知识拓展：风化作用

风化作用风化作用：通过物理、化学、生物等作用，使地表或接近地表的岩石、矿物逐渐崩解、疏松或改变化学成分，变成岩屑和砂土，这种现象叫风化，这种作用称为风化作用。根据风化作用的因素和性质可将其分为三种类型：物理风化作用、化学风化作用、生物风化作用。岩石受到温度变化、冻融作用和其它机械作用力的影响，产生崩解、破碎，改变块体大小，而基本上不改变其化学成分的现象称为物理风化。例如，白天在太阳光线照射下，岩石表面很快被晒热，而其内部随深度增加，增温渐小。在夜晚情况刚好相反，岩石表面很快散热冷却，而其内部冷却较慢，这就造成了岩石表里的冷热不均，收缩和膨胀的不协调，日久天长便会发生裂纹和裂隙，这就是坚硬岩石崩解的开始。顺着岩石裂隙进入雨水，冬季寒冷使水结冰，体积膨胀，扩大岩石裂隙，随之泥沙、矿物质充填缝隙。在干旱季节，缝隙中的盐类重新结晶，也会产生很强的撑胀作用。这些物理的或机械的破坏作用都会使岩石崩解破碎。 岩石在水、水溶液和空气中的氧与二氧化碳等的作用下，发生溶解、水化、水解、碳酸化和氧化等一系列复杂的化学变化，这种引起岩石成分和性质的变化叫化学风化。它使岩石中可溶的矿物逐步被溶蚀、流失或渗透到风化壳下层，重新沉积。残留原地的或新形成的多为难溶的稳定矿物。化学风化的结果使原岩中的缝隙加大，孔隙加密，破坏了原岩的结构和成分，甚至使坚硬的岩层变成松散的土层。岩石在生物活动的影响下所产生的机械破坏和化学变化称为生物风化。如生长在岩石裂隙中的植物，由于其根系逐渐加粗、增长，使岩石裂隙受到像楔子一样劈裂作用，不断地使岩石裂缝扩大加深。植物根系在岩石缝中一般可深达几十厘米到1米左右，甚至可达十几米，对周围岩石可产生1015公斤/厘米2的压力。一些小动物的挖掘和穿凿活动也会加速岩石的破碎。生活在岩隙和土壤中的动物和植物，在新陈代谢过程中不断分泌出各种化合物，如碳酸、硝酸和各种有机酸等，对岩石起着强烈的溶蚀和破坏作用。特别是一些微生物的活动，作用非常明显，它们有的可以吸收空气中的氮制造硝酸，有的能吸收CO2制造碳酸，有的能吸收硫制造硫酸。这些酸类对岩石起到很强的腐蚀作用。事实上物理风化、化学风化和生物风化三者是紧密相联的。物理风化使岩石的孔隙度增大，使岩石具有较好的渗透性，有利于水分、空气、微生物和植物根系的深入。当岩石崩解为较小的颗粒，使其表面积增大，更有利于化学风化作用的进行。所以物理风化是化学风化的前驱和必要条件，而化学风化又是物理风化的继续和深入。三者紧密相联、同时进行、互相影响、互相促进。 影响风化的因素很多，主要因素是：1.气候因素：在不同的气候带，风化作用有明显的差异性。在极地和高山带，温度很低，地面大部被冰雪覆盖，冻融作用盛行，化学风化缓慢，长期处于物理风化为主的阶段。在干旱荒漠地带，日照很强，年降水量小于250毫米，蒸发量大于降水量，热力风化盛行，化学风化微弱，也是长期处在物理风化为主的阶段。在半干旱草原地带，日照强，年降水量250500毫米，蒸发量也大于降水量，热力风化仍较强，但氯化物和硫酸盐等大部分被淋溶，而钙、镁、盐类相对富集，并在土层中上下移动，常形成钙积层，所以化学风化长期停留在富钙阶段。在半湿润森林草原地带，年降水量500750毫米，蒸发量与降水量相近，化学风化长期处于富钙和富硅铝两阶段之间，常形成蒙脱石次生粘土矿物。在温湿地带，年降水量7501000毫米，降水量大于蒸发量，化学风化长期处于富硅铝阶段，主要形成水云母次生粘土矿物。在湿热地带，年降水量大于1000毫米，气温高，植物茂盛，细菌活跃，岩石矿物风化迅速，风化壳很厚，最厚可达200米以上，常形成一些大型的铁、锰、铝风化矿床。2.地形因素：不同地形条件下，风化的强度、深度和风化物的厚度及分布状况不同。在地形高差很大的山区，一般风化的深度和强度大于平缓的地区，但在斜坡上岩石破碎后很易被剥落、冲刷而移离原地，所以风化层一般都较薄，颗粒较粗，粘粒很少。在平原或低缓的丘陵地区，地表水和地下水流动都比较慢，风化物易被保存下来，在平缓低凹的地区风化壳一般都很厚。地形的起伏和切割程度，直接影响地下水的流动、埋藏深度和流动状态，一般在沟谷切割剧烈的地方，有利于风化作用的进行，但在不同地貌部位上风化物的类型及分布厚度差异很大。3.地质因素：岩石的矿物组成、结构和构造都直接影响风化的速度、深度和风化阶段。在同一环境下，由于不同岩石类型或同种岩石不同部位风化程度的差异，会造成许多特殊的微地貌形态。岩石抵抗风化的能力，主要是由组成岩石的矿物成分决定的。在物理风化过程中，深色矿物比浅色矿物易风化。基性岩类多含深色矿物，而酸性岩类多含浅色矿物，因此，在野外常可见到基性岩墙被风化成浅沟状，而在石英岩层出露的地方常形成突脊形态。从岩石的结构上看，粗粒的岩石比细粒的易风化，多种矿物组成的岩石比单矿物岩石易风化，粒度相差较大的和有斑晶结构的岩石比粒度均匀的岩石易风化。从构造上看，断裂破碎带的裂隙、节理、层理、页理等部位是比较软弱的地方，容易遭到风化。如花岗岩是由颜色深浅不同或颗粒大小不均的矿物组成的，这是它容易风化的内在原因。同时它具有三组相互正交的原生节理，把岩体分割成许多大小不等的近似正方形或长方形的岩块，这样在风化过程中，三组节理交会的棱角部位最易风化，使棱角逐渐圆缓而成为球形石块，这种现象称为球状风化。在球状风化迅速发展的情况下，岩块逐渐变小减少，并被大量风化泥沙所包围。当这些风化物质遭受流水冲蚀，并将细粒泥沙和小块碎石带走，使残留的球状岩块堆迭在一起，往往形成一堆一堆的圆球状花岗岩堆。偶尔有个别的大型石球停留在岩坡坎上，处于暂时