工程地质论文

工程地质论文

岩石风化与全球环境

摘要:岩石风化是指位于地壳表面的或接近于地面的坚硬岩石经受风、电、大气降水和温度等大气营力以及生物活动等影响，使岩石发生破碎或成分变化。风化作用会导致岩石的稳定性和强度降低，由紧密地大体积的块状转化为小颗粒状的粉尘或颗粒，通过风力、水力的搬运作用抵达各地，对当地环境情况产生影响。

关键词:岩石风化，全球环境

1、岩石风化

按照风化营力来分，风化作用可分为物理风化、化学风化和生物风化三类。岩石风化是风化的一个类型，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。岩石风化是使原来的母性岩性质改变，最终形成风化程度不同的风化岩。岩石的风化一般是由表及里，所以地表部分受岩石风化作用的往往是最显著的，而岩石的物理性质也因风化剖面的深度不同存在着明显的差异。根据岩石风化程度的深浅不同，可将风化剖面自下而上分为全风化带、强风化带、弱风化带和微风化带。

影响岩石风化的因素有气候因素、岩石因素，地质构造等。

2、物理风化与全球环境

物理风化作用是指由于温度变化、水的

冻融、盐类结晶、植物根劈等力的作用下，

引起岩石的机械破坏，而不伴随的化学成分

和矿物成分明显变化的现象。其中温度变化

是影响岩石物理风化作用的主要因素，由于

产生温差使岩石膨胀和收缩交替变化，久而

久知引起岩石破裂。

在寒冷地区，影响物理风化的主要因素

是冰劈作用，由于昼夜温度变化较大，石材

内和外表的水分在石材的孔洞、缝隙、装饰

缝、安装缝之间交替冻结—融化—再冻结—再融化，由于水与冰的膨胀与收缩力反复进行，终造成石材表面和近表面的结构松动与裂隙，使石材碎裂。

这种破裂只是使岩石有大块变成小块，由小块变成沙和细粉，最终成为岩土。岩石破碎成块，晶体间的连接削弱。根据文(1)可知，机械侵蚀率和化学风化率是决定岩性的主要因素，地势与径流影响了河流颗粒物的输送，而径流和气候则对河流溶解离子的输送影响较大。

最终岩石碎块经过沉积作用影响当地地质与环境。

物理风化其结果既破坏了岩石的结构构造，降低了岩石的强度，又为化学风化开了方便之门。

3.、化学风化与全球环境

化学风化是指岩石在水和个中水溶液的化学作用

和有机体的生物化学作用下所引起的破坏过程，如:

空气中的二氧化碳和水气反应生成碳酸，能溶蚀石灰

岩。化学风化作用可使岩石硬度减弱、密度变小或体

积膨胀，从而促使岩石分解化学风化分为水化作用、

氧化作用、水解作用和溶解作用。其中在水解作用当

中会产生大量的二氧化碳。

文(5)指出，化学风化从岩块内不同空间位置的水力有效空隙向三维空间扩展,决定了细观尺度上化学风化的非连续性。矿物溶解是在晶体中具有过剩表面能的缺陷位置优先发生的,因而具有显著的微观非连续性。由于非连续特性,化学风化可增大水岩界面,提升矿物溶解反应的规模及速率。化学风化是联系陆地与海洋、流域与湖泊，反演气候及环境的重要纽带。由文(2)可得，岩石风化作用也同时参与了短时间尺度和长时间尺度的全球碳循环，这对于全球碳循环研究，全球变化研究有重要意义，不仅可以部分的解决“遗漏汇”的问题，还能为完善碳循环模型做出贡献。

文(3)则告诉我们化学风化也影响着河流江系，化学风化一般通过风力和水力从土壤和岩石中搬运出的固体相中，一般用河水中的悬浮物来代表硅酸盐岩风化的残留部分，快速的岩石抬升强烈的季风降水引起了物理侵蚀的加强，并导致了高化学风化率。 4、生物风化与全球环境

生物风化是指岩石在动、植物以及微生物

影响下所起的破坏作用。生物风化又分为物理

方式与化学方式两种方式，生物通过生命活动

的粘着、穿插和剥离等机械活动使矿物颗粒分

解,被认为是生物物理风化作用;生物通过自

身分泌及死后遗体析出的酸等物质对岩石的

腐蚀称为生物化学风化。一方面生物风化引起

掩饰的机械破坏，另一方面植物分泌的有机酸

也可使岩石分解破坏。生物化学风化作用表现

在生物的新陈代谢。其遗体及其产生的有机酸、碳酸、硝酸等的腐蚀作用，使岩石矿物分解和风化。在经过生物风化之后，所产生的各类酸中所携带的二氧化碳又释放出来。而生物风化也成为了侵蚀乐山大佛的主要因素之一，各种细菌、真菌和地衣等微生物，通常以群落等形式覆盖在佛体岩石的表面，由于它们能分泌使岩石风化的腐蚀剂，所以加速了大佛的风化。

生物风化作用机理及在生物作用下矿物的演化序列的研究,对于揭示土壤形成、化学元素循环规律、全球环境变化有着极其重要的意义。

5、结论

地壳上部的岩土层遭受着各种的内外动力地质作用以及人类工程活动等因素作用的影响，造就了各种各样的地质现象。各种各样的地质变化引起大气中二氧化碳含量的变化以及河流变化，进而影响到全球的环境。维持岩石风化在一定程度上也能够控制全球环境的变化。从而

维持全球环境的稳定可以通过治理岩石风化来实现，即通过挖除方法和防治方法来实现。总之，风化作用对全球的环境产生十分重要的影响。

参考文献:

(1)李晶莹张经《流域盆地的风化作用与全球气候变化》

(2)姚锐《中国岩石风化对大气CO_2的汇效应研究》

(3)吴卫华《河流水化学与化学风化》

(4)百度百科

(5) 徐则民黄润秋唐正光费维水《岩体化学风化的非连续性及其科学意义》