（知识点）地表的风化作用

地表的风化

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风化作用 #

风化作用()是指地表或接近地表的坚固岩体、矿物与大气、水及生物接触过程中形成化学、化学变化而在原地产生松散堆积物的全过程。按照风化作用的诱因和性质可将其分为三种类别：化学风化作用、化学风化作用、生物风化作用。 #

风化种类化学风化

化学或机械风化引起岩体分解。机械风化的主要过程为风蚀，沟谷把残渣物及其它微粒的大小减小。但机械风化与物理风化环环相扣，如机械风化引起的孔洞会増加进行物理风化的表面面积。而物理风化在裂痕导致的矿物亦会帮助岩体分解。 #

热膨胀（），或称为冬瓜状风化（onion-）、剥离作用（）、日晒风化（）或热冲击（），一般在类似荒漠等有巨大的每周温差的地方。气温在日间下降风化岩是强风化和弱风化，在早间则大幅下跌；岩体在日间受热膨胀，在早间冷却收缩。挠度一般还会施加在内层。此挠度令岩体内层以薄片状态脱落。其实此现象由温差弄成，但水气的存在令热膨胀的疗效推进。

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冻融风化 #

冻融风化（），又被称为漏水作用（）。这些风化作用在气温接近冰点的山区非常常见。霜会造成风化，但是其成因常被指为水在裂痕中结霜后膨胀而成，然而大多数都和此现象没有关系。许久之前人类早已晓得湿润的泥土在冻结时，在未冻结的地方的水会经由薄层在下降中的底冰（）中搜集，因此造成膨胀或冻胀（）。同样的现象亦发生在岩体的细孔中。他们会由于吸收毗邻的液态水而不断减小。冰晶的下降导致岩体突显，最后分裂。在矿物表面、冰及水之间的分子间斥力（）维持一层不结霜的薄层，用作运送水分及在底冰累积时引起矿物表面间压力。

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否定结霜膨胀造成冻融风化 #

试验显示三叠纪、砂岩及石灰岩并不会在水的名义上的冰点，即约为0°C以下断裂。试验又显示虽然是在被觉得是水在裂痕中冻雨后膨胀的风化环境，即把岩体保持在高温或把其轮转，并维持在一定的时间上，岩体亦不会断裂。而当在一些微孔的岩体进行试验，因底冰而导致迅速断裂的关键性气温带为-3°C至-6°C，比较冰点低太多。

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发生地点由于冻结而造成的风化作用主要发生在有水气及气温在冰点上下波动的环境，如高山气候（）地区及冰边沿的（）地区。易冻伤结影响的岩体的实例有二叠纪，因其微孔的特点令冰晶可以生长。此现象可以在达特穆（）以突岩（tor）的方式观看到。

寒冻楔裂（）曾经被觉得是无孔岩体的风化作用的主要诱因，但研究发觉其重要性不及预期般高。结冰作用，间中亦被称为冰晶生长、寒冻楔裂、冰冻楔裂（）或冻融作用当在岩体裂痕及插口的水冻结及膨胀发生。水在?22°C可以施加高至二千一百万帕斯卡（2100千克力（-force）每平方公分）的压力。此压力一般可以比大部份的岩体的抵御力为高，并令其破碎[1][2]。当水踏入岩体裂痕冻结后，冰块向裂痕两侧的墙施力，令裂痕加深及加阔。这是由于水的容量在冻结后有9%的增速。当冰块溶化后，水会再流入裂痕加深的地方，当气温增加至冰点以下时再冻结，便会令裂痕更为减小。不断重复的冻融作用突显岩体，在孔洞被破开，产生有角的铁块。角状木块在山崖下集合，产生岩屑坡（）或砂砾山坡（）。岩体被顺着裂痕被破开成为木块被称为球状分裂（）。分裂的铁块会因应岩体结构而出现不同的形状。 #

压力释放原理：在压力释放（），或称为风化偏压（），发生在质点以上的物质（不一定是岩体）被侵蚀作用或其它过程移走后，被移走的物质以下的岩体会以表面水平的形式膨胀及断裂。一般被移走的物质会较重，施加给其以下的岩体巨大的压力，比如联通中的冰盖。压力释放或许亦会导致剥离作用（）发生。

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入侵火成岩的压力释放现象 #

入侵火成岩（s）如大理石在月球表面深处产生。 #

他们由于其以上的物质承受极大的压力。当侵蚀作用移走其以上的岩体物质后，此入侵火成岩便显出表面便令其压力被释放。外围的岩体便有膨胀的趋势。此膨胀导致挠度令裂缝以岩体表面的水平方向发展。经过一定时间后岩体便以点状的形式在显出表面的岩体破开分离。压力释放亦被称为剥离作用或页状剥离（）；以上作用导致岩基（）及大理石穹丘（），其现象可以在达特穆（）找到。

水力作用水力作用（）发生在当水经由很大的浪冲入岩体表面的裂缝时。那样在裂缝深处的一层空气便被困着，同时空气亦遭到压迫而突显岩体。当浪后退时，遭到压迫的空气便会以爆发性的释放。爆发性的释放高压空气会破开在岩体表面的碎片并令岩体的裂缝加阔。 #

盐结晶作用

原理：盐结晶作用（），或称为盐风化（或）发生在富含盐分的氨水浸入岩体裂痕及插口后蒸发，留下盐晶体，令岩体击溃。此盐晶在受热后膨胀，向窄小的岩体施加压力。 #

由于岩体而导致的盐，盐结晶作用亦可以发生在氨水分解如二叠纪及石灰岩的岩体后产生氯化钠或碳碘化钾的盐碱液，并在水分蒸发后产生其相对的盐晶。

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非常强力的盐种类：最有效的盐去分解岩体被证明为氯化钠、硫酸镁及碳酸钙。部份盐晶可以膨胀至三倍或更多。

盐结晶作用一般和洪灾（arid）气候有关，由于强烈的加热导致强烈蒸发，进而形成盐结晶作用。盐结晶作用亦在河边活跃。盐风化的事例亦可以在海堤上的蜂窝石（）找到。

生物风化

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生物亦有或许参与化学风化（同时亦有物理风化）。地衣及藓类动物在光秃秃的岩体表面生长，弄成一个更为寒冷的物理微环境。岩体被某些生物附上后会增强在岩体上表面微表层进行的化学与物理分解。大范围的秧苗出芽及动物的内侧不仅在岩体上节理施加化学压力外，亦提供一个水及物理物的渗透渠道。钻洞植物及动物分布在底岩附近的根系表层亦会降低水及酸的渗透性和进行氧化过程的表面积。

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有部份动动物就能释放出碱性物理物而造成物理风化。最常见的生物风化造成的物理风化方式为释放腐植酸物（）物理物，亦为酸的一种。此物理物由动物释放，用作分解其上面根系的铝、铁成份。土层中动物的残片可以产生有机酸，溶于水后引起物理风化。腐植酸物的过于释放会影响附近岩石与根系，及或许导致灰化土的产生。 #

生物的物理风化作用 #

生物死亡后，烧焦分解产生一种腐植质(球状的物质)，是一种有机酸，对岩体起磨蚀作用。 #

地幔表层岩体经机械破碎，物理风化后产生的松散物，再经过生物的物理风化作用，降低了有机物质---腐殖质，这些具备腐殖质、矿物质、水和空气的松散物质称作壤土。 #

物理风化 #

物理风化（）包含岩体成份的改变，经常导致其型态的崩溃。这些风化会在一段其间反复发生。

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溶化作用原理天然的暴雨有些微的碱性，由于大气中的甲烷渗入雨水中，导致弱硅酸。在未受污染的环境，雨水的强碱值约为5.6。由于大气中的二氧化碳及氮氧化物等气感受导致酸雨。这种氧化物与雨水起反应产生更强的酸，令强碱值降至4.5或3.0。二氧化碳，由火山爆发或陨石燃料而至，才能在雨水中成为盐酸，因而在落下的岩体上造成溶化作用。 #

氯化化作用

其中一种著名的溶化作用为氯化化作用（）风化岩是强风化和弱风化，此过程由于大气中的甲烷而导致。硅酸化作用在富含氯化钙的岩体发生，比如石灰岩及泥盆纪。此作用发生在雨水与气体或有机酸等结合后产生强酸（），酸性与氯化钙反应后产生重氯化钙（）。此作用在高温下会加快，因此是冰盖风化的主要特色。

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影响诱因气候条件 #

气候潮湿或烘干地区，生物少见，潮湿地区降雨以固态方式为主，水灾区降雨极少。以地理风化作用为主，物理和生物风化为次。岩体破碎，但极少有物理风化产生的黏土矿物，以生物风化为主产生的根系也很薄。

气候寒冷酷暑地区，降水量大，生物茂盛，生物的新陈代谢和遗体分解过程形成的大量有机酸，具备较强的磨蚀能力，故物理风化和生物风化都非常强烈，产生大量黏土，在有利的条件下可产生残积岩体。可产生较厚的根系层。 #

地貌条件

地貌影响气候，间接影响风化作用；另一方面，急弯上，地下水位低，生物较少，以地理风化为主。地势平坦，受生物影响较大，物理风化作用为主。 #

岩体性质 #

1．成份 #

(1)地幔岩比三叠纪和沉积岩便于风化。地幔产生于低温高压，矿物质种类多(内部矿物抗风化能力差距大).

(2)地幔岩中基性岩比碱性岩便于风化，基性岩中红色矿物较差，色调深，便于放热、散热。

(3)沉积岩易溶岩体(如石膏、碳酸胺类等岩体)比其它沉积岩便于风化. #

差别风化：在相似的条件下，不同矿物组成的岩块因为风化速率不等，岩体表面凸凹不平；或由不同岩性组成的岩层，抗风化能力弱的岩层产生互相垂直的沟槽，花岗岩、页岩互层，页岩呈沟槽。通过差别风化，我们可以确定岩层产状。

2．岩体的结构构造

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(1)岩体结构较疏松的便于风化；(2)不等粒便于风化，细度粗者较细者便于风化；(3)构造破碎带便于风化，常常产生洼地或灌丛。

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球状风化：在节理发育的厚层砾岩或片状地幔岩中，岩体常被风化成球状或抛物线形，这些现象称作球状风化，它是化学风化为和物理风化联合作用的结果。

球状风化的主要条件有：(1)岩体具厚层或片状构造；(2)发育几组交叉节理；(3)岩体难于溶化；(4)岩体主要为等粒结构。 #

被三组以上节理切割下来的岩块，外部棱角显著，在风化作用过程中，棱角首先被风化，最后成丝状。 #

其研究意义 #

1．岩体经风化后部份易溶物质被水带走流失，余下的残渣岩和物理风化中产生的一些新矿物便残留原地，这种残留在原地的风化产物称残积物。残积物的矿物组成、化学成份、颜色与下伏地层(原岩)有一定的关系，他们常具备棱角，无分选性，无层理，向上渐渐过渡到地层，在存在生物活动物的地区，残积物底部发育成根系。

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风化壳：残积物和根系在台湾岩体表层构成一层不连续的薄皮，称之为风化壳。 #

2．风化壳可由一层残积物组成，也可由几层风化分解程度不同的残积物组成，但是层与层之间常逐步过渡而无显著分界线。因为风化作用以地表最强烈，并向深处减小，故具平行分带。一个完整的风化壳在剖面上，从下往上可分为以下几层：壤土层、残积层、半风化层。

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3．风化壳的长度和成份因地而异，通常燥热酷热气候区，风化壳长度大，并有或许产生Fe，Mn，Al，Ni等残积地层(风化壳型金矿)，洪灾地区风化壳薄，常仅数十公分且结构简略。古风化壳：风化壳若为之后沉积物所覆盖，则称为古风化壳。 #

4．风化壳的研究意义

(1)地幔运动与古物理：常年稳定或凸起，风化壳得以充分发育，古风化壳代表唐代沉积间断，发育构造运动. #

(2)古物理：陆地，不同气候条件，风壳物征不一。

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(3)矿藏：残余型金矿，残积砂金矿（金、金刚石）。

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(4)安装工程建设：对晚清潜藏的风化壳应填重对待。某大坝安装工程对风化壳长度恐怕不够，蓄水后坝下渗水严重。 #