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第三章 风化作用;第一节 风化作用的类型;　　风化作用是一种岩石在原地遭受破坏的作用。破坏下来的产物除部分被水溶液带走外，一般不发生显著的位移，这是与其它外动力作用最明显的区别。 　　必须指出，风化作用与风的地质作用，在概念上是毫不相关的。;　　一、物理风化 　　概念：岩石发生物理疏松崩解等机械破坏的过程，一般不引起化学成分的改变，以温度变化为主要影响因素，破坏只使岩石由大块变为小块，再变成细沙，细粉，最后变成岩土。;　　物理风化的主要原因有： 　　（一）御荷剥离作用 　　岩石卸荷释重引起的剥离作用，形成于地壳深处的岩石，后来受到地壳抬升，释放了原来受压的应力，由此引起岩体膨胀，当膨胀超过弹性限度，岩石就发生破裂。; 在花岗岩分布地区由于岩石完整，物质均匀，破裂面少，因而这种原因引起的物理风化最常见。;　　因温度变化引起岩石体积发生膨胀与收缩作用（右图）： 　　左边揭示了风化的原因，侧重了温度变化对岩石的破坏作用； 右边显示了风化的过程。;球状风化形成的石蛋;球状风化形成的石蛋;较坚硬地层突起，较软弱岩层凹入，形成差异风化; （三）冻融风化（冰劈作用）;冰劈作用示意裂隙充水（左）结冰后膨胀撑裂岩石（右）;可可西里山北坡的风化地貌;　　（四）盐风化作用 　　当岩石中的水溶解了大量盐类时，一旦水分蒸发，浓度逐渐达到饱和，盐类再结晶，体积增大，从而产生很大的膨胀力，其机理与冰劈作用类似。 　　盐结晶作用通常和干旱气候有关，因为强烈的加热引起强烈蒸发，从而产生盐结晶作用。盐结晶作用在海岸带也很活跃。;　　物理风化作用产物就是在原地破碎的碎屑物。其特征主要有： 　　（1）破碎后的颗粒粗细不等，棱角显著，没有层次； 　　（2）多分布在水分岭上或斜坡上； 　　（3）碎屑物的成分与下覆基岩成分一致。;　　二、化学风化 　　化学风化作用是指大气和水所引起的氧化、溶解、水解、水化等作用对岩石的分解破坏过程。化学风化作用使岩石的矿物成分发生变化，转变为地表稳定的新矿物。这是与物理风化作用的区别。;　　化学风化的速度在很大程度上受降水量的影响。世界上没有一个地方是永久干旱的，即使是在干燥的荒漠地区也有化学风化的痕迹。所以它属于世界范围的作用。然而在终年冰冻的寒冷气候区，化学风化十分微弱。;　　（一）溶解作用（dissolution） 　　水是一种很好的溶剂，因为水分子的偶极性，使它能够同极性型或离子型的其它分子产生相互吸引，致使将其他分子溶入其中，所以水是一种好的溶剂。矿物绝大部分都是离子型分子组成的，因此当它们遇水后，就会不同程度地被溶解，形成水溶液并随水流失。;　　不同的矿物，溶解度差别很大，如在常温下（20℃），纯水对云母的溶解度为0.0029g/㎏；对方解石的溶解度为0.015g/㎏；对岩盐的溶解度为320g/㎏。从以上三种矿物的溶解度说明：在自然界，硅酸盐类的矿物最难溶。碳酸盐、卤化物、硫酸盐等较易溶解。矿物溶解度的大小，一方面决定于化合物的性质，另一方面决定于外界条件（水和水溶液的温度、压力及CO2 的含量等）。;　　溶解作用的结果是：易溶物质流失，难溶物质残留原地，岩石孔隙增多，硬度变小，岩石被破坏。;　　（二）水化作用（hydration） 　　是指水与矿物接触后，水以分子的而行之直接参与到矿物的晶格中，从而形成新的含水矿物的过程。 例如： 　　　　CaSO4+2H20=CaSO4·2H2O 　　　　硬石膏————石膏 　　　　Fe2O3+nH2O=Fe2O3·nH2O 　　　　赤铁矿————褐铁矿;　　水化作用形成的含水矿物改变了矿物原有的内部结构，其硬度一般都低于原来的无水矿物，这样就削弱了岩石抵抗风化作用的能力。 　　水化作用在某些条件下会使矿物体积发生膨胀。例如上面举的石膏的例子，46cm3的硬石膏和36cm3的水能形成74cm3的石膏。这样体积的变化，可以使挤压作用更显著，更容易发生。;　　由于矿物体积的膨胀，会直接，或通过挤压周围的围岩间接的对环境产生影响。反映在实际中，就是对工程建设，道路设施造成不利影响。例如铁路路基的上拱，公路路面的崩裂等。对于此类环境中的工程设施，要特别注意防水，防潮，防渗工作，避免或减少损失。 ;　　（三）水解作用（hydrolysis）　　某些矿物一遇水就变成带氢氧根离子（OH－）的新矿物，这种化学作用叫水解作用。纯水是中性的，其PH值为7，不显酸性，也不显碱性。但它具有离解能力，其中一部分离解为H+和OH－离子。;　　当弱酸性碱盐或强碱性组成的矿物遇水时，就会离解为带不同电荷的离子，这时它们分别与水中的H＋和OH－离子结合，生成新的化合物（新矿物）。由于这种反应是不可逆的，离解与化合不断进行，直到原有矿物被水解完为止。;　　例如地壳中广布的长石，就属于强碱弱酸盐矿物。这种