01前言风化作用（weathering）

定义（definition）：地表岩石在外动力（温度、压力、大气、水、生物）作用下发生机械破碎、化学分解和生物分解，在原地形成松散堆积物的过程。

风化和侵蚀紧密相连。风化一般不发生大规模移位，侵蚀则明显移位。因风化和侵蚀,高山可变成平地,地貌被不断改观。风化+侵蚀称为剥蚀。分为机械、化学和生物三种风化作用。若无剥蚀(denudation)，则世界面貌不可想象！

一、机械风化(mechanicalweathering)又称物理风化

1.　　物理风化特征（features)的特征包括以下四点：（1）基本处于原地的机械破碎与分解；（2）其方式有胀缩、冰劈、卸载、结晶；（3）不能改变化学成分,不会形成新矿物；（4）温差大的沙漠戈壁及干寒区表现最明显。

2.　　四种方式(fourpatternsofmechanicalweathering)

(1)　　热胀冷缩(expansionbyheatingandcontractionbycooling)

岩石里外受热不均。在表面温度大于50°时，就会产生鳞片状层层剥落矿物的膨胀系数不同。石英　　31×10-6，长石　　17×10-6，使岩石内部构造遭受破坏,发生松散乃至崩落-破碎；昼夜温差大于季节性温差时,物理风化表现明显；温差大的沙漠、戈壁滩最典型。夏季的昼夜温差达60多度。

（2）冰劈作用(crackingbyice)

岩石裂隙中的水结冰后体积会增大，达到一定限度后就会使岩石崩解滚落。条件：a.岩石有贯通的空隙，可使水渗入并流动（孔隙封闭、气孔不连通者则不行）；b.有足够的水分；c.温度常在冰点上下波动。如干寒区的公路与城市建设问题（乌市）

冰劈→崩解→滚石坡（乌市南80km，冰达坂，Hm）

（3）层裂或卸载作用(unloading)

深部岩石上升减压，或浅部岩石剥蚀夷平，均会造成岩石向上或向外的膨胀,产生与地面平行的膨胀节理(水平节理），从而使风化过程加速。

天山玉希达坂碱性岩中的卸载节理新疆天山艾肯达坂花岗岩中的节理裂隙

⑷盐分结晶撑裂作用(crystallizationofsalt)

岩石中多含盐。这些盐分在夜晚吸收大气水分而潮解。当其渗入岩石内部，会溶解所经岩石中的盐分，增大裂隙溶液中盐分比例。白天烈日照晒,会使地下水沿岩石裂隙上升蒸发。结果就使岩石裂隙溶液中的盐分过饱和而结晶，岩石被撑裂；如此反复,使巨大岩石发生崩解。多发生在蒸发量大于降水量的半干旱地区。

盐分结晶撑裂作用：鼓包状盐碱沼泽地(哈密

02二、化学风化作用(chemicalweathering)

1.　　基本特征有如下几点

（1）岩石在水、氧、二氧化碳作用下,发生化学分解；（2）不仅破坏岩石，而且发生化学反应，形成新矿物；（3）温湿的南方地区表现较明显。

水解+碳酸化→花岗岩风化

2.　　五种方式(fivepatterns)

(1)溶解作用(solution):使矿物发生部分溶解与分化的作用。影响溶解度的因素：温度、压力、pH值；大多数矿物可溶解于水，但溶解度差别悬殊；

溶解→淋滤(leaching)：玉山县灰岩

溶解度排序（由大到小）：岩盐→石膏→方解石→橄榄石→辉石→角闪石→长石→云母→石英易溶物质的溶解-流失将导致岩石空隙加大,加速剥蚀。

（2）水化作用(hydration)

水分子进入矿物晶格会形成含水新矿物,导致体积膨胀,硬度降低。如：赤铁矿Fe2O3　　+水nH2O→褐铁矿Fe2O3.nH2O硬石膏CaSO4+2H2O→石膏Ca2SO4.2H2O

长石砂岩的球状风化-褐铁矿晕圈

⑶水解作用(hydrolyzation)

弱酸强碱盐或强酸弱碱盐,遇水会解离成带不同电荷的离子。这些离子分别与水中的H+、OH-发生反应，会形成水或OH-的新矿物，称为水解作用。如：钾长石+水→高岭土(残留)+SiO2(带走)+K(OH)(带走)进一步水解：高岭土→铝土矿(残留；耐火材料)+SiO2(带走)

长石砂岩的球状风化-褐铁矿晕圈

⑷碳酸化作用(carbonation)

含CO2的水溶液和矿物中K、Na、Ca等活泼阳离子结合,可形成碳酸盐矿物，与水一块迁移走。如:钾长石+H2O+CO2→高岭土（富集）+8SiO2+2K2CO3。

斜长石易碳酸化,可使花岗岩被强烈风化瓦解（disintegration)。碳酸钾有利于植物生长。南方多雨水，因而富长石的花岗岩地区植被多很发育。

（5）氧化作用(oxidation)

矿物被氧化后可形成新矿物。在地表富氧条件下,某些矿物中的元素可从低价变为高价。

如:2FeS2黄铁矿+7O2+2H2O→2FeSO4硫酸亚铁+2H2SO4

12FeSO4硫酸亚铁+3O2+6H2O→Fe2(SO4)2硫酸铁+4Fe(OH)3褐铁矿

氧化产生松散的褐铁矿和硫酸,会加剧岩石风化；地表褐铁矿常是地下大矿的表层标志,称为铁帽(gossan)；

含黄铁矿较多的岩石，容易风化，不宜作建筑材料；含黑云母、角闪石及钾长石高的花岗岩，很容易风化，且含放射性元素，不宜作建筑、面板、装潢材料。

03三、生物风化(biologicalweathering)

生物活动引起的岩石物理与化学变化。主要有：

1.　　植物的根劈作用（rootsplitting）;概念和风化

长石砂岩的球状风化-褐铁矿晕圈

2.　　生物分泌的有机酸，腐蚀岩石使之风化;

3.　　生物腐烂分解，形成有机酸，腐蚀岩石使之风化;

4.　　人类的破坏：矿山滥采和爆破、长江沿岸化工厂的污水排放，导致环境污染，危害人类生存条件，同时也加速岩石的风化。

在湿热的南方，机械、化学、生物风化三者常常联合作用，密不可分；在干冷的北方，机械风化占优势。

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