2.富硅铝阶段
岩石经过长期的化学风化后，不但氯化物和硫酸盐类已基本淋失，碳酸盐类也大量迁移，甚至部分SiO2在水溶液呈碱性的情况下，也从矿物中解离出来，溶于水形成硅酸真溶液或胶体溶液。
硅酸胶粒带负电荷，当其与水溶液中的负电荷胶体相遇时，不易凝聚，随水迁出产地；当其与带正电荷的胶体相遇时，发生凝聚，形成蛋白石，留在原地。在这一阶段，岩石中的铝硅酸盐还被风化成各种粘土矿物，氯化物、硫酸盐和碳酸盐类矿物的大量淋失，使岩石中的硅铝物质相对富集起来，故称化学风化的这一阶段为富硅铝阶段。
在温带湿润、半湿润地区，降水较充沛，它大致等于或略高于蒸发量，这种环境可使氯化物、硫酸盐和碳酸盐类矿物基本淋失，但又不能使氧化硅大量淋走，故化学风化长期停留在富硅铝阶段。在上述环境中气温较低，形成的粘土矿物一般为蒙脱石和伊利石。风化层的SiO2/Al2O3一般在2－4之间。
3.       富铝阶段
 化学风化经过一个相当长的时期以后，在湿热的热带、亚热带地区，不但氯化物、硫酸盐和碳酸盐类矿物完全淋失，而且铝硅酸盐矿物风化形成的次生高岭土粘土矿物还被水解，使二氧化硅从水中游离出来，形成氢氧化铝胶体和硅酸的真溶液或胶体。硅酸胶体一部分流失，另一部分沉淀下来；氢氧化铝很容易凝聚，形成水铝矿。在这种情况下，SiO2的流失，但岩石风化物中的铝相对富集起来，故这一阶段又称富铝阶段。
应当说明，SiO2的风化需要较高的温度和较多的降水，富铝阶段的岩石风化一般仅出现在热带、亚热带地区。这一阶段因SiO2的大量流失，风化层的SiO2/Al2O3一般在2以下。
第三节：影响风化作用的因素
岩石的风化受两方面的因素控制，一是风化的条件，二是岩石本身的特征。
一.   气候因素
降水和温度使控制岩石风化条件的两个主要因素。昼夜温差和寒暑变化幅度大的地区，有利于物理风化的进行；干旱地区盐类易于结晶也有利于物理风化。温度较低抑制生物的新陈代谢和化学反应的速度，对化学风化也有重要的意义。在低温地区，生物的新陈代谢缓慢，分泌的有机化合物较少，化学反应的速度也较低，水溶液易于饱和，故化学风化作用相对较弱；在高温地区生物新陈代谢迅速，分泌的有机酸较多，化学反应速度较快，有利于化学风化的进行。降水的多少对化学风化也有重要的作用，雨水多的地区，水溶液不易达到饱和，流动性较强，有利于元素的迁移，故化学风化作用较强。相反，雨水稀少的地区对化学风化作用不利。地球上各气候带的气温和降水特征相互不同，其内岩石风化的特征也不一样。下面简要介绍各气候带的风化特征。
1.         极低和高山地带  温度低，冬夏气温较差大，地面处于冬冻干融状态，冻融风化盛行，化学风化缓慢，故长期处于物理风化为主的阶段。
2.           干旱荒漠地带  日照强，降水稀少，蒸发量大于降水量，昼夜温差大，盐类易于结晶，故以热力和盐风化为主的物理风化旺盛，化学风化较弱，盐类不易淋溶，故也长期处于物理风化为主的阶段。
3.           半干旱草原地带  日照强，降水量在250－500mm之间，降水量小于蒸发量，热力风化较差，氯化物和硫酸盐类矿物大部分淋失，钙、镁等碳酸盐矿物相对富集，风化作用长期处于富钙阶段。
4.           半湿润温带草原地带  降水量500－700mm，降水量与蒸发量相近，风化作用长期处于富钙与富硅铝之间。
5.           温带湿润地区  降水量750－1000mm，降水量大于蒸发量，风化作用处于富硅铝阶段。
6.           湿热地区  降水量大于1000mm，风化作用处于富铝阶段。
二．地形因素
地形对风化作用的影响是通过地下水位的高低、温度和风化物的搬运等来实现的。
一般来说，在低缓的平原和缓丘地区，地下水位高，水的流动速度慢，盐类在水溶液中容易饱和，不易淋失，其化学风化过程较慢。低缓的地形使风化物不易被冲刷搬运，故风化壳一般较厚。而在高差较大的起伏山丘，地下水位较低，流动性也较强，岩石中的O2、CO2等参与风化的物质较多，水溶液不易达到饱和，盐类易于随水流失，故化学风化较强；但是因为坡度和地形切割较大，风化形成的残留物质容易被搬运，故风化壳一般较薄。
地面的坡向也是影风化的一个重要地形因素。坡向的不同对地方小气候的差异有重要作用。在阳坡，受太阳辐射的时间长，昼夜温差大，有利于物理风化的进行；而阴坡，气温的日较差较小，则不利于物理风化作用。
三．地质因素
影响风化的地质因素主要是岩石的矿物组成、结构和构造。
不同岩石有着不同的矿物组成和岩石结构，各种不同的矿物和结构对风化作用的反映是不同的。深色矿物易吸热，它比浅色矿物易风化，粗粒岩石比细粒岩石易风化，多矿岩石比单矿岩石易风化，因此不同的岩石抗风化能力是不一样的。如果一个地区的地层是由不同岩石组成的，抗风化强的岩石就会风化较慢，地表相对凸起，而抗风化弱的岩石就会风化较快，地表相对下凹，这种因岩石抗风化能力差异造成的地形起伏，称为差别侵蚀地貌。
地质构造对风化作用也有重要的意义。孔隙是各种风化介质侵入岩石内部的通道。地质构造对风化的影响主要是通过影响孔隙的多少来完成的。一般说来，断裂破碎带的裂隙、节理、层理十分发育，构造破碎，孔隙度大，这十分有利于风化作用的进行，故在断裂带内风化壳一般较厚，地质构造的差异也可形成差异侵蚀地貌。
第四节：残积物、风化壳与古土壤
一．残积物、风化壳与古土壤的概念
   岩石经风化后，部分物质和元素被迁移后残留在原地的松散堆积物称残积物。由残积物组成的风化岩石的表层称为风化壳。
风化壳上部具有一定肥力和发生结构的疏松土层称为土壤。土壤在剖面上可简单分为三层：上部植物落叶、根系死亡、腐烂形成的腐殖质层；中部水的淋溶作用形成的淋溶层；和下部上层物质下移再沉淀形成的淀积层。
残积物、风化壳和土壤，包括着岩风化时的许多气候信息，它们对研究气候地貌和气候变化有重要意义。
二.   残积物的特征和类型
1.            残积物的特征  残积物是岩石风化形成的，它有如下特征：
a.       岩性特征：岩性决定于下伏基岩
b.       粒度特征：物质大小混质，分选性极差
c.       结构特征：分层
2.            残积物的类型  根据岩石的风化程度可分四种类型：
a.       碎屑残积层
b.       富钙残积层
c.       富硅铝残积层
d.       富铝残积层
三.   古风化壳与古土壤
地质时期形成的风化壳与土壤，称为古风化壳和古土壤。根据它们产出的位置，可将它们分为两类：埋藏风化壳、古土壤与残余风化壳、古土壤。根据古风化壳和古土壤的形成特征可以研究地貌的形成和演化。
据调查在现在海拔4500m以上的青藏高原上发育有一个红色的古风化壳，据化学分析其物质组成和化学特征与华北的中新世红层相似。这种红色风化壳在现在高寒的气候下是绝不能形成，华北红层分布的高度一般在1000m以下，这说明在中新世青藏高原的高度较低，4000－5000m的高原是中新世以后抬升起来的。
在我国的黄土高原上，黄土地层中夹有许多层古土壤，以兰州黄河北的九州台黄土剖面为例，150万年形成的318m的黄土中夹有40余条古土壤，其中距地表约50m的一层棕褐色古土壤与华北森林草原环境下形成的褐色古土壤相似，根据年代测定，这层古土壤形成于140－80ka B. P.，这说明距今140－80ka时，兰州时温暖湿润的森林草原景观，环境远较现代温带半干旱草原为好。再如在现在海拔4200m以上的青藏高原上发现一种棕色古土壤，据分析该古土壤在特征和成分上与亚热带环境下形成的红壤接近，而许多云贵高原上山地褐红壤分布的上限是2000m左右，在华北黄土高原地区的黄土层中也夹有一条红色古土壤条带，它形成于距今56万年前后，青藏高原上红色古土壤的特征也与其相似，说明两者的形成时代应是相同的，这样在56万年前后青藏高原的高度仅在2000m左右，56万年来青藏高原累计隆起了约2000m，可谓强烈。
第四章 坡地发育与重力地貌
引  言
长期以来坡地的形成与演化就是地貌研究的焦点。这不仅是因为坡地占据80％以上的陆地面积，而且它也是河流系统的一个重要组成部分，担负着为河流提供水量和泥沙的任务，因此无论在研究陆地地貌演化和河流发育中都具有十分重要的意义。处理论上意义重大以外，坡地研究在生产实践中也有重大意义。农业上的水土保持和国土治理需要验机坡地的产水过程和土壤侵蚀机理，各种工程设计需要研究各种边坡的稳定性问题。
第一节   坡地的概念与分类
一 坡地的概念
坡度大于2度的地面称为坡地。坡面地貌过程一般都有重力参与，据研究，坡度小于2度的斜面上的物质，尽管有重力的坡向分量，但是它如此的小以至于对物质的移动不产生作用，只有在坡度大于2度时，重力的坡向分量对物质移动才有较大贡献。
一个坡地的特征可用三个指标来衡量：坡度，坡长和坡形。坡度是坡面与水平面之间的夹角角度。它的大小决定了坡地物质重力坡向分量的大小，对于物质的运动速度和运动方式有重要决定意义。坡长是指坡地自坡顶至坡脚的斜线长度。坡长的大小在一定程度上决定了坡面的大小，它决定着坡面的集水面积，通过集水量的多少影响着坡面水流的性质和物质的侵蚀与堆积。坡形是指坡面的几何形态，坡形包含着发生于坡面上地貌过程的信息，对研究坡地的形成，坡面侵蚀与运动的关系有重要意义。
   二 坡地的分类
坡地占据着地球上80％以上的面积，所以坡地在生产实践中是经常遇到的处理对象。不同的生产目的和研究目的，决定了坡地有许多分类方法。
1、坡地的形态分类：主要是根据坡地的组成要素（坡度、坡长、坡形）来划分坡地的类型。它包括如下几类划分：
①、根据坡度，分为：极陡坡 >35°      35°是坡地上松散物质的休止角
                    陡 坡  15°－35° 15°以下的坡地坡面侵蚀减弱
                    缓 坡  5° －15° 5°以下的坡地坡面侵蚀基本停止或极弱
                    极缓坡 2°－5°  
②、根据坡长，分为：长  坡   >500米
                    中  坡   50－500米
                    短  坡   <50米
    划分依据是，大于500米的长度和小于50米的长度均不利于坡面侵蚀
③、根据坡形，分为：直线坡
                    凸形坡
                    凹形坡
                    复合坡
2、坡地成因分类，地球上的任何地貌都是内外营力相互作用的结果，因此根据坡地的成因，将其分为：
①、内力成因坡：坡地主要由地壳的构造运动，岩浆作用和地震活动造成，如断层坡，火山坡，地震坡等。
②、外力成因坡，由外力作用为主形成的坡地。根据作用于坡地上的外力过程类型，可将其再分为： 流水作用的坡
          湖水作用的坡
          波浪作用的坡
          冰川作用的坡
风沙作用的坡
寒冻作用的坡
………………
各种外力在形成坡地上的作用主要有两类作用：侵蚀和堆积，根据坡地形成的方式，可将其分为： 侵蚀坡：由外力侵蚀作用形成
         堆积坡：由外力堆积作用形成
3、坡地组成物质分类：根据组成坡地的物质类型可将其分为：
 基岩坡
           碎屑坡
           土  坡
不同的坡地物质有着不同的结构和性质，它们对坡地的稳定性有重要意义。如在干燥的坡地上，粘土的凝聚力较强，在较大的坡度上仍较稳定，而砾石的凝聚力较小，只有在较小的坡地上才稳定。
4、坡地的工程稳定分类,根据坡地的稳定性可分为：
稳定坡
            不稳定坡
不同的工程对坡体的稳定性有不同的要求，故确定稳定坡的指标也不一样。一般工程上用稳定系数来衡量坡地的稳定性。稳定系数K＝抗滑坡度/下滑力，理论上K>1坡地稳定，K<1坡地不稳定。但为了工程的安全，对一般的工程来说：确定K≥2-3为稳定坡。
三 坡面上的地貌过程与块体运动的力学分析
坡面上进行的物质和能量转换,使坡地形态不断变化的过程称为坡面过程。前面提到坡度大于2度时重力对物质运动的影响占据了较重要的位置，因而重力在作用下的各种块体运动是坡面过程的主要形式之一。此外，坡地还接受大气降水，降水时形成的水流冲刷，土壤水作用等对坡地的演化也有重要意义。
块体运动既然是重要的坡面过程之一，那么在何种情况下会发生块体运动，又在何种情况下坡地处于稳定状态，使我们关心的问题，下面我们讨论坡地上块体运动的力学机制。
坡地上的块体运动主要有两种形式，一是位于坡面上的松散土粒和岩屑的移动，二是坡地表层一定软弱面上的土体、岩体的移动：
1、  坡面上土粒、岩屑的运动
坡面上的岩屑主要受三个力的作用：重力G，摩擦力Ip和支撑力F，G可分解为垂
直于坡地的分力N和平行于坡面的下滑力T。块体在坡地上能否发生运动取决于与Ip的对比关系，若T>Ip块体发生位移，反之则稳定。
根据力的分解法则  T ＝GSin      为坡角
               N ＝ GCos
在坡地块体处于静止的情况下，T    与Ip大小相等，方向相反，作用在同一条直线
上。块体与坡地的摩擦力的大小主要与重力的垂向分力有关。
即        Ip＝KN   K为摩擦系数
        这样有   T＝Ip＝KN
                 GSin ＝K GCos
                K＝tg
       因此摩擦力 Ip＝Ntg
但是受块体垂直坡向分力的影响， 往往不到45度时摩擦力最大，这时坡地上的块体处于极限稳定状态，所以称这时的坡角为临界坡度。临界坡度反映了块体与该坡面间摩擦力的大小和性质，应此可将临界坡角称为块体的那摩擦角，以 表示。若用If表示松散块体的抗滑强度，则If＝Ntg ＝GCos tg
  因此，坡地上土粒、石块等稳定的条件是：
T≤If
GSin ≤GCos tg
tg ≤tg
  ≤ 
以上关系表明：坡地上块体的稳定，需要下滑力小于抗滑强度，而要下滑力小于抗滑强度，需坡角小于坡面物质的内摩擦角。当坡角 等于内摩擦角 时，块体处于极限稳定状态。因此， 又代表了块体下滑刚好起动的坡角，代表着物质的休止角。特别对那些没有粘结力的砂层或松散碎屑堆积层来说，内摩擦角与休止角是一致的。
2、  坡地表层岩体与土体的运动
这种情况下块体下滑需要克服两种作用力，摩擦阻力和块体的粘结力C,这样块体的抗滑强度可表示为:  If＝Ntg ＋CA
                 C为粘结力（Kg/cm2） A为块体与坡面的接触面积（cm2）
                 C与块体的组成物质，结构及含水量有关
对于这种块体运动，块体的稳定与否取决于下滑力与抗滑强度的对比关系。可定义一个稳定系数K
                K＝
      理论上    K＝1  极限稳定状态
                K >1  稳定
                K <1  滑动不稳定
第二节 崩塌及其地貌
  一 崩塌及其类型
（一）   崩塌及其特征
陡峭山坡上的岩体，土体或碎屑层，主要在重力作用下突然发生急剧的崩落，翻转和滚落，在坡角形成倒堆或岩屑堆的现象，称为崩塌，崩塌在特征上有以下几点：
1、动速度快 有时可达到自由落体的速度
2、体积变化大 小者可小于1m3,大者可大到几亿立方米（108m3）
1、    3、  块体经过崩塌后已不具备后来岩体或土地的任何结构。
4、运动块体没有固定的滑动面。
（二）   崩塌的类型
 根据崩塌体的移动形式和运动速度可将崩塌划分为如下类型:
1、板状崩塌
2、岩崩
3、岩石剥落
4、粒状崩解
二 崩塌的形成条件及触发因素
（一）   形成条件：
1、地貌条件：崩塌一般仅能发生在陡峻切较高的坡地上
坡度   松散物质组成的坡坡度要大于碎屑的休止角，一般大于45°
黄土状物质  > 50°
岩石坡      > 50°-60
坡高   松散物质    < 25米    形成小型崩塌
                   25－45米      中型崩塌
                   > 45米        大型崩塌 
          坚硬岩石坡  > 50米        大型崩塌
2、地质条件、节理、断层、地层产状、岩性等都有影响
3、气候条件：一般来说崩塌是与强烈的物理风化紧密相关的，在干燥、日温差
及年温差较大的地区易发生崩塌，在融冻过程非常强的季节和地区，崩塌比较严重
（二）   触发因素
 暴雨、融冰化雪、爆破、地震、人工开挖等。
三 崩塌坡的稳定性评价
1、  板状崩塌的稳定性分析
2、  岩崩的稳定性分析
   四 崩塌堆积地貌
崩塌的物体在坡角地带形成的堆积体，称为倒石堆。倒石堆有下列特征：
第一、倒石堆的坡面坡度一般较大，改坡度决定于组成倒石堆碎屑物质的颗粒大小，主要是颗粒的休止角。
第二、倒石堆的组成物质特征：
 ①组成物质的岩性  与坡地的岩性有关
 ②组成物质一般分选性极差，不明现层序。但因重力分选作用，堆顶物质较细，底部边缘物质较粗。
第三节 滑坡及其地貌
一 滑坡及其特征
斜坡上的土体、岩体或碎屑物质在重力作用下延一定的滑动面做整体下滑的现象，称为滑坡。滑坡在形态上有以下特征：
1、滑坡体 斜坡上向下滑动的那部分岩土体称为滑坡体。它以滑动面与下伏未滑动地层分开。
2、滑动面与滑动带
3、  滑坡壁
4、  滑坡阶地
5、  滑坡舌与滑坡鼓丘
6、  滑坡洼地与滑坡湖
7、  滑坡裂缝：
   ① 环状拉张裂隙
   ② 平行剪切裂隙
   ③ 前部张裂隙与挤压裂隙
   ④ 前部放射裂隙
   二 滑坡的类型发生过程与影响因素
(一) 滑坡的类型
 按组成物质分类：黄土滑坡、粘土滑坡、碎屑层滑坡、基岩滑坡
 按滑层厚度分类：浅层滑坡（<10米）、中层滑坡（10－20米）、深层滑坡（>20米）
按滑动面与结构之间的关系分类：构造面滑坡、顺层面滑坡、不整合面滑坡
按滑动年代分类：古滑坡、老滑坡、新滑坡
(二)滑坡的发展阶段
1、蠕动阶段
2、剧烈滑动阶段
3、渐趋稳定阶段
(三)影响滑坡的因素
 1、岩性  主要发生在遇水易软化的软弱地层上
 2、构造  软弱结构造产状上倾向与坡向一致，如节理面，断层面，不整合面等
 3、地貌  主要通过临空面和坡度
 4、气候  主要是通过降水和冰的融化
 5、地下水
 6、地震与人为因素
   三 滑坡稳定性分析
1、    1、  浅层滑坡的稳定性分析
2、    2、  深层滑坡
第四节 蠕动过程及其地貌
   一 蠕动及其类型：
（一）斜坡上的土体、岩体和碎屑物质在重力作用下顺坡发生缓慢下移的现象称为蠕动。移动速度有的仅有若干mm/a有的可达几十cm/a。
（二）蠕动体可分为松散层蠕动和岩体蠕动
 A 松散层蠕动 可分两类
1、  土溜 斜坡上被水饱和的松散碎屑物质在重力作用下缓慢下溜的现象
2、  土爬 斜坡上的碎屑物质由于干湿、温度变化造成体积涨缩压动作用下向下缓慢移动的现象。造成土爬的主要原因有：
① 冻融交替      ② 温度变化     ③ 干湿变化
B 岩体蠕动
   二 蠕动的速率及其剖面分布
一般情况 
土壤蠕动实测速度
地区    平均坡度    速度（cm3/cm.g）    资料来源
英格兰：彭宁    26°    1.5    Young,1958
俄亥俄：尼奥托马峡谷    20°    6    Everetl,1963