風化

地質學名詞

風化,屬地質學名詞。指使岩石發生破壞和改變的各種物理、化學和生物作用。

定義


地質學術語,定義為:使岩石發生破壞和改變的各種物理、化學和生物作用。一般可定義為在地表或接近地表的常溫條件下,岩石在原地發生的崩解或蝕變。崩解和蝕變的區別反映了物理作用和化學作用的差異。物理作用涉及岩石破碎而不涉及造岩礦物的任何分解。相反,化學作用則意味著一種或多種礦物的蝕變。風化作用產生在結構或成分上不同於母岩的表層物質。

風化過程


風化
風化
風化過程十分複雜,通常是幾種作用同時發生,造成岩石的崩解或分解。為方便起見,可把風化作用分為物理(或機械)風化、化學風化和生物風化。
物理(或機械)風化
熱脹冷縮是岩石,尤其是熱帶荒漠地區岩石崩解的一個原因。許多不同類型的風化作用,包括粒狀崩解、球形風化、剝離風化及層裂構造,都可用熱脹冷縮的原理來解釋。但是,目前大部分野外證據卻顯示出相反的結論。粒狀崩解、球形風化、剝離風化和層裂構造都已在遠遠超過太陽熱力影響的地下深處發現。實驗表明,僅僅依靠受熱和冷卻,風化的效果很小,進程緩慢,而當有水分存在時,則幾乎立即產生影響。雖然一度認為層裂構造是日照作用的產物,但多年來業已承認它們是卸載,即壓力釋放的結果。不過,大量證據表明,卸載假說也並不處處適用。
地殼內的斷層作用和側向擠壓,似乎可以作為層裂的另一種解釋。在副極地地區,頻繁波動於冰點上下的氣溫對地表岩石的影響很大。在這些地區對岩層的詳細觀察,證實了凍融機制的有效性。
化學風化
風化[地質學名詞]
風化[地質學名詞]
某些鹽類,諸如氯化鈉(NaCl)和石膏(Ca[SO4].2H2O)的結晶作用,也被引證來作為岩石,尤其是乾旱地區岩石崩解的原因之一。樹根的生長無疑能把大量岩塊推開,並擴大原有的節理。甚至地衣的菌絲也能穿透礦物晶體的界面和解理,完成一定的機械崩解。
許多礦物在相當程度上溶解於水。某些礦物,例如食鹽(NaCl)和石膏(Ca[SO4].2H2O)等,能與水發生強烈反應,並溶解於水或形成可溶產物。甚至石英SiO2),在某種程度上也溶解於水。許多礦物在鹽水中比在淡水中更易溶解。在許多情況下,溶解作用可能是化學風化的第一階段。由於溶解的礦物質(以及固體微粒)在風化剖面中的位移,形成了富含氧化鐵、灰質、硅質或石膏的不同的層或盤。在世界各地都有大片磚紅土、鈣殼和硅殼的堆積。水及其所含的根和氣體與各種礦物結合形成新的礦物。這些過程稱為水化和水解。例如,鐵很容易與水和氧結合,形成各種氧化鐵的水化物,許多風化剖面呈黃色或紅色的原因即在於此。所有常見的造岩礦物,除石英以外,由於化學風化(主要是水化和水解)都會轉變為黏土礦物。氧化作用發生於土壤的包氣帶,氧化物是表土中的常見成分。碳化作用是像長石這類礦物發生風化的中間步驟。碳酸雖是弱酸,但它是自然界的一種有效的溶劑。硅化和脫硅能使一種黏土轉變為另一種黏土。因此,熱帶地區雲母經脫硅化可產生高嶺土和氧化鐵,如果條件有利,還可能進而形成鋁土礦(三水鋁石)。
生物風化
穴居動物為其他營力尤其是水分開闢了通道。如同物理風化的情況一樣,化學風化往往也得到生物作用的助力。腐殖酸通常能促進風化。腐殖質往往有助於保持土壤中的水分,從而以各種方式加速風化作用。

制約因素


制約岩石風化的類型和速率的因素很多,包括礦物成分、岩石結構、斷裂型式、氣候、侵蝕和地形條件、時間以及人類活動等。

結果利用


關於於風化作用的結果,對整個人類而言,土壤的形成無疑是最為重要的。諸如鐵、鎳、鋁等礦產的聚集也具有世界性的意義。根據地質觀點,風化作用作為侵蝕和搬運的前提條件,具有重要意義。

概念


風華帶稱為表土或殘餘土。
風化作用的下限稱為風化面。
風化,也通用於藝術品飾品等岩石質器物的表面改變。岩石類美玉類人居環境中的器物,年久存放、佩戴、把玩所致變化表現。在礦石(包括玉石)器物方面,風化的含意更多是指化學作用,通俗講,同老化;其性質變化為水土沁蝕,人體分泌物腐蝕等,多種因素所致其表面脆弱變化,容易產生細微崩缺紋理化,在此基礎上,還會因為受到空氣乾燥的影響發生粉解化,所致結果通常是陰陽點狀相對規律缺損,歸結為一種或多種礦物元素的蝕變。風化作用的下限稱為風化面,這與使用器物更加貼切。
硬度脆性相對高的瑪瑙表面,風化表現為結構不可見狀微裂變,脆弱易崩缺,主要為馬蹄狀紋痕,雞爪狀紋痕,為使用碰撞所致崩缺,或者是沁蝕為多點紋。自然界風吹流動沙撞及沁化會出現皮皺狀態紋痕,後者也會表現在多種礦石器上面。