什么是物理风化、化学风化和生物风化作用?

出露地表的岩石,受日光照射、温度变化、水的作用和生物作用等,发生破碎和分解,形成大小不等的岩屑、砂粒和黏土,这种作用称为风化作用。风化作用可分为物理风化、化学风化和生物风化三种。

一、物理风化

岩石因温度变化而产生热胀冷缩、孔隙水的冻胀过程对岩石的挤压、干湿变化使岩石盐类的重结晶,都可使岩石崩裂破碎,称物理风化。

岩石表面温度变化是由于季节变化和昼夜交替而引起的。岩石是不良导体,因而岩石温度变化只发生在表层,当岩石温度变化时,使岩石的表层热胀冷缩,因而产生剥落。岩石是各种矿物的集合体,各种矿物的颗粒大小、颜色深浅和晶体结构都不相同,膨胀系数也不一样,在受热或变冷时,各矿物之间就会分裂而形成分散的颗粒。

岩石中有许多孔隙,孔隙中常聚集水分,当温度降低到0℃时便冻结,体积膨胀,对围限它的岩石裂隙壁产生很大的压力,岩石发生挤裂而逐渐成碎屑。

在干旱区,岩石中盐类的重结晶作用也能破坏岩石。夜间,岩石从空气中吸收一部分水汽,水汽顺着毛细管渗透到岩石内部,溶解一些盐类;白天,在烈日烤晒下,水汽从岩石中蒸发,溶解的盐类在岩石表层将重结晶,所形成的结晶体对岩石产生一种撑胀作用,使岩石崩裂破碎。

二、化学风化

化学风化是水溶液以及空气中的氧和二氧化碳等对岩石的作用,使岩石的化学成分发生变化而分解的过程。化学风化通过水化作用、水解作用、碳酸化作用和氧化作用等一系列化学变化来进行。

水化作用是水分子与一些不含水的矿物相结合,改变原来矿物的分子结构,形成新矿物的过程,如硬石膏经水化作用形成石膏。水化作用可使矿物的硬度变小、密度减小或体积膨胀。硬石膏变成石膏后,体积膨胀60%,加速了岩石的分解。

水解作用是化合物与水反应而起的分解作用。由于水中有一部分水分子离解成H 和OH - 离子,一些矿物溶于水后,其离子能和水中的H 和OH - 离子结合而形成新的矿物,如正长石水解成为高岭土。高岭土在热带、亚热带气候条件下,将进一步风化,SiO 析出形成铝土矿。

碳酸化作用是指含有CO 的水溶液对矿物的分解过程。石灰岩地区的碳酸化作用最为明显,石灰岩的主要矿物是方解石(CaCO ),它在纯水中溶解速度很慢,但在含碳酸的水溶液中能很快发生化学反应,生成溶于水的碳酸氢钙。碳酸氢钙的溶解度是碳酸钙的30倍,所以能在水中快速分解。

氧化作用是矿物与氧化合的反应过程。空气和水中或地下一定深度都有大量的游离氧,它与岩石发生氧化作用后,可使其中低价元素矿物转变为高价元素矿物,如黄铁矿经氧化后成为褐铁矿。在这一化学反应过程中,一部分硫酸盐随水流失,另外产生的硫酸可进一步促进岩石的风化作用。

三、生物风化

生物在生长过程中,对岩石所起的物理的和化学的破坏作用,叫做生物风化作用。

在自然界,岩石的风化作用,实际上只有物理风化和化学风化两大类。生物风化也是通过物理风化和化学风化进行的,因此,生物风化又称为生物物理风化和生物化学风化。

生物的物理风化作用是植物的根系起楔子作用对岩石挤胀而使岩石崩解,或是动物的挖掘和穿凿活动进一步加速岩石破碎。

生物的化学风化作用是生物在新陈代谢过程中分泌出各种有机酸对岩石所起的强烈腐蚀作用。植物从土壤中吸收养分,分泌出来的各种酸是很好的溶剂,可以溶解某些矿物,对岩石起着破坏作用。微生物作用和动植物遗体腐烂后分泌的各种酸也能腐蚀和分解岩石。

自然界的各种风化作用是相互紧密联系的,通常是同时进行,也是相互促进。未经搬运的不同风化作用形成的碎屑物,统称残积物。花岗岩沿节理风化常形成大型球形风化岩块(照片2-1)。正是由于地表的风化作用,使坡地上形成大量碎屑物,才发育了各种坡地地貌。

版权声明:本篇文章(包括图片)来自网络,由程序自动采集,著作权(版权)归原作者所有,如有侵权联系我们删除,联系方式(QQ:452038415)。http://www.apmygs.com/3600.html
返回顶部