一、 岩石风化的含义
岩石风化
指
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。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。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。
二、 岩石风化的分类
风化作用按其动力学特征,分为物理风化、化学风化和生物风化三类。
1.化学风化:岩石发生化学成分的改变分解,称为化学风化。例如,岩石中含铁的矿物受到水和 化学风化空气作用,氧化成红褐色的氧化铁;空气中的二氧化碳和水气结合成碳酸,能溶蚀石灰岩;某些矿物吸收水分后体积膨胀;水和岩层中的矿物作用,改变原来矿物的分子结构,形成新矿物。这些作用可使岩石硬度减弱、密度变小或体积膨胀,促使岩石分解
2.物理风化:是因温度剧烈变化,岩石 在不同深度热胀冷缩程度的差异,组成岩石的矿物膨胀系数不同,岩石裂隙孔隙中水的冻胀对岩壁产生的压强,和岩石干湿变化、盐类重结晶产生的撑胀作用,引起岩石不均衡胀缩,导致岩石疏松 崩解,改变体积大小而岩石成分未变的 一种机械破坏现象。在寒冷干燥地区最盛行。
3.生物风化是指受生物生长及活动影响而产生的风化作用,是生物活动对岩石的破坏作用,一方面引起岩石的机械破坏,如树根生长对于岩石的压力可达10千克每平方,这能使根深入岩石裂缝,劈开岩石;另一方面植物根分泌出的有机酸,也可以使岩石分解破坏。此外,植物死亡分解可以形成腐殖酸,这种酸分解岩石的能力也很强。生物风化作用的意义不仅在于引起岩石的机械和化学破坏,还在于它形成了一种既有矿物质又有有机质的物质——土壤。
三 影响岩石风化的因素
1.气候条件
气候寒冷或干燥地区,生物稀少,寒冷地区降水以固态形式为主,干旱区降水很少。以物理风化作用为主,化学和生物风化为次。岩石破碎,但很少有化学风化形成的粘土矿物,以生物风化为主形成的土壤也很薄。气候潮湿炎热地区,降水量大,生物繁茂,生物的新陈代谢和尸体分解过程产生的大量有机酸,具有较强的腐蚀能力,故化学风化和生物风化都十分强烈,形成大量粘土,在有利的条件下可形成残积矿床。可形成较厚的土壤层。
2.地形条件
地形影响气候,间接影响风化作用;另一方面,陡坡上,地下水位低,生物较少,以物理风化为主。 地势平坦,受生物影响较大,化学风化作用为主。
3.岩石性质
岩浆岩比变质岩和沉积岩易于风化,岩浆岩中基性岩比酸性岩易于风化;岩石结构较疏松的易于风化;不等粒易于风化,粒度粗者较细者易于风化;构造破碎带易于风化,往往形成洼地或沟谷。
4.地势条件
中低纬度的高山区山麓与山顶的温度、气候差别很大,其生物界面貌显著不同。因而风化作用也存在显著的差别。地势的起伏程度对于风化作用也具普遍意义:地势起伏大的山区,风化产物易被外力剥蚀而使基岩裸露,加速风化。山坡的方向涉及到气候和日照强度,如山体的向阳坡日照强,雨水多,而山体的背阳坡可能常年冰雪不化,显然岩石的风化特点差别较大。
四、岩石风化带来的危害
风化作用无处不在生锈、虫蛀并列。修公路修铁路时,常可开挖出非常好的地质露头,有些现象的意义足以与“名胜古迹”媲美,吸引了中外地质学家前去研究。但几年过后,研究成果发表了,纪念碑树起来了,露头也风化了。在我国南方气候炎热而潮湿的地区,化学风化作用的速度最快,裸露的岩石只需几年便因风化而变得疏松,风化层可厚达几十米。位于洞穴或石窟(著名的如云岗石窟、敦煌石窟等)的浮雕或石雕虽免于风吹雨淋之苦,仍因风化而变得斑驳陆离。
五、岩石的风化程度
1.全风化
颜色已全改变光泽消失,组织结构已完全破坏,呈松散状或仅外观保持原岩状态,用手可折断,捏碎浸水崩解,与松软土体的特性近似。
2.强风化
颜色改变,唯岩块的断口中心尚保持原有颜色;外观具原岩组织结构,岩体呈干砌块石状,岩块上裂纹密布,疏松易碎。
3.弱风化
表面和边沿节理面大部分变色,但断口仍保持新鲜岩石特点;组织结构大部分完好,但风化裂痕发育,裂隙面风化剧烈,沿节理裂隙面出现次生风化矿物。
4.微风化
沿节理面略有变色;组织结构未变,除构造节理外,一般风化裂隙不易察觉;矿物组织未变,仅沿节理面有时有铁、锰等物质。
六、总结
岩石是组成地壳的物质之一,是构成地球岩石圈的主要成分。岩石风化是一个漫长的过程,同时也是多种因素共同作用的结果。人类减少对地表形态的破坏可以减轻岩石的风化作用。如减少滥砍乱伐,从而减少土地沙漠化现象,以此减轻风沙对岩石的风力侵蚀作用。