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第三章风化和重力地貌及其堆积物 第一节 风化作用及其堆积物 P25 一、风化作用与残积物 （一）风化作用及其类型 出露地表的岩石和矿物受温度变化、大气、水溶液、和生物的影响所发生的一切物理状态和化学成分的变化过程称为风化作用。 岩石暴露于地表，在太阳辐射作用下并与水圈、大气圈和生物圈接触，其所处的物理与化学环境发生了变化，岩石为适应新的环境其物理与化学性质常发生变化，造成岩石崩解、分离、破碎。岩石这种物理、化学性质的变化称为风化；引起岩石这种变化的作用称为风化作用。 风化作用的速度虽然比较缓慢，但它对地貌的形成与发展起着重要的作用，是一切其它外营力作用的先导。只有岩石经过了较强的风化作用，流水、冰川、风和波浪等 外力作用才能施展其强大的侵蚀能力和搬运功能，造就出丰富多彩的地貌形态。风化作用不仅是其它外力过程作用的基础，而且它本身也能造就地貌形态。因此研究 风化作用有着十分重要的意义。? 风化作用的类型 岩石的风化作用可以分为三种基本类型：物理风化、化学风化和生物风化。 1．物理风化（机械风化） 岩石暴露地表或近地表因压力、温度、水的冻融和盐类的结晶等而发生崩解、破碎的过程。 物理风化仅使岩石物理状态发生变化，孔隙度和表面积增加，而化学成分和性质并没有变化。根据产生机械破碎的原因可将物理风化分为如下几种：（教材未细分） （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20km以下深度。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30km，也就是说现在出露于地表的岩石在3000万年前位于地下30km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8km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16－24km。 (2)热力风化 岩石因温度变化发生剥落的过程。 岩石是不良导体，所以受 阳光影响的岩石温度变化也仅限于表面。当白天岩石受太阳暴晒时,岩石表面受热膨胀,而较内的部分,因其导热较差温度仍较低，膨胀较小,岩石内外这种膨胀的差异,可造成各部分受力不均,导致破碎。当夜晚时,表面因气温的降低而温度迅速下降收缩,而岩石内部的温度仍保持较高,收缩有限,这种各部分收缩上的差异也可导致受力不均,发生破碎。 (3)??冻融风化 岩石由于水的周期性冻结和融化造成的机械崩解作用。 岩石孔隙或裂隙中的水在冻结成冰时,体积膨胀大约9％,对周围的岩石可以施加很大的压力,使岩石裂隙加宽加深。在封闭条件下，-22℃的冰对围岩的压力大约是2115kg/cm3,而在开放条件下,其压力仅是上值的十分之一。当冰融化时,水沿扩大的裂隙更深的渗入岩石内部,同时水量也可能增加。当再次冻结成冰时,重新对岩石施加压力,扩大裂隙。这样反复冻结融化,就可使岩石的裂隙不断加深加宽,以致最后破裂成碎屑。因为岩石的这种机械风化作用,主要是由冰加大岩石裂隙完成的,所以又称冰劈作用。 (4)?盐风化 由于盐类的结晶和体积更大的新盐类的形成对围岩施加压力造成的岩石破坏作用。 在岩石中经常含有诸如FeS2之类的矿物，这类矿物在暴露于富氧的地下水和潮湿的空气中时就会被氧化形成铁的氧化物。这些新生的铁的氧化物一般具有较原来矿物低的密度和大的体积。体积的增加就会对其围岩产生膨胀压力使岩石破碎。 另一类盐风化是盐的结晶。当岩石孔隙和裂隙中的水溶液被蒸发时,盐类会逐渐达到饱和，盐类就会结晶析出,使体积增大。盐类结晶就会对其围岩产生膨胀压力,使裂隙扩大加深,最后使岩石破裂。 由以上可以看出尽管盐风化的结果是使岩石发生机械破碎，但在这个风化过程中有溶解、结晶、新矿物的生成等化学反应和过程发生，所以又有人将盐风化归类于化学风化。 2、化学风化 ?? 岩石在水、水溶液和空气中氧、CO2等作用下由于溶解、水化、水解、碳酸化以及氧化等作用下发生成分和性质变化的风化作用。 化学风化可以通过易溶盐类的溶解使部分元素被水带走，而另一部分元素发生富集，化学风化的主要方式包括以下几种： （1）溶解作用 水是一种很好的溶剂，因为水分子的偶极性,使它能同极性型或离子型的其它分子产生相互吸引,致使将其它分子溶入其中，所以水是一种好的溶剂。矿物绝大部分都是离子型分子组成的,因此当它们遇水后,就会不同程度地被溶解,形成水溶液并随水流失。矿物在水中地溶解度主要决定于两个方面,一是组成矿物地各种元素的电价、离子半径、负电性、离子电位和化合键类型等；另一是水的温度、压力、pH值和浓度等外界条件。 （2）水化作用 ?? 岩石中的某些矿物与水接