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影响岩石风化的因素

时间:2022-02-21 百科知识 版权反馈
【摘要】:影响岩石风化的因素主要有岩石性质、气候和地形等。裂隙发育的岩石,有利于风化作用的进行。例如,在寒冷的极地和高山区以物理风化作用为主,岩石风化后形成薄层具棱角状的粗碎屑残积物。在地形起伏较小、流水可缓慢流经的地区,以化学风化作用为主,岩石风化彻底,风化产物较厚。
影响岩石风化的因素_工程地质学

影响岩石风化的因素主要有岩石性质、气候和地形等。

1.岩石性质

因为岩石风化发生于地壳表层,因而当成岩环境与地表环境差异越大时,原岩风化变异越强烈,即岩石的抗风化能力越弱。但各类岩石,又因矿物的组成、结构、构造和裂隙发育程度的不同,抵抗风化的能力也有所不同。

(1)岩石的矿物组成。不同矿物具有不同的结晶格架,由其化学活泼性所决定的抗风化能力亦不相同。在地表环境下,常见造岩矿物的抗风化能力是不同的。一般情况下,矿物在风化过程中的稳定性由大到小的顺序是:氧化物>硅酸盐>碳酸盐和硫化物。当岩石中不稳定矿物含量较多时,其抗风化能力较弱;相反,当岩石中含稳定和极稳定矿物较多时,其抗风化能力较强。一般认为,岩浆岩抗风化能力由大到小的顺序是:酸性岩(花岗岩)>中性盐(闪长岩、安山岩)>基性岩(玄武岩)>超基性岩(橄榄岩);变质岩抗风化能力由大到小的顺序是:浅变质岩>深变质岩;沉积岩由于形成环境比岩浆岩、变质岩更接近于地表,一般说沉积岩的抗风化能力比岩浆岩及变质岩高,最终的化学变化较小。但沉积岩的风化问题比较复杂,如粘土矿物、钙-镁碳酸盐,这些矿物颗粒大都极细,比表面积大,因而表面效应较强,易遭水化、水解及淋滤作用的影响。实践证明:沉积岩的粘土岩、页岩风化速度很快。

(2)岩石的结构、构造。岩石中矿物颗粒的粗细、均匀的程度,胶结的方式和胶结物的成分,层理的厚薄等都影响风化速度。如粗而不均匀的比颗粒较细而均匀的易于温差风化,但后者如透水性好则较易于化学风化。

(3)岩石中节理发育情况。裂隙发育的岩石,有利于风化作用的进行。裂隙发育增加岩石出露地表的面积,成为水溶液、气体的通道及生物活动的场所,从而促进风化作用。在砂岩、花岗岩等结构较均匀的岩石中,若有三组近于正交的裂隙发育时,可将岩体分割成许多大小不等的立方形岩块,岩块中在两组裂隙相交的棱和三组裂隙相交的棱角处,岩石的自由表面最大,易受温度、水溶液、气体等因素的作用而首先风化破坏,经过一段时间后,使岩块的棱角逐渐消失而圆化,形成大大小小的球体和椭球体,这种现象称为球状风化。

2.气候因素

气候因素主要体现在气温变化、降水和生物的繁殖情况。地表条件下温度增加10℃ ,化学反应速度增加一倍;水分充足有利于物质间化学反应。故气候可控制风化作用的类型和风化速度,在不同的气候区,风化作用的类型及其特点有明显的不同。例如,在寒冷的极地和高山区以物理风化作用(冰冻风化)为主,岩石风化后形成薄层具棱角状的粗碎屑残积物。在湿润气候区各种类型的风化作用都有,但化学风化、生物风化作用更为显著,岩石遭受风化后分解较彻底,残积层厚,且往往发育有较厚的土壤层。在干旱的沙漠区,以物理风化作用(温差风化)为主,岩石风化后形成薄层具棱角状的碎屑残积物。

3.地形

地形可影响风化作用的速度、深度,风化产物的堆积厚度及分布情况。地形起伏较大、陡峭、切割较深的地区,以物理风化作用为主,岩石表面风化后岩屑可不断崩落,使新鲜岩石直接露出表面而遭受风化,且风化产物较薄。在地形起伏较小、流水可缓慢流经的地区,以化学风化作用为主,岩石风化彻底,风化产物较厚。在低洼有沉积土覆盖的地区,由于有覆盖物的保护不易风化。

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