物理风化与化学风化的区别

风化阶段

一、物理风化为主的阶段

严格地说，物理风化与化学风化并不是一个在先，另一个在后，而是同时进行地，即使在最寒冷、干旱地地区，也仍然有化学风化过程存在；在刚出露的新鲜岩石的表面，由于和水与空气的接触，必然也会立即有化学风化的加入。但是在上述两种情况下，所看到的岩石风化产物主要是粗大的岩石碎屑，很少有细粒的诸如黏土之类的化学风化产物。这说明化学风化在岩石出露地表之初缺乏足够的发育时间；在高寒或干旱的地区，极低的气温和稀少的降水抑制了化学风化的进行，只有在相当长的时间内化学风化才能形成较多的细粒物质。如果时间长的足够的话，仍有明显的化学风化产物形成，在高山地区我们常见到冰碛之上发育有厚达几十厘米甚至更厚的土壤，这说明即使在高寒地区化学风化依然是旺盛的。岩石在暴露之初，主要以机械破碎产生粗粒岩屑为主，我们称这一时期为物理风化的主阶段。如果条件许可，随着风化的进行，它会进入以化学风化为主的阶段。如果在坡度较大的坡地上，碎屑物质的运移迅速，机械风化的物质不断被搬运而走，新鲜岩石不断出露，风化作用也会长期停留于物理风化为主的阶段。

二、化学风化为主的阶段

化学风化是一个极为复杂的过程，一般将其分为如下三个阶段：

1.富钙阶段

风化进入以化学风化为主的阶段后，在其早期，岩石中的K^＋、Na^＋等活性较强的碱土金属阳离子首先被水中的H＋置换，从矿物中离解出来；岩石中的氯化物和部分硫酸盐多为易溶矿物，它们也很快溶于水中。溶于水中的活性阳离子和卤化物、硫酸盐随水逐渐地迁出风化产地。

在干旱、半干旱气候条件下，由于降水稀少，蒸发量大于降水量，易溶盐类的淋失极其缓慢，碳酸盐类不仅没有淋失，还常因水分的蒸发从饱和溶液中大量结晶淀积出来，风化作用长期停留在富钙阶段。富钙阶段所形成的主要矿物为方解石、菱铁矿、赤铁矿等。

2.富硅铝阶段

岩石经过长期的化学风化后，不但氯化物和硫酸盐类已基本淋失，碳酸盐类也大量迁移，甚至部分SiO₂在水溶液呈碱性的情况下，也从矿物中解离出来，溶于水形成硅酸真溶液或胶体溶液。

在温带湿润、半湿润地区，降水较充沛，它大致等于或略高于蒸发量，这种环境可使氯化物、硫酸盐和碳酸盐类矿物基本淋失，但又不能使氧化硅大量淋走，故化学风化长期停留在富硅铝阶段。

3.富铝阶段

化学风化经过一个相当长的时期以后，在湿热的热带、亚热带地区，不但氯化物、硫酸盐和碳酸盐类矿物完全淋失，而且铝硅酸盐矿物风化形成的次生高岭土黏土矿物还被水解，使二氧化硅从水中游离出来，形成氢氧化铝胶体和硅酸的真溶液或胶体。硅酸胶体一部分流失，另一部分沉淀下来；氢氧化铝很容易凝聚，形成水铝矿。