岩石的风化
土壤学第二章 岩石风化和土壤形成及土壤剖
全文电子教材土壤与土壤资源学（上篇：土壤学）林学专业第二章岩石风化和土壤形成及土壤剖面第一节岩石风化一、风化作用的概念及类型当岩石处在风化它的环境条件下时，它是很稳定的，但一旦条件发生的变化，为了在新的条件下达到平衡，岩石必然发生相应的变化。
位于地壳深部的岩石，由于地质作用的结果露出地表，岩石本身因外压力的减少而产生膨胀，导致岩石产生缝隙和裂纹。
同时岩石与大气接触以后，受到各种自然因素（主要是水、热及空气等）和生物的影响，这种影响是长期的和复杂的。
根据外界因素对岩石作用的性质，可以将风化作用区分为物理风化和化学风化。
当然，在自然界这两类作用是紧密相联系的，有时很难把它们区分开来。
生物的活动，就其对岩石或矿物的作用性质而言，也是以物理或化学的方式作用于岩石矿物的。
也有人将生物活动所引起的岩石或矿物的风化，称为生物风化。
由于地球表面广泛的存在着大量的生物，它们在风化过程中起着积极的影响，以至在自然界中地表物质的风化过程几乎都有生物参加。
从原始幼年土形成来看，风化过程先于土壤形成，风化过程先产生形成原始土壤的母质，因此风化过程可以说是土壤形成的基础。
从现代的土壤形成和发展来看，风化过程则是成土过程本身的一部分。
（一）物理风化过程物理风化又称为机械崩解作用，主要是由温度变化、水分冻结、碎石劈裂以及风力、流水、冰川的磨擦力等物理因素的作用所引起的。
温度变化可以引起物质产生热胀冷缩。
岩石是由各种矿物组成的，而各种矿物的热学性质是不同的，例如石英的热膨胀系数为0.0000075，而正长石为0.000020，当昼夜或季节温度变化时，在矿物之间的接触面上产生张力，使岩石产生裂隙和崩解。
粗粒结晶的花岗岩，由于结晶矿物的膨胀幅度较大，这种作用更为明显。
含有暗色矿物的岩石，由于提高了岩石的热辐射能力，温度变化比较大，因此像玄武岩、辉长岩及辉绿岩等一些深色岩石，常产生剥蚀现象。
而由单一矿物集合的岩石或浅色岩石（如石灰岩、石英岩等），受到温度的影响较小，崩解也比较慢。
岩石风化程度
二、强风化：
Rc=5～10MPa，锤击声哑，无回弹，易击碎，浸水后，用手可掰开。物理力学性质显著减弱，具有某些,
半坚硬岩石的特性，变形模量小，承载强度低。易风化矿物均已风化变质，形成风化次生矿物。其它矿,
物仍有部分保持原矿特征。外观具原岩石组织结构，但裂隙发育，岩体呈干砌石状，岩块上裂纹密布,,
疏松易碎。颜色改变，唯岩块的断口中心尚保持原有颜色。e=0.1～0.5，f=0.4～0.5，E=0～5GPa。,
三、弱风化：
Rc=10～20MPa，锤击声不清脆，容易击碎。物理力学性质减弱，岩体的软化系数与承载力小。沿节理,
裂隙出现次生、风化矿物。组织结构大部分完好，但风化裂隙发育，裂隙面风化剧烈。表面和沿节理,
面大部变色，但断口仍保持新鲜岩石特点。软化系数e=0.5～0.7，摩擦系数f=0.5～0.6，弹模E=5～20GPa,
四、微风化：
Rc=20～50MPa，垂击声清脆，有轻微回弹，稍震手，较难击碎。物理性质几乎不变，力学强度略有减,
弱。矿物组织未变，仅沿节理面有时有铁锰质渲染。组织结构未变，除构造节理外，一般风化裂隙不,
一、全风化：
抗压强度Rc=0，锤击哑声，无回弹。浸水崩解，与松软土体的特性近似。除石英岩外，其余矿物大部分,
风化变质，形成风化次生矿物。组织源自构已经完全破坏，呈松散状态，或仅外观保持原岩状态，用手可,
以捏碎。颜色已经全改变，光泽消失。软化系数e<0.1，摩擦系数f=0.25～0.4，弹模E=0～0.5GPa。,
易察觉。沿节理面略有变色。软化系数e=0.7～1.0，摩擦系数 f=0.6～0.7，弹模E=10～40GPa。,
岩石矿物的风化作用
岩石矿物的风化作用
岩石矿物在太阳辐射、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岩石矿物的风化作用。
扩展：
风化作用是地壳表层岩石的一种破坏作用。
风化作用按其性质可分为：物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用。
1、物理风化作用
物理风化作用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。
如矿物岩石的热胀冷缩、冰劈作用、层裂和盐分结晶、生物活动等作用均可使岩石由大块变成小块以至完全碎裂。
2、化学风化作用
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。
3、生物风化作用
生物作用可以加速或促进化学风化作用的进行。
菌类、藻类及其他微生物对岩石的破坏作用十分巨大，它们不仅直接对母岩进行机械破坏，化学分解，而且本身分泌出的有机酸，有利于分解岩石或吸取某些元素变成有机化合物。
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。
自然界中的风化类型
自然界中的风化类型文摘:风化类型岩石的风化可分为三种基本类型:物理风化、化学风化和生物风化。
冻融风化的强度取决于冰点上下地温波动的频率和幅度。
魏曼称低振幅、高频率的冻融风化为冰岛式冻融风化；高振幅、低频率的冻融风化称为西伯利亚冻融风化。
风化作用的类型_探索未知全球的构风化作用的类型岩石的风化可分为三种基本类型:物理风化、化学风化和生物风化。
一、物理风化（机械风化）物理风化是由于压力、温度、水的冻结和融化以及盐的结晶作用，使裸露或近地表岩石解体和破碎的过程。
它只是改变了岩石的物理状态，增加了孔隙度和表面积，而不改变化学成分和性质。
根据机械破损的原因，物理风化可分为以下几种:1.卸荷裂隙（卸荷剥离作用）大量的证据表明，现在位于地表的岩石以前曾被埋在地下20千米以下深度。
在瑞士的阿尔卑斯山脉，据推算在最近3000万年中地表被剥蚀了大约30千米，也就是说现在出露于地表的岩石在3000万年前位于地下30千米的深度。
在美国的阿伯拉契山地区，自晚古生代（3.6亿年）至少有8千米的岩石被剥蚀。
在新西兰的惠灵顿地区，自三叠纪（2.5亿年）以来地表的剥蚀量约为16～24千米。
岩石自距地表以下很深的深度剥露至地表，其原有的压力环境发生了改变。
上述所列距地表深度处的岩石出露于地表后，它要释放出大约1.5×105～8.0×105千帕的压力。
典型岩石释压的弹性膨胀系数为0.1%～0.8%。
在地表200米以内，地温的递减率降低，地温衡定，使减压膨胀率增加。
如果岩石的四周和下部都被固定在岩石中的话，这种减压膨胀将主要发生在向上的方向上。
当这种减压膨胀超过岩石的弹性变形强度时，它就会发生破裂，形成平行于地表的页理。
这种作用称为页理作用。
页理作用时一种近地表现象，它在像厚层板状砂、石英岩等中最为普遍。
在美国马萨诸塞州的一个花岗岩采石场中，因页理作用产生的页理层在近地表层为0.1～1米厚，而至距地表20千米处迅速增加为5米厚，而至30～40米深处厚度变至10米以上。
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。
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。
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。
岩石的状态判定风化程度的依据
根据岩石的状态判定风化程度的依据：
1、未风化：岩质新鲜偶见风化痕迹。
2、微风化：结构基本未变，仅节理面有渲染或略有变色，有少量风化裂隙。
3、中风化：结构部分破坏，沿节理面有次生矿物，有风化裂隙发育，岩体被切割成岩块。
用镐难挖，干钻不易钻进。
4、强风化：结构大部分破坏，矿物成分显著变化，风化裂隙发育，岩体破碎，用镐可挖，干钻不易钻进。
5、全风化：结构基本破坏，但尚可辨认，有残余结构强度，可用镐挖，干钻可钻进。
6、残积土：组织结构全部破坏，已成土状，锹镐易开挖，干钻易钻进，具可塑。
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。
岩石风化作用
岩石风化作用岩石风化作用是指地球表面的岩石在自然界中经受各种物理、化学和生物作用而发生变化的过程。
这个过程是一个相对缓慢的过程，但却是地球表面地貌发育和生态系统演变的重要因素之一。
岩石风化作用可以分为物理风化和化学风化两大类。
物理风化是指岩石在自然界中受到温度变化、水的冻融作用、风蚀、植物根系活动等物理力量的作用下发生的破碎和改变。
温度变化是物理风化的一个重要因素，当岩石受到高温热胀冷缩的影响时，岩石内部的晶体结构会发生变化，使岩石发生裂隙和剥蚀。
水的冻融作用也是物理风化的重要因素之一，当水进入岩石裂隙中，冻结时会使岩石裂开，从而破坏岩石的完整性。
风蚀是指风对岩石表面的冲击和磨蚀作用，长时间的风力作用会使岩石表面变得光滑或呈现出奇特的形态。
植物根系活动也是物理风化的重要因素之一，当植物的根系伸入岩石裂隙中，通过生长和扩张的力量会使岩石破碎和剥蚀。
化学风化是指岩石在自然界中受到水、空气、酸雨等化学物质的作用下发生的溶解、氧化、水解和炭化等变化。
水是化学风化的重要媒介，当水中溶解了一些气体和酸性物质时，会使岩石中的矿物质溶解掉，从而导致岩石的溶解作用。
空气中的氧气和水蒸气也是化学风化的重要因素之一，当岩石中的铁矿物暴露在空气中时，氧气会与铁发生氧化反应，使岩石表面出现锈迹。
酸雨是化学风化的主要形式之一，当大气中的二氧化硫和氮氧化物与水蒸气结合形成酸性物质时，降落在地表上的雨水酸度增加，会对岩石表面造成溶解和侵蚀作用。
岩石风化作用对地球表面的地貌发育和生态系统演变具有重要影响。
首先，岩石风化作用会使岩石变得疏松，从而促进土壤的形成和发育。
其次，岩石风化作用会释放出大量的溶解物质和养分，为植物生长提供必要的营养物质。
此外，岩石风化作用还会改变地表的水文循环和地下水的形成，对水资源的分布和利用具有重要影响。
最后，岩石风化作用还会影响大气中的物质循环和气候变化，对全球气候系统产生一定的影响。
岩石风化作用是地球表面的一种重要地质过程，通过物理和化学的作用使岩石发生破碎、溶解和改变。
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。
第一节岩石风化与土壤形成
图3-9 土壤剖面示意图
2.土壤层次
（1） 大致与地表平行的土壤层次称土层。在土壤形 成过程中所产生的土层叫发生学土层（河滩地的土壤层 次只叫土层，流水携带因重力分离沉积下来）。可用下 列基本图示予以说明 。
（2）土壤层次划分
以国际代号为例，土壤层总体可分为以下层次(如图).
暗棕壤剖面图
潮土剖面图
微生物、植物根系、动物等，在岩石风化初期主 要是低等生物如细菌、真菌、 地衣等。
风化作用
根劈作用
（三）影响风化的因素
1. 内因（岩石的性质）
岩石本身的性质以及组成岩石的矿物纯度影响着风 化的速度和强度。
组成岩石的矿物成分和性质 岩 石 特 征 岩石的结构 岩石的构造
影响因素
2. 外因（岩石所处的环境条件）
风化作用
风化作用实质上表现为一系列崩解和分解
崩解：岩石由大块变成碎块，再 渐变成细粒，其形状和大小改变 了，但化学成分不发生变化。
分解：岩石风化过程 中化学成分发生变化
物理风化 生物风化 化学风化
自然界中，三种风化作用通常是联合进行与相 互助长的， 划分它是为了讨论方便。
风化作用
（二）风化作用类型
冰川沉积物和冰水沉积物
二、土壤形成
五大成土因素
生物作用
母质
气候、地形、时间
土壤
本质过程
接受能量及物质
母质
放出能量及物质
土壤
五大成土因素作用下进行物质能量的转换
（一）土壤形成过程中的大小循环学说
1. 地质大循环
地质大循环是一个开放性系统，作用时间长，是大范围的 物质循 环运动。
2. 生物小循环 生物吸收
（1）溶解作用 水是一种极性溶剂，岩石中的矿物都是无
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。
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风化作用的概念
岩石在自然界当中，受到气温变化、植物生长、水流冲刷、风吹 日晒等因素的影响，会发生破碎，这种现象就叫做风化。
什么条件使岩石模样发生改变？
风化作用
寒裂风化
风化作用
根劈作用
丹霞地貌（广东）
黄山
（奇峰、奇石）
天涯海角
长白山岩石绳 长白山天池
玄武岩柱状节理
形成错落 的六边形 石凳
溶洞与地下河
峰林：
路南石林
广西峰林
4. 风蚀地形地貌（只发生在干旱地区 ）
风蚀石蘑菇
达标练习
• 1．岩石在自然界当中，受到气温变 化、 、 、 等因素的影响，会发 生破碎，这种现象就叫做风化。
• 2．想一想，岩石不断地风化，最后会变成什 么？
• 3．为什么山上的岩石布满了裂缝，山脚下堆 满了碎石呢？
（青岛版）四年级科学下册一、探索岩石变化的原因1 Nhomakorabea冷热的作用
在大自然中，由于昼夜和季节的温 差变化使岩石发生热胀冷缩的现象。
实验材料：小的岩石、 酒精灯、 镊子、 烧杯、 水、
实验步骤：1、用镊子夹取岩石放在燃着的
酒精灯上烧。 2、将烧热的岩石立即放入装有 冷水的烧杯中，反复几次。
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实验现象：岩石在冷热的不断作用下破裂。
实验结论：自 作用然界下中也会的岩发石生破在冷裂热。的不断
二、探索岩石变化的原因
1、冷热的作用 2、流水的作用 3、植物的作用 4、动物的作用
由于受水、大气、气温 或动植物的作用，岩石 破碎，这种现象叫风化。
风化 岩石
岩石 继续风化 小石子
碎裂
和沙
碎石再继续变化，会成什么样呢？