第10章风化作用.docVIP

第十一章 风化作用 地球自形成以来，无时不在变化之中，地球的面貌也随之不断改变。今天地球的面貌是地球长期演变的结果，且仍以人们通常所不易察觉的方式和速度在变化着。引起这种变化的动因就是地质作用。 地质作用就是形成和改变地球的物质组成、外部形态特征和内部构造的各种自然作用。根据地质作用能量的主要来源和作用的主要部位，可分为内动力地质作用和外动力地质作用，并分出许多次一级的作用。 一．内力地质作用 内力地质作用是由于地球的内热、地球自传与重力等能量所激发，并主要发生在地球内部的作用。内力地质作用因其作用方式不同可分为四种： 构造运动：地壳的机械运动。按其运动方向可分为水平运动与垂直运动。 岩浆作用：岩浆的发生、运动及其固结成岩的作用。按其作用发生的部位分为侵入作用和喷出作用。 变质作用：岩石在基本上为固态下，由于温度、压力和化学活动性流体的作用而发生成分、结构及构造变化。 地震：大地的快速颤动。 二．外力地质作用 外力地质作用是由大气、水和生物在太阳辐射、重力以及日月引力等能源的作用下所进行的各种作用，它们都发生在地球的表层。分为以下五种： 风化作用：地表岩石在外力作用下发生机械崩解或化学分解，变为松散的碎块、碎屑直至土壤，并残留原地； 剥蚀作用：岩石在外力作用下被破坏，破坏的生成物同时被带走； 搬运作用：外力将风化剥蚀的产物搬运到他处； 沉积作用：搬运物在适宜的地方发生堆积； 固结成岩作用：松散沉积物转变为坚硬的岩石。 第一节 风化作用 外力地质作用对陆地表面和岩石进行改造的第一步就是由风化作用开始的，它是地表广泛存在的一种破坏现象。风化作用是大气圈和暴露在地表的岩石间的相互作用，是各种地表作用的总的影响。 当原岩（高温高压）暴露于地表（常温常压）时，会受到各种外营力（大气中的O2、CO2、渗透到岩石缝隙中的水以及生物）作用而破坏，发生机械崩解或化学分解，完整的岩石最终变成松散的碎屑及至土壤，这就是风化作用。 一．风化作用之内因 风化作用之所以能够进行，是因为矿物和岩石所处的环境发生了改变。组成地壳的三大类岩石的大多数形成于地下深处的高温高压环境中，即便是沉积岩，在其形成岩石之后的后生作用阶段，也遭受了一定的压力和较高温度的影响。当这些岩石一旦由于地质作用的影响而被揭露于地表以后，就进入了一个与原来形成环境截然不同的境地。在这里，岩石处于常温常压之下，气温经常变化，各种气体、溶液和有机体等都时刻在对岩石发生影响，这就使岩石内部旧有的平衡被破坏，迫使岩石和矿物在物理性质和化学成分上发生某些改变，形成在新的环境下相对稳定的新产物，以达到新的平衡。 二．风化作用之外因 是岩石或矿物所处环境的改变，是变化的条件。外因通过内因而起作用。所以风化作用可概括为在气温的变化、湿气的影响，化学的化合和分解以及生物活动等统一作用下引起的地表岩石和地形的破坏作用。 引起风化作用进行的因素是复杂的，其进行的方式也是多样性的，其结果也各不相同。根据风化作用的方式和结果的不同，可分出物理的（机械的）破坏，化学的化合和分解的破坏以及生物因素引起的破坏。 几个重要概念： 风化：岩石的物理、化学性质的变化； 风化营力：引起风化作用发生的因素的统称； 风化壳：被风化的岩石圈表层。 第二节 物理风化作用 风化作用的机械破坏主要是由温度变化引起的。在温度变化下，物理风化作用所以得以进行，是由于岩石或矿物的内因——胀缩过程引起机械力而产生的。在一定条件下，岩石内部处于平衡状态，表现为内聚力而存在。由于岩石是不良导体，导热率很低。 白天：接受日光照射后，岩石会由于强烈增温而膨胀。当膨胀力大于内聚力时，外层产生与岩石表面平行的裂纹，与母体分离。 夜间：气温降低，岩石表面强烈收缩，内层收缩慢，外层产生与岩石表面相垂直裂纹，而使外层裂碎。 天长日久，岩石变为碎块。温差越大，胀缩越烈，破碎越强。在同一条件下，不同岩石的破坏程度是不同的，这是由于岩石的特殊性所决定的。 岩石抵抗物理风化的能力，与其中矿物成分的复杂程度有关。一般是矿物成分单纯的岩石，抵抗物理风化作用的能力很强，而成分复杂者，则易于遭受物理风化作用。这是由于组成岩石的矿物具有不同的膨胀系数，在温度变化的影响下，必然产生不同的膨胀压力和剪力，因而引起矿物颗粒之间发生错动而破碎。 岩石中矿物颗粒的大小和均匀程度、岩石的颜色等都影响着物理风化作用的强度。矿物颗粒粗大而不匀和暗色的岩石容易破碎，而那些矿物颗粒细小而又均匀和浅色的岩石则抵抗物理风化作用的能力就强。 在高山严寒地区，特别是在雪线附近，随着季节的变化，固态水和液态水交替出现，两种物态的水在变化时会对岩石产生巨大的压力，可达960kg/cm2。经过温度风化的岩石普遍含有裂缝，裂缝中的水分当温度降低到0℃时即发生结冰显现，由结冰所产生的压力多次进行就可使裂缝扩大或产生新