资讯首页 > 土地知识 > 地质地理地貌

什么是风化作用?分类及成因有哪些?有哪些典型地貌?

2017年07月19日 10:40来源:土流网整理点击量:0

年轻恋人们常用“海枯石烂不变心”来表达自己对爱情的忠贞,似乎海不会枯,石不会烂。其实海是会枯的,石头也会烂掉。造成石头烂掉的原因就是风化作用。那么什么是风化作用?分类及影响因素有哪些?有哪些典型地貌?

风化作用——摄图

什么是风化作用?

风化作用是指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化而在原地形成松散堆积物的全过程。

接下来就是分类了:

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。

物理风化

物理或机械风化造成岩石分解。机械风化的主要过程为海蚀,海蚀把碎屑物及其它微粒的大小减少。但机械风化与化学风化环环相扣,如机械风化造成的裂缝会増加进行化学风化的表面面积。

岩石是热的不良导体,在温度的变化下,表层与内部受热不均,产生膨胀与收缩,长期作用结果使岩石发生崩解破碎。在气温的日变化和年变化都较突出的地区,岩石中的水分不断冻融交替,冰冻时体积膨胀,好像一把把楔子插入岩石体内直到把岩石劈开、崩碎。以上两种作用属物理风化作用。

化学风化

化学风化包含岩石成分的改变,常常引致其形态的崩溃。这种风化会在一段期间反复发生。

溶解作用原理天然的降雨有些微的酸性,因为大气中的二氧化碳溶入雨水中,造成弱碳酸。在未受污染的环境,雨水的酸碱值约为5.6。因为大气中的二氧化硫及氮氧化物等气体会引起酸雨。这些氧化物与雨水起反应形成更强的酸,令酸碱值降至4.5或3.0。二氧化硫,SO2,由火山爆发或化石燃料而来,能够在雨水中成为硫酸,从而在落下的岩石上引起溶解作

生物风化

生物亦有可能参与物理风化(同时亦有化学风化)。地衣及藓类植物在光秃秃的岩石表面生长,做成一个更为潮湿的化学微环境。岩石被这些生物附上后会加强在岩石上表面微表层进行的物理与化学分解。大范围的幼苗发芽及植物的根部除了在岩石上裂隙施加物理压力外,亦提供一个水及化学物的渗透渠道。挖洞动物及昆虫分布在底岩附近的土壤表层亦会增加水及酸的渗透性和进行氧化过程的表面积。

有部分动植物能够释放出酸性化学物而引起化学风化。最常见的生物风化引起的化学风化形式为释放螯合物(chelating)化学物,亦为酸的一种。此化学物由植物释放,用作分解其底下土壤的铝、铁成分。土壤中植物的残骸可以形成有机酸,溶于水后造成化学风化。螯合物的过度释放会影响附近岩石与土壤,及可能引致灰化土的形成。

风化作用——摄图

影响风化作用的因素

影响风化作用的因素主要有气候、植被、地形和岩石特征等方面。

(一)气候和植被

气候因素包括温度、降雨量和湿度,它们是控制风化作用的重要因素。

温度一方面通过控制化学反应速度来控制化学风化作用的进行,另一方面又直接影响物理风化作用,如温差风化、冰劈作用。降雨量和湿度则是通过介质的温度变化、水溶液成分的变化、植被的生长来影响物理、化学和生物的风化作用。

在地表的不同气候带,气候条件相差很大。在两极及高寒地区,气温低,植被稀少,地表水以固态的形式存在为主,所以在该地区以物理风化作用为主,尤以冰劈作用盛行为特征,而化学风化作用和生物风化作用很弱。在干旱的沙漠地带,植被稀少,气温日、月变化大,降雨量少,空气干燥,所以化学风化作用和生物风化作用非常之弱,而以物理风化作用为主,如温差风化、盐类的结晶和潮解作用是这些地区风化作用的主要形式。在低纬度的炎热潮湿气候区,雨量充沛,植被茂盛,温度高,空气潮湿,所以化学反应的速度较快,故化学风化作用和生物风化作用显著,风化作用的深度往往达数米。如果这些地区气候在较长时间内保持稳定,岩石的分解作用便能向纵深方向发展,形成巨厚的风化产物。这种气候条件也是形成风化矿产——铝土矿最有利的条件。

植被对风化作用的影响表现在两个方面:一方面直接影响生物的风化作用,埴被茂盛生物风化作用强烈,而植被稀少的地方生物风化作用就弱;另一方面又间接地影响物理风化作用和化学风化作用过程。岩石表面长满植物,减少了岩石与空气的直接接触,降低了岩石表面的温差变化,消弱了物理风化作用。但植被的茂盛却带来了更多的有机酸和腐殖质,使周围环境中水溶液更具有腐蚀能力,从而又加速了化学风化作用的进程。实际上植被对风化作用的影响与气候条件是分不开的,气候潮湿炎热,植被茂盛;而干旱、寒冷,植被稀少。

气候和植被对土壤的影响最为显著,不同的气候带都有其典型的土壤类型,当气候条件发生改变时,土壤类型也随之发生改变,因此有人把土壤称为“气候的函数”。如在寒冷潮湿的苔原气候带常形成冰沼土,在热带和温带的荒漠地区形成荒漠土,在温带落叶阔叶森地区形成棕壤和褐土。

(二)地形

地形条件包括三个方面:一是地势的高度,二是地势起伏,三是山坡的方向。

地势的高度影响气候的局部变化,中低纬度的高山区具有明显的气候垂直分带,山脚气候炎热,而山顶气候寒冷,植被特征也不一样,因而影响风化作用的类型和速度。在我国云南的大部分地区这种现象很明显。

地势的陡缓影响到地下水位、植被发育及风化产物的保存,因而也影响风化作用的进行。地势较陡的地区,地下水位低、植被较少,风化产物不易保存,使基岩不断裸露,从而加速了风化作用的进行。

阳坡、阴坡的风化作用类型和强度也不一样。阳坡日照时间长,湿度较高,植被较多,所以风化作用较强烈。如喜马拉雅山南坡面临印度洋,气候炎热、潮湿,化学和生物风化作用很强烈,而北坡干、冷,主要发育物理风化作用。

(三)岩石特征

岩石特征对风化作用的影响包括岩石的成分、结构、构造和裂隙。

岩石成分不同的矿物具有不同的抗风化能力,那么由不同矿物组成的岩石其抗风化能力也就不同。如由橄榄石、辉石、长石等组成的岩浆岩容易风化,而由石英砂颗组成的沉积岩抗风化能力就很强。因此,抗风化能力较弱的矿物组成的岩石被风化后而形成凹坑,而抗风化能力强的组分相对凸出,在岩石表面就出现凹凸不平的现象,这称差异风化作用。

岩石的结构、构造组成岩石的矿物粒径、分布特征、胶结程度及层理对风化作用的速度和强度都有明显的影响。在其它条件相同的情况下,由细粒、等粒矿物组成及胶结好的岩石抗风化能力较强,风化速度较慢。

裂隙岩石的裂隙发育使岩石与水溶液、空气的接触面积增大,增强水溶液的流通性,从而促进风化作用的进行。如果一些岩石的矿物分布均匀,如砂岩、花岗岩、玄武岩等,并发育有三组近于互相垂直的裂隙,把岩石切成许多大小不等的立方形岩块,在岩块的棱和角处自由表面积大,易受温度、水溶液、气体等因素的作用而风化破坏掉,经一段时间风化后,岩块的棱、角消失,在岩石的表面形成大大小小的球体或椭球体,这种现象称球形风化作用。

风化作用典型地貌

风化作用典型地貌其实就是花岗岩地貌。

花岗岩原本形成于地下深处,经过抬升作用常形成高大挺拔的山体。花岗岩地貌岩石裸露,沿节理、断裂有强烈的风化剥蚀和流水切割,多奇峰、深壑、怪石,球状风化作用突出,可形成“石蛋”(最典型的为“风动石”);或者形成为浑圆多姿的巨石兀立形态。

澳大利亚北领地区的地质奇观之一魔鬼大理石。魔鬼大理石位于北领地区泰能特溪以南100公里,艾利斯斯普林斯以北395公里处。该景观地表的岩石为花岗岩,其形成地质作用为风化作用,如同岛屿一般浮出沙漠表面,随处可见50厘米到6米直径的大小圆石。

中国花岗岩地貌典型代表:泰山、华山、黄山、天柱山、九华山、崂山、普陀山。

研究风化作用具有很重要的意义。在风化作用过程中,一些难溶的元素或物质在原地及其附近堆积起来可富集成有用的矿产,如铁矿、铝土矿、镍矿等。据目前的资料统计,与风化作用有关的铝土矿占世界总储量的85%;风化作用还可形成一些找矿志如“铁帽”等。研究古风化壳对了解一个区域的地壳发展历史很重要,因古风化壳代表了较长时间的陆上环境,反映了地壳的一次上升运动。土壤是气候的函数,研究古土壤(主要是第三纪及第四纪的古土壤,更老的古土壤难于辨认)有助于恢复古气候、古地理环境。由于风化的岩石强度减弱、透水性增加,对工程建筑极为不利,所以在修建大型工程时要了解风化壳的分布和厚度以及被风化岩石的强度等,以便采取相应的措施以保证工程的质量。此外,风化壳及风化作用研究对于农林业种植及国土利用也具有现实意义。

85%的人还看了
你可能也爱看
附近热门土地
最新资讯
查看更多资讯
加载中...
火热
招募中
城市
姓名

下载土流APP

获取一手地块信息

小土给您发了元的新用户红包
距离领取结束时间还剩
-
-
-
恭喜获得土流红包
0
已存入您土流APP的账户券包
您可下载app进行查看和使用