình thay đổi khoáng vật có trước thành khoáng vật II Phong hóa học Là trình làm đá vỡ vụn thành mảnh nhỏ tác dụng lượng phát sinh từ hoạt động tự nhiên a Sự giãn nở, co rút chênh lệch nhiệt độ Do thay đổi nhiệt độ nhanh, nhiều tạo nên giãn nở co rút đá Quá trình thường gặp vùng đá lớp phủ đất hay thực vật Sự thay đổi nhiệt độ ngày đêm hay từ mùa sang mùa khác Sự bóc vỏ hóa tròn a) Phong hóa vật lí nhiệt độ Nhiệt độ thay đổi Độ liên kết lớp đất đá bị phá hủy dần Đá bị vỡ thành mảnh vụn phong hóa vật lý nhiệt độ xa mạc Những yếu tố có ảnh hưởng đến sự phá huỷ bằng chênh lệch nhiệt độ - Sự không đồng nhất của thành phần khoáng vật, làm cho hệ số dàn nở của chúng khác - Sự không đồng đá thành phần vật chất, kiến trúc, cấu tạo - Màu sắc: Đá có màu sẫm, tối dễ bị phong hóa đá có màu nhạt - Độ hạt: Đá có độ hạt thô phong hoá mạnh đá hạt nhỏ - Gradient biến đổi nhiệt độ ngày đêm b) Phong hóa vật lí đóng băng Nhiệt độ giảm 0°C Nước khe nứt đá bị đóng băng Tạo thành áp lực tác động lên thành khe nứt Đá bị vỡ thành mảnh vụn d.Tác dụng thủy phân: Sự thuỷ phân xảy các ion H+ và OH- phân giải từ nước tự nhiên, tác dụng với các ion của khoáng vật, trao đổi điện tử với để tạo chất mới H+ thường thay thế các ion kim loại kiềm - K+, Na+, Ca2+, Mg2+ Nếu có CO2: Nước + CO2 HCO3- H+ tăng lên thúc đẩy hiện tượng thuỷ phân Td: Orthoclase bị phong hóa 4K [AlSi3O8] + 6H2O → 4KOH + Al4 [Si4O10] + [OH]8 + 8SiO2 nếu có CO2 tham gia: 4K [AlSi3O8] + 2CO2 → 4H2O + 2K2CO3 (Orthoclase) + (dung dịch) + [OH]8 + 8SiO2 Al4[Si4O10] (kaolin) (opal) Trong điều kiện ẩm nóng, kaolin tiếp tục bị phân giải Al4[Si4O10] + [OH]8 + 2H2O → Al2O3nH2O + SiO2nH2O (kaolin) (bauxit) (opal) Phong hóa sinh học Sinh vật tác động đến khoáng vật trình: - Phong hóa vật lý - Phong hóa hóa học Cây phát triển đá IV Phong hoá sinh học Phong hoá sinh học - vật lý: Sinh vật phá hoại đá theo phương thức học Rễ phát triển gây áp lực 10 -15kg/cm3 Sinh vật lúc đào hang, khoét lỗ để cư trú đồng thời cũng phá hoại đất đá Phong hoá sinh học - hoá học • Vi khuẩn thực vật thường tiết acid hữu để phá hủy đá, hút lấy nguyên tố cần thiết • Một số rễ thực vật tích điện âm H+ ion dương môi trường acid phá huỷ đá • Rễ thường thải CO2, thổ nhưỡng chứa nhiều CO2 không khí từ 10 đến 100 lần làm cho silicat dễ bị phân giải • - Hoạt động quang hợp làm tăng O2 và CO2 vào mặt đất V Tốc độ phong hoá và các nhân tố ảnh hưởng đến phong hoá Tốc độ phong hóa xem mức độ phá hoại phong hóa tính bình quân theo thời gian kể từ lúc đá lộ Td: núi lửa Karatau phun tro vào năm 1883, sau 60 năm đã thành lớp thổ nhưỡng dày 10cm Tốc độ phong hoá ở vùng Goa của Ấn Độ 1mm năm VI Tính giai đoạn và tính phân đới quá trình phong hoá Kết phong hóa tạo loại sản phẩm: - Các đất, đá, dung dịch bị mang trôi - Phần giữ lại tại chỗ hình thành các tàn tích (eluvi) Nghiên cứu tàn tích, người ta nhận thấy sản phẩm phong hóa trải qua giai đoạn phong hoá trải khác Nếu biết thành phần đá bị phong hóa xác định sản phẩm trình phong hóa hóa học đá Ngược lại, xem xét sản phẩm phong hóa số kết luận loại đá bị phong hóa (đá mẹ) Giai đoan thứ nhất: Giai đoạn võ vụn: chủ yếu phong hóa học phá vỡ đá mẹ tạo thành vụn đá Nơi khí hậu ẩm và nóng, giai đoạn này rất ngắn Giai đoạn thứ hai: Giai đoạn sialit: Thường xảy vùng khí hậu khô Phong hóa hóa học Các silicat và alumosilicat bị phá huỷ phân giải cation Các kim loại kiềm kiềm thổ + dung dịch môi trường kiềm Hình thành số khoáng vật sét trung gian của nhóm montmorilonit và phần của nhóm hydromica Các muối CaCO3 ít tan được tập trung các tàn tích vôi Giai đoạn thứ ba: Giai đoạn sialit axit: Xảy nhanh môi trường nóng ẩm, có tác động mạnh của khí quyển và rửa trôi nhanh Tiếp tục sự phân huỷ tách các cation và phá huỷ từng phần SiO2 chuyển từ môi trường kiềm sang môi trường axit Khoáng vật sét trung gian bị phá huỷ kaolin CaCO3 không còn lắng đọng nữa vì Ca bị hoà tan Giai đoạn thứ tư: Giai đoạn alit: Xảy môi trường nóng ẩm của khí hậu nhiệt đới, á nhiệt đới Tiếp tục phân huỷ các khoáng vật có trước để đến dạng bền vững bề mặt Trái đất: các hydroxit của Al, Fe, Si dưới dạng keo (bauxit, limonit, opal) Các giai đoạn phong hóa rất phụ thuộc vào các đới khí hậu của Trái đất Vùng khô Đới Montmorilonit Hydrormica Vỡ vụn Đá gốc granit Vùng ẩm nóng Đới laterit Kaolinit, gibxit Kaolinit Hydromica Vỡ vụn Đá gốc granit Vỏ phong hoá Lớp vỏ mỏng vò lục địa Trái đất bao gồm sản phẩm phong hóa chỗ (các tàn tích) và lớp đất trồng (lớp thổ nhưỡng) Vỏ có chỗ dày chỗ mỏng hoặc có chỗ không tồn tại Dày nhất ở vùng nhiệt đới, á nhiệt đới Có chỗ dày 100m Nhân tố ảnh hưởng đến phát triển vỏ khí hậu, địa hình, phương thức, cường độ, thời gian tác dụng phong hóa; thành phần đá gốc Mặt cắt vỏ phong hóa VII Các biện pháp phòng chống Phụ thuộc vào nguyên nhân gây trượt, biện pháp chia làm nhóm: Biện pháp thụ động: phòng ngừa, cấm cắt, đào sườn dốc, xây dựng suờn dốc, nổ mìn gần đới trượt Biện pháp chủ động: - Các biện pháp chống trình gây nên trượt( xây tường chắn, tường hướng dòng, tạo bệ phản áp) - Các biện pháp tăng sức chống trượt đất đá( gia cố cơ, hóa sườn dốc) - Các biện pháp nhằm cắt bỏ phần hay khối trượt( bạt mái dốc, giảm khối lượng trượt) VIII.Nghiên cứu xử lí phong hóa xây dựng B.Các Biện pháp xử lí phong hóa xây dựng Chọn địa điểm xây dựng Bóc bỏ toàn phần tầng phong hóa Bảo vệ đất đá khỏi tác nhân gây phong hóa cách che phủ vật liệu chống phong hóa Cải tạo tầng phong hóa cách : phun xi măng phun sung dịch sét Trung hòa nhân tố gây phong hóa The End [...]... phong hoá Kết quả của phong hóa là tạo ra 2 loại sản phẩm: - Các đất, đá, dung dịch bị mang trôi đi và - Phần giữ lại tại chỗ hình thành các tàn tích (eluvi) Nghiên cứu các tàn tích, người ta nhận thấy các sản phẩm phong hóa trải qua các giai đoạn phong hoá trải khác nhau Nếu biết thành phần của đá bị phong hóa có thể xác định được các sản phẩm của quá trình phong hóa hóa học trên đá này... học trên đá này Ngược lại, khi xem xét sản phẩm phong hóa một số kết luận về loại đá đã bị phong hóa (đá mẹ) Giai đoan thứ nhất: Giai đoạn võ vụn: chủ yếu do phong hóa cơ học phá vỡ các đá mẹ tạo thành vụn đá Nơi khí hậu ẩm và nóng, giai đoạn này rất ngắn Giai đoạn thứ hai: Giai đoạn sialit: Thường xảy ra ở vùng khí hậu khô Phong hóa hóa học là chính Các silicat và alumosilicat bị phá... Sinh vật tác động đến khoáng vật ở cả 2 quá trình: - Phong hóa vật lý - Phong hóa hóa học Cây phát triển trên đá IV Phong hoá sinh học Phong hoá sinh học - vật lý: Sinh vật phá hoại đá theo phương thức cơ học Rễ cây phát triển có thể gây 1 áp lực 10 -15kg/cm3 Sinh vật lúc đào hang, khoét lỗ để cư trú đồng thời cũng phá hoại đất đá Phong hoá sinh học - hoá học • Vi khuẩn và thực... phong hoá và các nhân tố ảnh hưởng đến phong hoá Tốc độ phong hóa được xem như là mức độ phá hoại của phong hóa tính bình quân theo thời gian kể từ lúc đá lộ ra Td: núi lửa Karatau phun tro vào năm 1883, sau 60 năm đã thành một lớp thổ nhưỡng dày trên 10cm Tốc độ phong hoá ở vùng Goa của Ấn Độ là 1mm trên năm VI Tính giai đoạn và tính phân đới trong quá trình phong. .. silicat khó hoà tan, + t0 cao + 1 áp lực nhất định thì lâu dài chúng sẽ bị hòa tan dần Động Thiên Cung (Hạ Long) dạng địa hình cacxtơ ngầm, kết quả của quá trình hòa tan trong phong hóa hóa học •b.Hydrat hóa: Đây là phản ứng phong hóa gắn thêm H2O vào trong cấu trúc của chất rắn để tạo nên sản phẩm ngậm nước Td phản ứng của fenspat kali với nước tạo ra khoáng vật sét và silic Ví dụ: Fe2O3 +... một áp suất và phá hủy đá d) Phong hóa vật lí do tác động của con người và sinh vật Con người trong quá trình sinh sống tác động lên khoáng vật như làm đường, khai thác khoáng sản… Các sinh vật trong quá trình tồn tại cũng tác động lên khoáng vật như rễ cây phát triển trên khoáng vật, trong quá trình phát triển làm vỡ khoáng vật, đào hang làm tổ của động vật… III Phong hoá hoá học Là sự phân... đi kèm với sự tăng nở thể tích) Fe2O3 + nH2O → Fe2O3nH2O (hêmatit) (limonit) Nước chỉ tách ra khỏi ô mang tinh thể khi nhiệt độ tăng cao 4000 C c.Oxi hóa Oxy tham gia một số phản ứng phong hóa Td: trong quá trình oxi hóa khoáng vật chứa sắt Ví dụ : Pyrite ® Limonite (FeS2)→ Fe2O3+2H2O d.Tác dụng thủy phân: Sự thuỷ phân xảy ra khi các ion H+ và OH- phân giải từ nước tự... bị phong hóa 4K [AlSi3O8] + 6H2O → 4KOH + Al4 [Si4O10] + [OH]8 + 8SiO2 nếu có CO2 tham gia: 4K [AlSi3O8] + 2CO2 → 4H2O + 2K2CO3 (Orthoclase) + (dung dịch) + [OH]8 + 8SiO2 Al4[Si4O10] (kaolin) (opal) Trong điều kiện ẩm nóng, kaolin tiếp tục bị phân giải Al4[Si4O10] + [OH]8 + 2H2O → Al2O3nH2O + SiO2nH2O (kaolin) (bauxit) (opal) 3 Phong hóa sinh học Sinh vật tác động đến khoáng vật ở cả 2 quá trình: ... ? thể tích nước sẽ tăng khoảng 9%, tạo nên áp lực tác dụng vào đá làm vỡ vụn thành các mảnh nhỏ trên bề mặt của tảng đá Phong hóa vật lý do đóng băng Hiện tượng bốc hơi mạnh ở những miền khí hậu khô nóng Nước trong khoáng vật bốc hơi lên theo các mao dẫn Trên đương bốc hơi nước hóa tan các muối khoáng và khi nước bốc hơi muối khoáng sẽ đọng lạ Tạo áp lực lên thành mao dẫn Đá bị vỡ thành các mảnh vụn... keo (bauxit, limonit, opal) Các giai đoạn phong hóa rất phụ thuộc vào các đới khí hậu của Trái đất Vùng khô Đới Montmorilonit Hydrormica Vỡ vụn Đá gốc granit Vùng ẩm nóng Đới laterit Kaolinit, gibxit Kaolinit Hydromica Vỡ vụn Đá gốc granit Vỏ phong hoá Lớp vỏ mỏng ngoài của vò lục địa của Trái đất bao gồm các sản phẩm phong hóa tại chỗ (các tàn tích) và lớp đất trồng ... sản phẩm phong hóa trải qua giai đoạn phong hoá trải khác Nếu biết thành phần đá bị phong hóa xác định sản phẩm trình phong hóa hóa học đá Ngược lại, xem xét sản phẩm phong hóa số kết... (kaolin) (bauxit) (opal) Phong hóa sinh học Sinh vật tác động đến khoáng vật trình: - Phong hóa vật lý - Phong hóa hóa học Cây phát triển đá IV Phong hoá sinh học Phong hoá sinh học - vật... biến đổi Quá trình biến đổi gọi trình phong hóa Khi phong hóa, đá bị biến đổi thành phần, kiến trúc tính chất vật lý học đá Các đá phong hóa có hệ số thấm thay đổi, dung trọng đá phong hóa thường