华山为什么石头多?土壤薄?

2024-11-19 阅读 171
更新于 2024年11月22日
1、 土壤从哪里来?
事实上,地球形成之初,没有一粒土壤。所有的土壤都是岩石风化后形成的。
什么是风化?通俗地说就是岩石受到风吹日晒、热胀冷缩,岩石出现裂隙,大石块变成小石块,再变成小颗粒、细颗粒,直至变成颗粒非常细的土壤。
2、 那么不同的山上同样都是岩石,为什么华山上的岩石风化成的土壤更少呢?
这要从岩石的类型和性质说起了。大的分类上,岩石被分成岩浆岩、沉积岩和变质岩,这属于常识,初中甚至小学生都知道。
岩浆岩又称火成岩,是由岩浆喷出地表或侵入地壳(接近但还没有喷出地表)冷却凝固所形成的岩石,约占地壳总体积的65%,总质量的95%。岩浆是在地壳深处或上地幔产生的高温炽热、粘稠、含有挥发分的硅酸盐熔融体,是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。
花岗岩属于岩浆岩中的侵入岩,这是此类中最常见的一种岩石,多为浅肉红色、浅灰色、灰白色等。中粗粒、细粒结构,块状构造。也有一些为斑杂构造、球状构造、似片麻状构造等。
花岗岩的硬度大,摩氏硬度在6-7度之间。摩氏硬度是通过与十种参照矿物互相刻划比较来确定的,十种参照矿物如下:
1级:滑石;2级:石膏;3级:方解石;4级:萤石;5级:磷灰石;6级:正长石:7级:石英;8级:黄玉;9级:刚玉;10级:金刚石。
这个是学地质学的学生要背下来的,因为要用一辈子。“滑石方,氟磷长,石黄刚金刚”。口诀中的“氟”指氟石,其实就是萤石。我们地质学老师当年给了我们这个记忆口诀,我大概只花一分钟就记住了,至今几十年都没有忘记。
花岗岩的主要成分是石英、钾长石和酸性斜长石,次要矿物则为黑云母、角闪石,有时还有少量辉石。其中石英含量是各种岩浆岩中最多的,其含量可从20—50%,少数可达50—60%。
对照摩氏硬度表可知,石英的硬度是7,所以花岗岩的硬度大致是6-7。由于我们日常很少有机会接触到8级以上的矿物黄玉、刚玉和金刚石,所以,基本上就石英就是最硬的了。这就是花岗岩硬度大的原因。
大家还记得小时候上学,如果哪位同学学习成绩差,老师会骂他:你是花岗岩脑袋吗?当然,也有骂榆木疙瘩脑袋的。但榆木疙瘩跟花岗岩比,硬度可差远了。
补充了那么多知识以后,估计大家就知道我要揭晓什么了。那就是,华山的主要岩石是花岗岩。而花岗岩的硬度大,不容易风化。所以华山的土壤少。
华山山脉是深成侵入岩体的花岗岩浑然巨石。据地质学家测定,华山花岗岩形成期距今约1.2亿年左右,可谓古老。华山山脉的地壳活动,在受挤压、褶皱和破裂的过程中,岩浆开始沿着裂缝向表层地壳上升侵入,在3—6公里深处冷却,凝结成岩。后期逐步露出地表,形成我们看到的坚硬岩石。
华山坚硬的花岗岩黄山坚硬的花岗岩地貌三亚天涯海角坚硬的花岗岩石块3、其它山上的土壤为什么比较多?
除了华山以外,其它很多山上土壤也比较少,那可能也是花岗岩等比较坚硬的岩石组成。
当然很多山是由沉积岩和变质岩为主。
先说沉积岩。沉积岩又称水成岩,在地壳发展演化过程中,在地表或接近地表的常温常压条件下,任何先成岩遭受风化剥蚀作用的破坏产物,以及生物作用与火山作用的产物在原地或经过外力的搬运所形成的沉积层,又经成岩作用而成的岩石。在地球地表,有70%的岩石是沉积岩,但如果从地球表面到16公里深的整个岩石圈算,沉积岩只占 5%。沉积岩主要包括石灰岩、砂岩、页岩等。
不同沉积岩的硬度有差异,但沉积岩的总体硬度都较小,一般硬度小于5。比如,页岩的硬度一般只有1.5~3,用指甲都可以划出痕迹。
硬度小、容易风化的页岩由于页岩的硬度小,非常容易风化成土壤。页岩的名称甚至有时直接称为水云母粘土岩。
当然,沉积岩中也有硬度大的,这取决于岩石的矿物成分。比如,大家看到的张家界的奇峰,它是由石英砂岩为主体,而石英砂岩属于沉积岩。就像它的名称一样,由于其主要成分是石英,所以石英砂岩的硬度可以达到7。
张家界山上的主要岩石类型是石英砂岩。石英砂岩是一种由石英颗粒组成的沉积岩,具有较高的硬度和抗侵蚀能力。在张家界地区,石英砂岩经过长期的风化和侵蚀作用,形成了独特的砂岩地貌,表现为群峰林立、山体陡峭、险峻的地貌特征。
张家界-1张家界-2再来看变质岩。顾名思义,它是由变质作用所形成的岩石。是由地壳中先形成的岩浆岩或沉积岩,在环境条件改变的影响下,矿物成分、化学成分以及结构构造发生变化而形成的。它的岩性特征,既受原岩的控制,具有一定的继承性,又因经受了不同的变质作用,在矿物成分和结构构造上又具有新生性)。通常,由岩浆岩经变质作用形成的变质岩称为“正变质岩”,由沉积岩经变质作用形成的变质岩称为 “副变质岩”。
主要变质岩石类型可分为以下16类:
1. 板岩类,2.千枚岩类,3.片岩类,4.片麻岩类,5.长英质粒岩类,6.石英岩类,7.斜长角闪岩类,8.麻粒岩类,9.铁镁质暗色岩类,10.榴辉岩类,11.大理岩类,12.矽卡岩类,13.角岩类,14.动力变质岩类,15.气-液变质岩类,16.混合岩类。
由于变质岩的母岩来自于岩浆岩和沉积岩,其岩石成分也取决于前两者。上文说过,岩浆岩的硬度通常是最大的,沉积岩的硬度总体上是最小的。所以,变质岩的硬度总体上介于两者之间。即三大类岩石硬度依次是:岩浆岩>变质岩>沉积岩。
板岩硬度2.5-4板岩硬度2.5-4板岩硬度2.5-4河南省安阳市林州的石板岩地貌 林州的板岩地貌,由于板岩硬度不大(2.5-4),比较容易风化,加上板岩地貌顶部一般比较平坦,所以土壤也比较多。
4、最后,山上土壤多少还受其它什么因素影响?
除了岩石硬度以外(越硬越不容易风化),岩石的风化速度还与当地的气候环境有关。通常气候变化剧烈,忽冷忽热明显,岩石在热胀冷缩中最容易崩解,并不断风化成土壤。
另外,山上土壤多少还与坡度有关,比较陡峭的山上,即使风化出一些土壤,如果坡度太大,太陡峭,很快就会被雨水冲刷带走了。
当然还与当地的风速有关,大风也容易把风化出来的土壤搬运到别的地方。
其它原因,请地质学或相关专业人士补充。我这篇文章写得有点长了,不打算再写下去了。
11月21日更新
组成岩石的成分是各种矿物。矿物的性质决定了岩石的硬度。比如,上文硬度表中的滑石硬度是1,这说明滑石非常软。有多软呢?你用手指甲都可以把滑石一层层地刮下来。大家知道做手术的医用滑石粉吧?它就是由天然矿物质滑石经过物理粉碎、筛选和煅烧等多道工序制作而成的。
滑石-硬度1我国有多个地方产滑石。其中桂林有个小县城——龙胜各族自治县,就是著名的滑石产地,其滑石矿产储量全国第一(一度第二,据说现在上升到第一)。
龙胜的滑石矿说龙胜的滑石矿大家不知道,但龙胜梯田可是远近闻名。
龙胜梯田-1龙胜梯田2龙胜梯田3龙胜梯田4再说硬度表中硬度最大的金刚石,它有多硬?大家知道划玻璃的刀子吧?它通常就是由金刚石制成的‌。金刚石因其极高的硬度,常用于制作玻璃刀的刀尖部分,适用于切割各种玻璃,尤其适用于厚度较大的玻璃‌。当然,天然金刚石非常稀缺,现在合金材料如硬质合金也常用于制作玻璃刀的刀身,同样具有高硬度和锋利度,可以用来切割普通玻璃‌。
玻璃的主要成分是二氧化硅,我在前面说过,它的硬度是7,基本上是我们日常能见到的最硬的天然物质了。因为硬度大于7的矿物黄玉、刚玉和金刚石太少了,你能见到的大山上的石头不可能由这些东西构成。
玻璃那么硬,但金刚石切它简直小菜一碟。
总之,大家在大山里见到的各种岩石,最硬的就是花岗岩了,它的主要成分是石英。你要是能见到由黄玉、刚玉和金刚石构成的大山,请赶快告诉我,我也要去看看。好顺便捡几块回来。
黄玉-硬度8刚玉-硬度9刚玉-硬度9刚玉-硬度9金刚石-硬度10金刚石-硬度10小结:
这里补充介绍了最软的岩石——滑石和最硬的岩石——金刚石的知识。
回到华山的岩石和土壤问题,总结以下一下:华山的岩石主要是由花岗岩构成,它的硬度大约是7,基本上是大自然中我们常见的最坚硬的岩石。所以它非常不容易风化,这就是华山土壤比较少的主要原因。
其它一些著名的山脉也大致差不多,如泰山主要是混合岩、混合花岗岩及各种片麻岩。南岳衡山山体主要由花岗岩组成;北岳恒山也是典型的花岗岩质山地,主要由花岗岩、石英岩组成;中岳嵩山的岩石主要是变质岩和花岗岩组成。所以这些山都比较险峻。
只有一些低矮的山是由沉积岩或变质岩组成,他们就比较容易风化,土壤也比较多。比如我上文说的林州板岩为主的山,土壤就比较多;江苏常熟虞山主要是细砂岩,也有很厚的土壤,山上甚至种了很多茶叶……
当然,也不能完全按照山的高矮来判断它的岩石成分。但一般你看到土壤比较多的山,通常不是岩浆岩类的花岗岩。
江苏常熟的虞山茶园,土壤肥沃河南林州板岩为主的山,土壤也比较多比如,河南省的云台山主要由石英砂岩、石灰岩、白云岩构成,后面两种岩石石灰岩的硬度2-3,白云岩硬度一般3.5-4,都比较容易风化,所以云台山的土壤比较多。
河南焦作云台山的石英砂岩1河南焦作云台山紫红色的砂岩2云台山的土壤较多,植被也比较好
我弟弟昨天来看我,他刚从华山回来,讨论起来,让我回忆起多次去过的华山。
华山位于秦岭之中,而秦岭是中国南北分界线。
远古时期,中国的南北方是两个孤岛,之后撞击在一起,隆起为秦岭。
华山这块儿两侧大地运动的力量恰巧大小相等方向相反,于是,华山垂直向上提升,叫做“块状山”,相当于一堆麻将牌被人挤压,其中一块冒出来了,方方正正。你看它四面都是峭壁,这就容易理解了了。
一般的山,一侧悬崖,另一侧多缓坡,为啥?地层倾斜而已。
块状山就罕见且惊人了,峭壁光洁耸立,宛若少年罗成英挺。
这种地貌,山上不是不把岩石风化出土壤,而是留不住,但凡刚有了点儿土,风吹水冲,下山去了,山顶留不住。