《地质地貌学》第四章风化作用类型和影响因素
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• 岩石的风化作用按作用因素与作用性质的不同， 可分为物理风化、化学风化与生物风化三大类， 事实上这三者常是联合进行与相互助长的，划分 只是为了讨论的方便。
• 物理风化是指岩石在外力影响下，机械地分裂成 碎屑，只改变大小与外形，而不改变成分的过程。 产生物理风化的原因以地球表面温度的变化为主， 所以物理风化大都属于热力学的风化。此外，岩 石空隙中水的冻结与融化，岩石空隙中盐的结晶 胀裂，均会促使岩石破碎。
• （1）矿物岩石的差异性胀缩。 • （2）水的冻融作用。 • （3）矿物的水化与结晶膨胀作用。
• 二、化学风化
• 化学风化作用是指岩石在地表与水、氧气、二氧 化碳和生物分解的气体及有机质等长期接触，在 原地逐渐发生化学反应而分解，不但改变其物理 状态，而且改变了化学成分的作用。
• （1）溶解作用。水是一种天然的溶剂，矿物镕于水 的过程就是溶解作用。自然界中易溶于水的矿物有卤 化物、硫酸盐和碳酸盐类矿物等。矿物溶解度的大小 除决定于本身的性质外，尚与温度、压力和水溶液的 性质等条件有关。当水中含有CO2时，可加速石灰岩 （方解石组成的岩石）的溶解过程。反应式如下：
• （二）地形与植被
• 坡地或陡崖地段，表面风化产生的岩屑不断下坠，使 新鲜岩石不断向外暴露，风化的速率便比山麓快。如 地表有植被掩盖，则温度变化小，物理风化较弱，但 由于水分及生物作用的加强，对化学风化又有一定的 促进。此外由于地形与植被不同所引起小范围气候的 差异，对风化也有影响。例如山南与山北、岗地与洼 地、林下与秃山等的风化都有明显的差别。
第二节 影响风化作用强度的因素
• 一、岩石性质
• （1）岩石的矿物成分。 • 岩石的矿物成分单一的，受热后差异膨胀较小，
因而较能抵抗风化。面矿物成分复杂的岩石，因 各矿物的抗风化强弱不一，部分矿物先行风化， 就会促使岩石崩解。 • 岩石由于矿物成分不同，颜色也不同，通常深色 的矿物吸热多且快，比浅色矿物容易风化。
• 在无碳酸盐岩体上，以及湿热条件下，有时因地 下水产生还原性条件和有机酸的积累，使水的PH 值降低，长石将强烈风化，形成大量高岭石组成 的漂白岩体，称为“潜育高岭化”。我国南方土层 深处或山蓖边缘地方常有这种漂白岩体分布。
• 在长石类中，因为结晶格架与离子种类的差异， 斜长石较正长石更易风化，在风化产物上，斜长 石除形成高岭石外，还常形成蒙脱石与埃洛石等 矿物。
• （2）岩石的结构。矿物颗粒细小已呈等粒状结构的 岩石，比粗粒状的和斑状的岩石抵抗物理风化的能力 较强，因为前者在温度变化时产生不均匀的膨胀较少 ‘坚硬致密的岩石，抵抗风化的能力较强，而疏松多 孔的岩石与水分、空气接触的面积大，容易进行化学 风化。一般说，较坚硬的砂岩、板岩与石英岩等，它 们的风化作用是以物理崩解为主，但崩解并不彻底， 因此，在地表上常产生大量的碎石缺。
《地质地貌学》 第四章风化作用类型和影响因素
• 第一节 风化作用的类型 • 第二节 影响风化作用强度的因素 • 第三节 主要矿物和岩石的风化 • 第四节 风化壳
第一节 风化作用的类型
• 一、风化作用
• 所谓风化作用，就是岩石在地表常温常压下，遭 受大气、水、水溶液及生物的破坏作用，使坚硬 的岩石变成疏松堆积物的过程。
第三节 主要矿物和岩石的风化
• 一、矿物
• （一）主要矿物对风化作用抵抗力的比较 • 各类矿物在水中的溶解度不同，经水的作用后，
风化快慢有显著差别化物类＞硫酸盐类＞碳酸盐 类＞磷酸盐类＞硅酸盐类。 • 在常见的硅酸盐矿物中，风化难易的次序是橄揽 石＞辉石＞角闪石＞黑云母＞滑石＞蛇纹石＞绿 帘石＞斜长石＞正长石＞白云母＞石英。
• 二、岩石所处的环境条件
• （一）气候 • 不同气候地带的水分与温度的条件不同特点如下： • （1）极地气候区。由于温度低，所以因水的冻结融
化而产生的物理风化作用强烈学风化微弱，风化产物 中粘土很少。 • （2）沙漠干旱气候区。物理风化为主，以温度变化 的作用占优势。 • （3）温带湿润气候区。温和多雨，植物生长茂盛， 所以化学风化和生物风化占重要地位，水的冻结与温 度变化作用都较次要。 • （4）热带湿润气候区。温度较高，雨量丰富，化学 风化和生物风化特别强烈而迅速。
• （二）重要矿物在风化过程中的表现
• （1）石英。由于硬度高，溶解度小，石英在常温 条件下进行水化或与其他物质结合都很困难，所以 不易风化，成为地面最稳定的矿物。因此在野外常 可见到石英脉或石英块突露于岩体的表面、同时在 碎屑沉积岩中大部分为石英颗粒所组成。
• （2）长石类。长石的硬度高，颜色浅，接受物理 风化较难，但受化学风化作用远较石英容易。各 类长石（包括钾长石、钠长石及钙长石等）受二 氧化碳及水的作用后，都会起高岭石化作用，风 化的产物是高岭石为主的粘土，还有胶状氧化硅 与碳酸盐，而后者多半被流水带走，有时也可以 沉淀在附近岩石的裂隙中。
• （3）岩石的构造。岩石有层理或片理裂隙的易被水 分空气侵人而引起风化，某些岩石常有节理或处于 断裂带的，也常常风化比较剧烈。
• 某些相当坚硬的岩石，由于有垂直节理，可以形成 陡峻的崖壁，壁下则堆积着许多风化破碎物质，野 外常见到地层交接的地方或沿着断层线都会形成沟 谷，就是这部分的岩石易受风化而被蚀去所致。
• （2）水化作用。有些矿物与水作用时，能够吸取 水分作为自己的组成部分，形成新矿物，称为水 化作用。例如，硬石膏水化作用后形成石膏。
• （3）水解作用。水具有微弱的离解性质，即一 部分水可离解成为含有活泼的H+和OH—离子的溶 液。矿物溶于水后，也出现离解现象，这些离解 物质与水中的H+或OH—离子互相作用形成新的化 合物，这叫水解作用。
• （4）氧化作用。空气中的氧在有水的情况Biblioteka Baidu，氧 化力很强，岩浆中的铁多为低价铁，可被氧化为高 价铁，从而使结晶格架破坏，例如：
• 三、生物风化
• 生物及其生命活动对岩石、矿物产生的破坏作用称为 生物风化，实际上也表现为物理与化学两种形式。
• 生物的物理风化方面，如树根在岩隙中长大，穴居动 物的挖掘等，都引起岩石的崩解和破碎。
• 物理风化是指岩石在外力影响下，机械地分裂成 碎屑，只改变大小与外形，而不改变成分的过程。 产生物理风化的原因以地球表面温度的变化为主， 所以物理风化大都属于热力学的风化。此外，岩 石空隙中水的冻结与融化，岩石空隙中盐的结晶 胀裂，均会促使岩石破碎。
• （1）矿物岩石的差异性胀缩。 • （2）水的冻融作用。 • （3）矿物的水化与结晶膨胀作用。
• 二、化学风化
• 化学风化作用是指岩石在地表与水、氧气、二氧 化碳和生物分解的气体及有机质等长期接触，在 原地逐渐发生化学反应而分解，不但改变其物理 状态，而且改变了化学成分的作用。
• （1）溶解作用。水是一种天然的溶剂，矿物镕于水 的过程就是溶解作用。自然界中易溶于水的矿物有卤 化物、硫酸盐和碳酸盐类矿物等。矿物溶解度的大小 除决定于本身的性质外，尚与温度、压力和水溶液的 性质等条件有关。当水中含有CO2时，可加速石灰岩 （方解石组成的岩石）的溶解过程。反应式如下：
• （二）地形与植被
• 坡地或陡崖地段，表面风化产生的岩屑不断下坠，使 新鲜岩石不断向外暴露，风化的速率便比山麓快。如 地表有植被掩盖，则温度变化小，物理风化较弱，但 由于水分及生物作用的加强，对化学风化又有一定的 促进。此外由于地形与植被不同所引起小范围气候的 差异，对风化也有影响。例如山南与山北、岗地与洼 地、林下与秃山等的风化都有明显的差别。
第二节 影响风化作用强度的因素
• 一、岩石性质
• （1）岩石的矿物成分。 • 岩石的矿物成分单一的，受热后差异膨胀较小，
因而较能抵抗风化。面矿物成分复杂的岩石，因 各矿物的抗风化强弱不一，部分矿物先行风化， 就会促使岩石崩解。 • 岩石由于矿物成分不同，颜色也不同，通常深色 的矿物吸热多且快，比浅色矿物容易风化。
• 在无碳酸盐岩体上，以及湿热条件下，有时因地 下水产生还原性条件和有机酸的积累，使水的PH 值降低，长石将强烈风化，形成大量高岭石组成 的漂白岩体，称为“潜育高岭化”。我国南方土层 深处或山蓖边缘地方常有这种漂白岩体分布。
• 在长石类中，因为结晶格架与离子种类的差异， 斜长石较正长石更易风化，在风化产物上，斜长 石除形成高岭石外，还常形成蒙脱石与埃洛石等 矿物。
• （2）岩石的结构。矿物颗粒细小已呈等粒状结构的 岩石，比粗粒状的和斑状的岩石抵抗物理风化的能力 较强，因为前者在温度变化时产生不均匀的膨胀较少 ‘坚硬致密的岩石，抵抗风化的能力较强，而疏松多 孔的岩石与水分、空气接触的面积大，容易进行化学 风化。一般说，较坚硬的砂岩、板岩与石英岩等，它 们的风化作用是以物理崩解为主，但崩解并不彻底， 因此，在地表上常产生大量的碎石缺。
《地质地貌学》 第四章风化作用类型和影响因素
• 第一节 风化作用的类型 • 第二节 影响风化作用强度的因素 • 第三节 主要矿物和岩石的风化 • 第四节 风化壳
第一节 风化作用的类型
• 一、风化作用
• 所谓风化作用，就是岩石在地表常温常压下，遭 受大气、水、水溶液及生物的破坏作用，使坚硬 的岩石变成疏松堆积物的过程。
第三节 主要矿物和岩石的风化
• 一、矿物
• （一）主要矿物对风化作用抵抗力的比较 • 各类矿物在水中的溶解度不同，经水的作用后，
风化快慢有显著差别化物类＞硫酸盐类＞碳酸盐 类＞磷酸盐类＞硅酸盐类。 • 在常见的硅酸盐矿物中，风化难易的次序是橄揽 石＞辉石＞角闪石＞黑云母＞滑石＞蛇纹石＞绿 帘石＞斜长石＞正长石＞白云母＞石英。
• 二、岩石所处的环境条件
• （一）气候 • 不同气候地带的水分与温度的条件不同特点如下： • （1）极地气候区。由于温度低，所以因水的冻结融
化而产生的物理风化作用强烈学风化微弱，风化产物 中粘土很少。 • （2）沙漠干旱气候区。物理风化为主，以温度变化 的作用占优势。 • （3）温带湿润气候区。温和多雨，植物生长茂盛， 所以化学风化和生物风化占重要地位，水的冻结与温 度变化作用都较次要。 • （4）热带湿润气候区。温度较高，雨量丰富，化学 风化和生物风化特别强烈而迅速。
• （二）重要矿物在风化过程中的表现
• （1）石英。由于硬度高，溶解度小，石英在常温 条件下进行水化或与其他物质结合都很困难，所以 不易风化，成为地面最稳定的矿物。因此在野外常 可见到石英脉或石英块突露于岩体的表面、同时在 碎屑沉积岩中大部分为石英颗粒所组成。
• （2）长石类。长石的硬度高，颜色浅，接受物理 风化较难，但受化学风化作用远较石英容易。各 类长石（包括钾长石、钠长石及钙长石等）受二 氧化碳及水的作用后，都会起高岭石化作用，风 化的产物是高岭石为主的粘土，还有胶状氧化硅 与碳酸盐，而后者多半被流水带走，有时也可以 沉淀在附近岩石的裂隙中。
• （3）岩石的构造。岩石有层理或片理裂隙的易被水 分空气侵人而引起风化，某些岩石常有节理或处于 断裂带的，也常常风化比较剧烈。
• 某些相当坚硬的岩石，由于有垂直节理，可以形成 陡峻的崖壁，壁下则堆积着许多风化破碎物质，野 外常见到地层交接的地方或沿着断层线都会形成沟 谷，就是这部分的岩石易受风化而被蚀去所致。
• （2）水化作用。有些矿物与水作用时，能够吸取 水分作为自己的组成部分，形成新矿物，称为水 化作用。例如，硬石膏水化作用后形成石膏。
• （3）水解作用。水具有微弱的离解性质，即一 部分水可离解成为含有活泼的H+和OH—离子的溶 液。矿物溶于水后，也出现离解现象，这些离解 物质与水中的H+或OH—离子互相作用形成新的化 合物，这叫水解作用。
• （4）氧化作用。空气中的氧在有水的情况Biblioteka Baidu，氧 化力很强，岩浆中的铁多为低价铁，可被氧化为高 价铁，从而使结晶格架破坏，例如：
• 三、生物风化
• 生物及其生命活动对岩石、矿物产生的破坏作用称为 生物风化，实际上也表现为物理与化学两种形式。
• 生物的物理风化方面，如树根在岩隙中长大，穴居动 物的挖掘等，都引起岩石的崩解和破碎。