岩石风化
岩石风化作用
岩石风化作用岩石风化作为地质学中的重要概念，是指岩石在地球表面受到水、风、温度等自然力的作用下发生的破坏和变化过程。
它不仅影响着地球的地貌形态，还对生态环境和人类活动产生着重要的影响。
本文将从不同角度介绍岩石风化的过程和影响。
一、物理风化物理风化是指岩石在自然力的作用下发生的物理变化过程。
其中最常见的是温度变化引起的热胀冷缩作用。
当岩石受到日照或夜晚温度下降时，由于岩石中不同矿物的热胀系数不同，导致岩石产生应力，最终导致岩石破裂或剥落。
此外，水的冻融作用也是物理风化的重要因素。
在高寒地区，岩石中的水会在低温下冻结成冰，造成岩石的膨胀，从而破坏岩石结构。
二、化学风化化学风化是指岩石在水、酸、氧等化学物质的作用下发生的化学变化过程。
其中最常见的是水的溶解作用。
当水中溶解了二氧化碳，形成碳酸溶液后，会与岩石中的钙、镁等碱性金属离子发生反应，产生溶液中的碳酸钙等物质。
这种化学反应会导致岩石的溶解和破坏。
此外，氧化作用也是化学风化的重要因素。
当岩石中的金属元素与氧气接触时，会发生氧化反应，从而使岩石表面产生锈斑或颜色变化。
三、生物风化生物风化是指生物体对岩石进行的物理和化学破坏作用。
其中最典型的是植物根系对岩石的侵蚀。
植物根系生长时，会通过物理力量将岩石破碎，并且释放出有机酸等化学物质，进一步加速岩石的风化过程。
此外，动物的活动也会对岩石表面产生破坏。
例如，啮齿类动物的咬食活动会导致岩石表面的破碎和剥落。
岩石风化对地球的影响是多方面的。
首先，它是岩石破碎和土壤形成的重要过程。
在岩石风化的过程中，岩石逐渐破碎成颗粒，形成土壤。
这些土壤中富含养分，为植物的生长提供了良好的环境。
其次，岩石风化对地貌的形成和演化起着重要的作用。
通过长期的物理、化学和生物作用，岩石逐渐破碎、溶解和改变形态，从而形成了各种各样的地貌景观。
最后，岩石风化还对水环境和生态系统产生着重要的影响。
岩石风化释放出的溶解物质会进入水体中，改变水体的化学性质，影响水生生物的生存。
岩石风化分类
岩石风化分类岩石风化是地球表面的各种形态变化的总称，是各种地质构造区的特征，也是地球演化的重要组成部分。
它也是人们对地质科学的研究。
岩石风化是由水、空气、有机物和其他因素，如植物和天然变化的作用共同造成的，包括地面的沉积作用，地表的地貌、土壤和底层岩石的变化，以及岩石中物质从一种态变到另一种态的变化。
二、岩石风化分类岩石风化分为三大类：1、化学风化；2、物理风化；3、生物风化。
1、化学风化化学风化是指水及其他溶液中的化学反应，对岩石中物质进行氧化、还原、缓蚀及溶解等变化，从而使岩石的结构破坏。
主要有碳酸风化、氯化风化和氧化风化等。
2、物理风化物理风化是指地表的温度、湿度变化，以及冰川运动或风力等引起的岩石结构的破坏。
主要有裂隙及裂缝风化、崩落风化、分层风化、折痕风化等。
3、生物风化生物风化是指植物或动物对岩石结构的影响，其最明显的特征是岩石表面上出现植物腐殖质和质素。
其中咀嚼风化、吸食风化、分苗风化和采石风化等是最常见的。
三、岩石风化的重要作用岩石风化不仅决定了地球表层的形态，也为人们提供了必要的条件来建立起多样的地貌形态。
同时，岩石风化也是地球表层营养物质的来源之一，是原始植物和动物进化的基础。
岩石风化是地质学中重要的研究内容，也是我们了解地球演化史的重要途径。
四、岩石风化的观测方法根据岩石风化类型，人们采用不同的方法观测岩石风化特征。
常用的观测方法有：（1）外观观测法。
外观观测法是对岩石表面的形态进行客观描述，包括岩石的局部及其整体形态，以及破坏痕迹的形状、大小、深浅等。
（2）实验室实验法。
实验室实验法是根据岩石的化学成分、岩性、结构特征，以及化学成分的细微变化，进行物理、化学、矿物动力学等实验研究，以了解岩石风化的类型和程度。
（3）地面观测法。
地面观测法是根据岩石地表的破坏情况以及岩石体内的板岩结构，来判断岩石风化的类型、时间和程度。
（4）影像观测法。
影像观测法是根据岩石表面的变化，以及岩石表面的周围环境，如距离江河、湖泊、沼泽等，以及对岩石表层进行比较，来观测岩石风化状况。
第二章岩石风化和风化类型
（紫色土）
● 洪积物 是山洪夹杂泥沙和碎石沉积在山前 谷口一带的一种运积母质。洪积母质往往形成扇 形，称为洪积扇。洪积物的母质层较深厚，养分 丰富，形成的土壤肥力较高。
●冲积物 冲积物指被河水或山溪水搬运而沉 积的物质。冲积物因流域广，成分复杂，养分 也比较丰富。
一、风化产物的生态类型： 硅质风化物、长石质风化物、铁镁质风 化物、钙质风化物，未成岩风化物 与成土岩石特性有关。
風化程度 主要物質
主要特徵
第一層 完全風化 似土壤物質 偶然有少量小石塊
第二層 高度風化 似土壤物質 第三層 輕度風化 岩體 第四層 未被風化 岩體
石塊較多較大
岩石的結構仍然清晰可辨；巨石之間有少 量土質及小石塊
第二章
岩石风化和风化类型
第一节 岩石的风化过程
风化作用是地球表面或近地球表 面的岩石在大气圈各种营力作用下 所产生的物理化学变化。岩石发生 物理和化学的变化称为风化。
一、岩石风化作用的类型
（一）物理风化
岩石发生疏松、崩解等机械破坏过 程，只造成岩石结构、构造的改变，一 般不引起化学成分的变化的过程称为物 理风化。(见下图）
玉龙雪 山冰川
槽
★ 卸荷作用 指由岩石卸荷释重而引起 的剥离作用。在花岗岩分布区最为常见。
（二）化学风化作用 岩石和矿物在大气，水及
生物的相互作用下发生的化学 成分和矿物组成的变化，称化 学风化。
新鲜花岗岩
风化花岗岩
网状风化
引起化学风化作用 的主要因素有
●溶解作用 指岩石矿 物溶解于水的作用。
3、第四纪沉积物
● 黄土及黄土状物质 黄土是由 风搬运沉积的第四纪陆相粉砂质富 含碳酸钙的土状沉积物。黄土形成 的土壤肥力一般较高。
第四章 岩石风化分解
总体上： 恶化了岩石的工程性质. 在工程选址、岩土体 稳定、地基处理、灾害防治、工程造价等方面 都有重要意义。基础建基面处置、确定矿坑边 坡角、洞室围岩支护、基坑开挖层支护、抗滑 工程设置等都要考虑到风化问题。
第四章 岩石风化工程地质
第一节 概述 第二节 影响岩石风化的因素 第三节 风化壳岩石的垂直分带 第四节 岩体风化速度的研究 第五节 防治岩石风化的措施第 Nhomakorabea节 概述
一、风化和风化作用的概念
风化：岩石在各种风化营力作用下，发生的物 理和化学变化过程。
风化壳：表层不同深度的岩石，遭受风化程度 的不同，形成不同成分和结构的多层残积物， 由其构成的复杂剖面称为风化壳。 不同岩石，不同地区，风化壳有很大差别。其 厚度很大差别，大则几百米。 地壳表层保留的主要为现代时期形成的风化壳 。当风化壳形成后，被后来的堆积物掩埋，被 保留下来成为古风化壳。
根据岩石风化程度和特性及场地工程地质条件，选择地下 洞室施工开挖的设备和方法，确定对已风化岩石的处理措 施;
根据岩石风化的速度、风化营力的大小和风化作用的类型 等因素，确定基坑、路堑敞开时的安全期限，选择防止岩 石风化的措施。
为此，必须注意研究以下问题：
1.加强不同气候带、不同地质地理地区，在不同风化营力 作用下，风化壳的形成、分布规律及其区域工程地质特 征的研究；
残积土
二、风化岩石的工程性状及工程意义
岩石风化后，发生了一系列不同程度的变化，从而改变了岩石的工 程特性，主要表现在：
岩石矿物成分和化学成分发生变化。原生矿物经受水解、水化、 氧化等作用后，逐渐转化生成新的次生矿物，特别是粘土矿物， 从而改变了岩石的性质。
岩石的地质风化
岩石的地质风化岩石是地球表面最主要的岩石组分之一，也是地球的基础建设的重要材料。
岩石的地质风化是指岩石在地壳地表发生的一系列物理、化学和生物作用，使其逐渐破裂、溶解和分解的过程。
地质风化对地球表面的地貌形成和土壤发育有着重要影响，并对生态系统和人类社会产生深远的影响。
地质风化的过程通常可以分为物理风化和化学风化两大类。
物理风化是指岩石由于各种力的作用下发生的物理变化。
温度变化、水的冻融、植物根系的生长等都会导致岩石破裂、剥落和碎裂。
这些物理变化对于岩石的破碎和剥蚀起到了重要的作用。
化学风化是指岩石内部造分的溶解、氧化还原和水合作用等化学反应导致岩石的溶解和分解。
这些化学变化会使岩石的结构发生改变，从而导致其物理性质的变化。
物理风化和化学风化相互作用，共同推动着岩石的地质风化过程。
在物理风化的作用下，岩石表面的剥蚀层逐渐脱落，裸露出新的岩石表面。
这些裸露的表面更容易受到化学风化的影响，因为化学物质更容易进入岩石内部并与其中的矿物发生作用。
化学风化作用使岩石变得更加脆弱，易受物理力的破坏，进而加剧了物理风化的程度。
地质风化与人类生活息息相关。
岩石风化过程中释放出的无机盐和有机酸可以参与土壤发育，形成适宜农作物种植的土壤。
同时，地质风化还是地下水形成的重要因素。
水通过岩石裂缝渗透到地下，与岩石中的矿物发生反应，形成溶液，进而形成地下水。
地下水是人类生活中重要的水源之一，也是农业、工业和城市供水的重要来源。
因此，岩石的地质风化对于地表地貌的形成和地球生态系统的平衡至关重要。
地质风化还对自然环境产生了深远影响。
风化作用导致岩石变得脆弱，易于破碎、剥落，进而使岩石发生崩塌、滑坡和地质灾害等自然灾害。
此外，地质风化还会释放出大量的二氧化碳，加剧温室效应，对全球气候产生影响。
地质风化还会导致土壤侵蚀和水资源污染，对环境造成负面影响。
为了减轻地质风化对于环境的负面影响，人类需要积极采取措施。
首先，加强环境保护意识，合理利用岩石资源，减少岩石的开采和破坏。
岩石的风化名词解释
岩石的风化名词解释
岩石的风化，是指经过时间和自然力量作用后，岩石表面逐渐破碎、磨损、分解，变成颗粒物质或新的岩石类型的过程。
以下是常见的岩石风化名词解释：
1. 机械风化：又称物理风化，是指岩石受到物理力量作用而发生的破碎、磨损和变形，如温度变化、水的侵蚀、冻融作用等。
2. 化学风化：是指岩石受到化学作用而发生的分解和溶解，如酸雨、生物作用、氧化还原作用等。
3. 生物风化：又称生态风化，是指生物体对岩石的破坏和分解，如根系侵蚀、微生物分解、动物作用等。
4. 热风化：是指岩石受到高温和压力作用而发生的变形和破碎，如火山爆发和地球内部构造运动等。
5. 冻融风化：是指岩石受到冰的侵蚀、冻结和解冻作用而发生的破碎和溶解，如高山地区的冰川作用等。
6. 风化壳：是指岩石表层出现的一种橙色或红色的皮壳，由于长期
接触到氧气和水分而形成。
总之，风化是自然界中一种不可避免的现象，它是地球表面形成和变迁的重要因素，也是岩石和土壤形成的基础。
岩石的风化作用
岩石的风化作用岩石风化是指岩石在自然界中受到风、水、冰等力量的作用下逐渐破坏和分解的过程。
这个过程经常发生在地表或地下，也是岩石变质作用和岩浆作用的起始阶段。
岩石风化是地球科学中很重要的一部分，对于研究地质学和地貌学都有很大的帮助。
岩石风化的形式有很多种，比如物理风化、化学风化、生物风化等等。
其中，物理风化是指自然界中机械力量对岩石的破坏作用，包括温度变化、冻融作用、风刮作用等。
化学风化是指化学反应对岩石的破坏作用，例如酸雨、氧化作用、水解作用等。
生物风化则是指生物体对岩石的破坏作用，例如植物根系的生长、动物的侵蚀等。
岩石风化的过程可以分为三个阶段：首先是物理风化，随着时间的推移，化学风化和生物风化逐渐加强。
物理风化的主要作用是将岩石破碎成较小的颗粒，从而为化学风化和生物风化提供了更多的表面积，加速了这两个阶段的作用。
化学风化是岩石风化中最常见的形式之一。
在化学风化过程中，岩石中的矿物质受到水、酸、氧气等物质的作用，逐渐破坏和分解。
例如，石灰岩受到酸雨的侵蚀会产生碳酸氢钙，导致石灰石逐渐溶解。
生物风化是岩石风化中最为神奇的一种形式之一。
生物体的侵蚀作用可以分为生物物理作用和生物化学作用。
例如，植物根系的生长会使岩石破裂，而动物的侵蚀则是通过摩擦、啃咬和腐蚀来实现的。
岩石风化在地球科学中有着极其重要的地位。
它是岩石变质作用和岩浆作用的起始阶段，也是地貌演变的重要因素之一。
岩石风化还对于环境保护和资源开发等有着重要的作用。
例如，岩石风化可以改善土壤质量，促进植物生长，从而保护生态环境。
岩石风化是地球科学中的重要内容。
它不仅有着科学意义，还有着极其重要的现实意义。
加强对岩石风化的研究，对于推进地球科学的发展和环境保护都有着重要的作用。
科学知识：岩石的风化作用
岩石的风化作用风化作用是指接近或露出地表的岩石，在太阳辐射、大气、水及生物作用下，在原地发生崩解、破碎、分解等一系列物理和化学过程。
根据作用于岩石的因素和作用的结果，风化作用可分为三种类型：（1）物理风化：指温度变化以及岩石空隙中水和盐分的物态变化，使岩石和矿物发生机械破坏而不改变其化学成分的过程。
岩石的热胀冷缩：受太阳暴晒和昼夜温差急剧变化，岩石内部和表面以及各种矿物之间产生胀缩不均，形成裂纹。
天长地久，岩石表面就会逐步解体而层层剥落。
岩石受构造运动等的影响：岩石裂隙和节理会发生破裂作用。
地表岩石空隙中水的冻结与融化：地表岩石空隙总的水在气温降低至冰点以下时就会结冰，体积比原来增大1/10左右。
冰对岩石空隙两壁产生的巨大压力会扩大和增加岩石的空隙。
融水和冻结交替作用，扩大裂缝，使岩石破碎崩解。
（冰劈或寒冻风化作用）（2）化学风化：溶解作用、水化作用、水解作用、氧化作用。
结果：破坏了原有的岩石矿物，产生新的黏土矿物。
（3）生物风化：生物在其生长和其他生命活动中，对岩石和矿物产生的破坏作用。
生物在生长过程中对岩石和矿物所产生的机械风化：根系的嵌入使岩石发生胀裂和崩解的作用——根劈作用；动物的挖掘和穿凿活动，使岩石破裂。
生物的化学风化作用：生物在光合作用和呼吸作用中产生大量的氧和二氧化碳，成为反应剂，参与矿物的氧化作用和还原作用。
植物通过根的分泌和吸收，对周围矿物的分解与元素的迁移发生作用。
生物残体和排泄物经微生物的分解转化，可形成各种可溶于水的化合物。
微生物的作用：它们有的可吸收空气中的氮合成硝酸；有的可吸收空气中的二氧化碳合成碳酸；有的吸收各种硫化物制造硫酸；微生物还可分泌大量的有机酸和腐殖质酸，这些酸类可对岩石产生强烈的腐蚀作用。
第四章岩石风化
表4.2 岩石风化壳分带及各带基本特征
风化分带 岩石颜色 矿物成分 岩体破碎特点 呈土状，或粘性土夹 碎屑，结构已 彻底改变，有 时外观保持原 岩状态 物理力学性质 强度很低，浸水能崩 解，压缩性能增 大，手可捏碎 声速特性 其它特征 原岩完全变色， 除石英外，其余矿物多 常呈黄褐、 已变异，形成绿 棕红、红 泥石、绢云母， 色 蛭石、滑石、石 膏、盐类及粘土 矿物等次生矿物 纵波声速值低， 锤击声哑， 声速曲线 锹镐 摆动小 可挖 动
4.3 .风化壳的垂直分带
四、分带的标志及各风化带岩石的特征 主要包括下列几个方面： 1.颜色：风化程度不同，颜色有明显差异。如有 的原岩新鲜色为灰绿色，风化后，由上至下：黄绿色、 黄褐色、棕红色、红色。 2.岩体破碎程度：随着风化程度加深，完整岩石 逐渐变为碎块状、碎石土状、砂粒、粉粒、粘粒。 3.矿物成分变化：不同矿物抗风化能力不同（如 前所述），可依据矿物共生组合规律，作为风化壳垂 直分带标志。
4.1. 基本概念及研究意义
化学风化：指岩石在氧、水溶液及有机体 等作用下，产生化学反应，引起其结构构 造、矿物成分和化学成分发生变化的过程。 其结果是活泼元素迁移、稳定元素残留原 地，原生矿物不断变异，次生矿物不断形 成。风化深度数十~100m。 风化壳：遭受风化的岩石圈表层称~。它 是原岩在一定地质历史时期各种因素综合 作用的产物。
4.2 .影响岩石风化的因素
五、其它因素 地壳运动的特点控制着风化作用发生的总 趋势。 地下水的化学成分、补给、径流、排泄和埋藏 条件，直接影响风化速度。 外力侵蚀剥蚀作用促进岩石风化作用。 人类活动加剧了岩石风化作用。
主要内容
•4.1 基本概念及研究意义
•4.2 影响岩石风化的因素
•4.3 风化壳的垂直分带
岩石风化的三种类型
岩石风化是指岩石在地表或地下受到大气、水文、生物和地理等外力作用下，逐渐破碎和分解的过程。
根据不同的风化过程，岩石风化可以分为以下三种类型：
1. 物理风化（Mechanical Weathering）：
物理风化是由于岩石受到自然力的作用而发生的破碎和分解。
这些自然力包括温度变化、冻融作用、风蚀和压力等。
温度变化引起的热胀冷缩和冻融作用使岩石表面产生裂缝和破碎。
风蚀和压力也会导致岩石表面的碎裂和剥落。
2. 化学风化（Chemical Weathering）：
化学风化是由于水、氧气、二氧化碳等化学物质与岩石发生作用而导致岩石溶解、分解或改变成其他物质的过程。
水是化学风化中最常见的作用介质，通过水的作用，岩石中的矿物质可以被溶解或水解。
氧气和二氧化碳也会与岩石中的矿物质发生氧化和碳化反应，使岩石发生化学变化。
3. 生物风化（Biological Weathering）：
生物风化是由植物和动物的生长、代谢和作用导致的岩石分解和破碎。
植物的根系可以渗透到岩石裂缝中，通过根系的生长和膨胀导致岩石破碎。
动物也可以通过挖洞、穿孔和磨蚀等行为促进岩石风化过程。
这三种类型的风化通常不是单独发生的，它们通常相互
作用，共同导致岩石的风化过程。
岩石风化是地质学中重要的过程，它对于岩石的形成和地貌的演化起着关键作用。
岩石风化
总体上：恶化了岩体的工程地质性质
四、研究意义及目的
Hale Waihona Puke 由于风化作用使岩体矿物成分与化学成分产生变化，岩石 的结构、构造改变，完整性遭到破坏，恶化了岩体的工程 性质。因此，在工程选址、岩土体稳定、地基处理、灾害 防治、工程造价等方面都有重要意义。 根据岩石风化的程度及空间分布，选择最适于修建建筑的 场址，进行合理布局 根据风化岩石的物理力学性质及其与建筑物类型、等级、 荷载性质及大小的适应性，确定合理的建基面高程、确定 持力层 根据岩石风化速度、风化程度及各风化带岩石的物理力学 性质，确定各类开挖边坡的合理坡角； 根据风化产物的特性（破碎程度、坚固性等）及场地工程 地质条件，选择地下洞室施工开挖的设备及方法，确定对 已风化岩石的处理措施 根据岩石风化速度、风化营力、风化作用类型及影响因素 等，确定岩基暴露的安全期限与预防风化的措施，如确定 基坑、路堑保持开场状态的安全期限，选择防止岩石风化 的措施等
分带的标志
水理性质及物理力学性质的变化：风化壳分带的重要 定量标志
在风化壳剖面上，由上至下这些性质变化的趋势是： 孔隙性、压缩性由大变小 吸水性由强→弱 声波速度由小→大 强度由低→高
钻探掘进及开挖中的技术特性 风化程度不同的岩石，其完整性和坚固性不同，因此， 勘探中的钻探方法、钻进速度、岩心采取率、掘进方 法及难易程度是不同的；同时，施工中开挖方法及进 度亦各异。
粘土岩类预防手段预防手段表面铺盖粘土水泥沥青材料表面铺盖粘土水泥沥青材料化学材料充填在岩石裂隙中充填化学材料形成保化学材料充填在岩石裂隙中充填化学材料形成保植被植被风化厚度较小施工条件简单时全部挖除风化厚度较小施工条件简单时全部挖除风化厚度较大数十米以上时处理措施视具体风化厚度较大数十米以上时处理措施视具体条件而定条件而定一般工业民用建筑物可选择足够强度的风化层作地一般工业民用建筑物可选择足够强度的风化层作地基设置合理的基础埋置深度基设置合理的基础埋置深度重大工程需挖除对工程构成危险的风化岩石重大工程需挖除对工程构成危险的风化岩石对于囊状或夹层风化带可采用局部挖除或铺盖对于囊状或夹层风化带可采用局部挖除或铺盖跨越跨越
岩石的风化作用
岩石的风化作用
岩石的风化作用是指岩石与大气、水、生物等外界环境的作用下
逐渐溶解、破裂、磨损和分解的过程，严重影响着我们的自然环境和
人类社会的发展。
岩石由于不同的岩性、成因、结构和物质组成，其风化作用也相
应存在着不同的方式和特点。
化学风化是重要的岩石风化方式之一，其主要目的是将岩石中的
矿物质分解成风化产物，如黄铁矾、滑石、石英等。
其中最常见的是
碳酸岩的化学风化，主要是由于CO2的溶解作用，使岩石变得更脆弱。
物理风化是岩石风化的另一个重要形式，其本质是岩石受到温度
变化、水力压力和重力作用等自然因素而导致的内部构造变化。
物理
风化主要包括以下几种类型：冰冻风化、热胀冷缩风化、水力压力风
化和风蚀作用等。
生物风化也是岩石风化的一种重要方式，其主要是指植物根系在
岩石表面生长导致的石块破碎和土壤形成。
在植物生长过程中，植物
根系逐渐吸收周围的水分，渗透岩石表面后，随着渗透作用，使岩石
与土壤分离，产生生物风化作用。
岩石的风化作用除了对自然环境的影响外，还会直接影响人类社
会的发展。
例如，在建筑工程中使用的山脉、高原等地区的石材、土
壤等，在经过多年的风化作用后，其力学强度和质量受到严重影响，
直接影响建筑的安全性和使用寿命。
因此，准确了解土壤和矿物的物理性质和勘探研究是非常重要的，对于应对自然环境和人类社会带来的挑战具有重要的指导意义。
什么是岩石的风化作用有哪些类型
岩石的风化作用及其类型风化是地球表面上岩石与气候等自然环境因素相互作用的结果。
通过长时间的物理、化学和生物过程，岩石会逐渐分解、破碎和变质。
岩石的风化作用在地质和环境方面具有重要意义，它不仅影响着地表地貌的形成和演变，还对植被覆盖、土壤形成、水域系统等环境过程产生直接的影响。
在本文中，我们将探讨岩石风化的基本概念、作用机制及其主要类型。
岩石的风化作用概述岩石的风化作用是指岩石在受到自然环境因素的作用下，通过物理、化学和生物过程而发生的改变。
这些作用可以分解为以下几个方面：1.物理风化：物理风化是指岩石在自然环境的作用下，由于温度变化、压力变化、热胀冷缩、水分冻融等因素而发生物理性质的改变。
物理风化主要包括热胀冷缩、水分冻融、气候剥蚀等过程。
2.化学风化：化学风化是指岩石中的矿物质在自然环境的作用下，发生化学反应而发生的改变。
化学风化主要包括水解作用、氧化作用、碳化作用、水合作用等过程。
3.生物风化：生物风化是指岩石在生物和植物根系的作用下，由于生物体的生长和代谢活动而发生的改变。
生物风化主要包括植物根系产生的机械破坏作用和有机酸分泌产生的化学破坏作用。
不同类型的风化作用常常相互作用，彼此交织在一起，共同促进岩石的分解和破碎。
下文将详细介绍这些风化作用的主要类型。
物理风化的类型物理风化主要是由于机械力和温度变化等环境因素而引起的岩石分解和破碎。
1.热胀冷缩：岩石中的矿物质在温度变化下产生膨胀和收缩，使岩石的内部产生应力，导致岩石脱落和破裂。
2.水分冻融：当岩石中的水渗透到岩石裂缝中，在低温下冻结，水分会膨胀，增加岩石内部的压力，导致岩石破裂或剥落。
3.气候剥蚀：岩石在气候变化的影响下，经历了不断的干湿交替，使岩石表面的物质不断膨胀和脱落，逐渐剥蚀岩石表面。
化学风化的类型化学风化是由于化学反应而引起岩石中矿物质的分解和溶解。
1.水解作用：岩石中的矿物质与水发生化学反应，产生新的物质，导致岩石逐渐溶解或软化。
第十一章 岩石风化
第十一章 岩石风化工程地质第一节 概述岩石在各种风化营力作用下，所发生的物理和化学变化的过程称为岩石风化（rock weathering ）。
地壳表层岩石在各种风化营力（如太阳能、水、空气、生物有机体等）作用下所发生的一切物理和化学变化的地质作用称为风化作用（weathering ）。
它是在地表环境，由于气温变化，气体、水和水溶液的作用，生物活动等的影响，使岩石在原地遭受破坏的过程，是在常温常压下进行的。
风化一般分为物理风化（physical weathering ）、化学风化（chemical weathering ）和生物风化( biological weathering )。
物理风化是指在气候和温度变化、岩石裂隙或空隙中水的冻溶或盐类结晶所产生的应力等作用下岩石在原地发生的机械崩解或作用或破碎过程。
这种作用主要发生在地表，它使岩石裂开或崩解成大小不等的碎块，从比较完整坚硬的状态变为松散破碎的状态，在成分上并未发生显著的变化，它主要有以下方式：1）温度变化（特别是昼夜的温度）引起岩石矿物的热胀冷缩：由于组成岩石的矿物其膨胀系数各不相同，所以当温度发生变化时，各矿物颗粒会发生不均匀胀缩，岩石也会出现裂缝而逐渐松散破碎。
在温差较大的地区，由于昼夜岩石表面和内部温度升高和降低的幅度不同也会产生不均匀胀缩，终始坚硬完整的岩石变成大小不等的碎块；2）冰劈作用：岩石裂隙或空隙中的水成冰时产生体积膨胀而出现冰劈作用，由于冻结和融化反复进行，促使岩石裂隙或空隙增大；3）盐分结晶的撑裂和潮解作用：岩石中含有潮解性盐类，其溶液可渗入岩石内部，在烈日照晒下，水分蒸发，盐类结晶，对周围岩石产生压力。
此种作用反复进行，致使岩石崩裂。
物理风化作用所形成的岩块和岩屑称为崩积物。
在缓坡地带，这些岩块和岩屑撒落在基岩的表面和周围；在较陡的山坡上，岩块受重力的影响而沿山坡滚动或坠落，并在坡下堆积。
化学风化作用是指在氧、水溶液及二氧化碳等作用下，所发生的一系列复杂化学变化，引起岩石的结构构造、矿物成分和化学成分发生变化的过程。
岩石风化作用
岩石风化作用岩石风化是指岩石在地表受到各种物理、化学和生物作用的影响，逐渐分解、破碎和溶解的过程。
这个过程是地壳发育的基本环节之一，对地貌、土壤形成、水循环等地球系统有着重要影响。
一、物理风化物理风化是指岩石在地表受到物理作用破碎和分解的过程。
温度变化是物理风化的重要因素之一。
当岩石受到昼夜温差的影响，经历不断的热胀冷缩，会导致岩石表面的脱落和剥落。
同时，水的存在也是物理风化的重要因素。
当水进入岩石裂隙中，由于渗透压的作用，会加剧岩石的脱落和剥落。
此外，植物根系的生长也能够通过根系的扩张和生长压力，使岩石产生开裂和破碎。
二、化学风化化学风化是指岩石在地表受到化学作用溶解和分解的过程。
水是化学风化的主要媒介，其中的溶解作用是最为重要的。
当水中溶解了一定量的氧气和二氧化碳时，会形成弱酸性的水溶液，这种水溶液能够溶解岩石中的一些矿物质，使岩石逐渐分解和溶解。
此外，氧化作用也是化学风化的重要过程。
当岩石中的一些金属元素受到氧化作用，会导致岩石的颜色发生变化，同时也会加速岩石的风化过程。
三、生物风化生物风化是指生物因素对岩石产生的风化作用。
生物风化主要包括植物根系的生长和动物的活动。
当植物的根系生长在岩石裂隙中时，会通过根系的扩张和生长压力，使岩石产生开裂和破碎。
同时，植物的根系还能分泌一些有机酸物质，加速岩石的溶解和分解。
动物的活动也会对岩石产生一定的风化作用。
例如，土壤中的蚯蚓通过吞食和排泄，能够使岩石颗粒变细，加速岩石的风化过程。
岩石风化作用对地球系统有着深远的影响。
首先，岩石风化是土壤形成的重要过程之一。
在岩石风化的过程中，岩石逐渐分解和溶解，形成了土壤粒子。
土壤中的矿质物质和有机物质能够为植物的生长提供养分和水分，促进生态系统的发展。
其次，岩石风化还能够影响地貌的形成和演变。
当岩石受到风化作用，逐渐破碎和分解，会形成各种地貌景观，如峡谷、溶洞等。
此外，岩石风化还能够影响水循环的过程。
在岩石风化的过程中，岩石逐渐分解和溶解，释放出的水分能够进入地下水中，成为地下水资源。
岩石风化作用
岩石风化作用岩石风化作为地壳表面的一种重要地质过程，对地球的地貌、土壤形成、水文循环等都有着重要的影响。
岩石风化是指岩石在地表或近地表环境下受到物理、化学和生物作用的影响，逐渐发生变质、破碎和分解的过程。
本文将从风化类型、风化过程、影响因素以及岩石风化的地质意义等方面进行阐述。
一、风化类型岩石风化可以分为物理风化、化学风化和生物风化三种类型。
1. 物理风化是指由于温度变化、压力变化、冻融循环等物理因素引起的岩石破碎和分解。
在寒冷地区，冻融循环是物理风化的重要过程，当水渗入岩石中，冷却后冻结，冰的体积膨胀会导致岩石破裂。
2. 化学风化是指岩石中的矿物质与水、氧气、二氧化碳等化学物质发生反应，导致岩石发生溶解、氧化、水解等化学变化。
例如，石灰岩中的方解石会与二氧化碳反应生成碳酸钙，导致石灰岩溶解。
3. 生物风化是指岩石受到生物活动的影响而发生变化。
例如，植物的根系会通过渗透作用将水和溶液送到岩石中，导致岩石破裂和溶解。
二、风化过程岩石风化过程中，物理风化、化学风化和生物风化往往同时发生，相互作用。
物理风化的破碎和分解为化学风化和生物风化提供了更多的表面和溶液接触机会，加速了岩石的风化过程。
1. 物理风化过程中，岩石受到温度变化、冻融循环、植物根系等因素的影响，发生破碎和分解。
2. 化学风化过程中，岩石中的矿物质与水、氧气、二氧化碳等化学物质发生反应，导致岩石溶解、氧化、水解等化学变化。
3. 生物风化过程中，植物的根系通过渗透作用将水和溶液送到岩石中，导致岩石破裂和溶解。
三、影响因素岩石风化的速度和程度受到多种因素的影响。
1. 气候条件是岩石风化的重要影响因素之一。
高温多雨的气候条件有利于化学风化的发生，而干燥的气候条件则更有利于物理风化的发生。
2. 岩石的物质组成和结构也对风化过程产生影响。
不同的岩石有不同的抗风化性能，例如石英岩抗风化性能较好，而石灰岩容易溶解。
3. 地形和地势条件也会对岩石风化产生影响。
岩石风化程度的定量分类
岩石风化程度的定量分类
岩石风化的程度可以分为未风化、微风化、中等风化和强风化四个等级。
1. 未风化：岩石岩质新鲜，偶见风化痕迹，岩石组织结构未变。
2. 微风化：岩石岩质新鲜，沿着节理面有些铁锰质渲染的痕迹或略有变色，有少量的风化痕迹，没有疏松物质，矿物质和岩石的组织结构基本没发生改变。
3. 中等风化：岩石构造层理清晰，但被节理裂隙切割成岩块状，裂隙里填充着少量风化物;结构部分破坏，矿物质的成分基本没发生变化，只沿着节理面出现了次生矿物;锤击声音脆，岩体不容易击碎，用镐难挖掘，岩芯钻方可钻进。
4. 强风化：岩石构造层理不清晰，已被节理裂隙切割成岩块状或大块状，有较多风化裂隙，结构大部分破坏，矿物质的成分发生变化;岩石用手捏可以碎成砂砾，用镐可以挖掘，岩芯钻方可钻进。
岩石风化
风化作用可使坚硬完整的岩石逐渐解体，由大块变成小块，最终形成松散的土。
岩石风化状况常影响水工建筑物的选址、设计和施工。
表现为整块的岩石变为碎块，或其成分发生变化，最终使坚硬的岩石变成松散的碎屑和土壤。
如矿物岩石的热胀冷缩、冰劈作用、层裂和盐分结晶等作用均可使岩石由大块变成小块以至完全碎裂。
沙和泥土就是岩石风化后的产物。
化学风化作用是指地表岩石受到水、氧气和二氧化碳的作用而发生化学成分和矿物成分变化，并产生新矿物的作用。
主要通过溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式进行。
岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的现象。
导致上述现象的作用称风化作用。
分为：①物理风化作用。
主要包括温度变化引起的岩石胀缩、岩石裂隙中水的冻结和盐类结晶引起的撑胀、岩石因荷载解除引起的膨胀等。
②化学风化作用。
包括：水对岩石的溶解作用；矿物吸收水分形成新的含水矿物，从而引起岩石膨胀崩解的水化作用；矿物与水反应分解为新矿物的水解作用；岩石因受空气或水中游离氧作用而致破坏的氧化作用。
③生物风化作用。
包括动物和植物对岩石的破坏，其对岩石的机械破坏亦属物理风化作用，其尸体分解对岩石的侵蚀亦属化学风化作用。
人为破坏也是岩石风化的重要原因。
岩石风化程度可分为全风化、强风化、弱风化和微风化4个级别。
岩石在日光、水分、生物和空气的作用下，逐渐被破坏和分解为沙和泥土，称为风化作用。
大约在200年前，人们可能认为高山、湖泊和沙漠都是地球上永恒不变的特征。
可现在我们已经知道高山最终将被风化和剥蚀为平地，湖泊终将被沉积物和植被填满，沙漠会随着气候的变化而行踪不定。
地球上的物质永无止境地运动着。
暴露在地壳表面的大部分岩石都处在与其形成时不同的物理化学条件下，而且地表富含氧气、二氧化碳和水，因而岩石极易发生变化和破坏。
矿物和岩石在地表条件下发生的机械碎裂和化学分解过程称为风化。
由于风、水流及冰川等动力将风化作用的产物搬离原地的作用过程叫做剥蚀地表岩石在原地发生机械破碎而不改变其化学成分也不新矿物的作用称物理风化作用。
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岩石风化工程地质研究
第一节概述
一、定义
风化：地表岩石和矿物在温度、大气、水溶液和生物等营力作用下，发生的物理和化学变化过程。
风化壳：表层不同深度的岩石，遭受风化程度的不同，形成不同成分和结构的多层残积物，由其构成的复杂剖面称为风化壳。
不同岩石，不同地区，风化壳有很大差别。
其厚度很大差别，大则几百米。
地壳表层保留的主要为现代时期形成的风化壳。
当风化壳形成后，被后来的堆积物掩埋，被保留下来成为古风化壳。
二、风化类型
物理风化：由于温度变化、水的冻融、盐类结晶、植物根劈等力的作用下，引起岩石的机械破碎，而不伴随有化学成分和矿物成分明显变化的现象。
主要发生在干旱寒冷的地区，风化深度相对较小。
生物风化：生物新陈代谢产生有机质或机械破坏，如释放大量有机物酸及CO2 ，加强水溶液溶解能力。
化学风化：岩石在水、氧及有机体等作用下所发生的一系列化学变化过程，引起岩石结构构造、矿物成分和化学成分的变化。
主要风化作用：氧化、溶解、水、水解、碳酸化和硫酸化等作用。
多发生于温暖潮湿的地方，风化深度可达百米以上。
三、风化结果及工程意义
岩体结构构造发生变化岩体完整性遭受破坏，结构性丧失，空隙性增大，矿碎成块石、碎石或土体。
岩石的矿物成分和化学成分发生变化可溶矿物溶解流失，耐风化矿物残留下来，形成稳定性好的次生矿物：如绿泥石、绢云母、高岭石、蒙脱石等。
岩体的工程地质性质发生变化如：力学强度的降低，压缩性变增大（由基岩→粘土），渗透性增强。
次生矿物的抗水性降低、亲水性增强，易崩解、膨胀、软化。
总体上：恶化了岩石的工程性质在工程选址、岩土体稳定、地基处理、灾害防治、工程造价等方面都有重要意义。
基础建基面处置、确定矿坑边坡角、洞室围岩支护、基坑开挖层支护、抗滑工程设置等都要考虑到风化问题。
第二节影响岩石风化的因素
一气候因素
温度温差大、冷热变化频率快有利于物理风化；温度变化对岩石在水中的溶解度和化学反应速度、水溶液浓度都有有较大影响，从而影响化学风化的速度。
降雨（湿度）各种化学风化是水（CO2，O2）参与下完成的，运动的水质及矿物质运移，破坏化学平衡，促进反应不断进行。
水的加入使风化向多样化、深度发展。
二岩性因素
矿物成分：抗风化能力氧化物>硅酸盐>碳酸盐和硫化物
常见造岩矿物易溶解性顺序：食盐、石膏、方解石、橄榄石、辉石、角闪石、滑石、蛇纹石、绿帘石、正长石、黑云母、白云母、石英。
最稳定的造岩矿物：石英
岩浆岩：酸性岩>中性岩>基性岩>超基性（花岗岩）（闪长岩、安山岩）（玄武岩）（橄榄岩）变质岩：浅变质岩>中等变质岩>深变质岩
沉积岩：抗风化能力大于岩浆岩、变质岩。
化学风化较弱沉积岩是由前一旋迴的风化矿物组成，遭受二次风化后仍产生水化、水解、淋滤作用。
风化厚度不大，但如粘土岩、页岩等风化速度很快。
主要矿物蚀变趋势：1.斜长石：水解作用及脱钙作用。
2.黑云母：水化脱钾、氧化→ 水云母化。
3.辉石、角闪石：水解→绿泥石→蒙脱石。
4.白云母：→伊利石→蒙脱石→高岭土5.石英：→硅酸→石髓→次生石英
一般：石英、高岭土、氧化铁、铝土矿通常是最终产物的组合。
化学成分
活动性强的元素：K、Na等，随水流失。
活动性弱的元素：Fe、Al、Si等，残留在原地。
含活动元素多者易于风化。
同一种元素，所组成的化合物不同，岩石的抗风化能力也不同结构特点
单一矿物组成的岩石抗风化能力较强：单矿岩>复矿岩
矿物成分相同：等粒结构>不等粒结构，单粒结构岩石抗风化能力较强，细粒>粗粒
Si质胶结>Ca质胶结>泥质胶结
原因：导热性不同、胀缩性不同、比表面积不同。
三地质构造
地质结构面：断层、层面、节理、沉积间断面、侵入岩与围岩接触面等囊状风化，差异风化，球形风化夹层风化，槽状风化
四地形
地形不同影响气候及水文地质条件、光照、温差条件，沟谷侧向入侵作用，残积物滞留条件。
1.高度：海拔高地区：以物理风化为主海拔低地区：化学风化速度较快
2.坡度：陡坡地段：风化速度较大，风化壳较薄缓坡地段：风化速度较慢，风化壳较厚
3.其它因素地壳运动强烈上升期：风化速度快，风化壳厚度不大
稳定期：风化彻底，风化壳厚度大
4.人类活动人工开挖基坑、边坡、隧洞、砍伐森林等
第三节风化岩的垂直分带
一分带的原则
充分反映各风化带岩石变化的客观规律，反映各风化带岩石所具有的不同特征；分带的标志应有代表性、明确，便于掌握；将定性与定量结合起来；分带数目既不要过多，也不太少。
一般采用三分法、四分法、五分法四分法：全风化带、强风化带、弱风化带、微风化带
二分带的标志
岩石风化壳分带及各带基本特征
全风化带：疏松、半疏松碎、块石占95%。
纵波速度500~2000m/s，渗透系数0.1~2.6m/d，结构松散，强度低。
强风化带：疏松、半疏松岩石夹半坚硬岩石，疏松者占30~70%，纵波速度2000~3000m/s，渗透系数0.1~4m/d，抗压强度<20MPa
弱风化：上部坚硬块石夹半疏松碎屑，碎屑含<20%，30~70%结构面发育碎屑等几十公分。
RQD50~90%，纵波速度3000~5000m/s
微风化：坚硬岩石，沿裂面风化，约1mm 厚风化皮，RQD 90~95%，纵波速度5000~6000m/s 。
三 分带的方法
工程的初勘阶段：以定性分带为主；工程的详勘阶段：以定量分带为主
地质分析法—定性分析方法，通过岩石颜色、破碎程度、矿物成分的变化
指标定量法（1）声波测试法：岩石风化后，声波速度变慢。
据波速及波形变化确定风化层。
全风化带 纵波速1000~2000
强风化带 纵波速2000~3000 弱风化带 纵波速3000~5000
微风化带 纵波速5000~6000
（2）风化系数法
式中：Kn=n1/n2—孔隙率系数；K ω= ω1/ ω2 —吸水率系数 KR=R1/R2 —强度系数（单轴抗压强度）按风化系数Ky 大小分带
第四节 防治措施
风化厚度较小，施工条件简单时，全部挖除
风化厚度较大，数十米以上时，处理措施视具体条件而定
一般工业民用建筑物，可选择足够强度的风化层作地基，设置合理的基础埋置深度 重大工程，需挖除对工程构成危险的风化岩石
对于囊状或夹层风化带，可采用局部挖除或铺盖跨越
对于粘土岩类视情况采取预防措施：通过人工措施，使风化营力与岩石隔离，使岩石免遭继续风化，或减缓风化营力的作用强度，减缓岩石的风化速度
表面铺盖（粘土、水泥、沥青材料）
化学材料充填（在岩石裂隙中充填化学材料，形成保护膜）
植被
3
K K K K R w n y ++=
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤0.19.09.04.04.02.02.0～＝——微－新鲜～＝——弱风化～＝——强风化——全风化y y y y K K K K。