机械性风化现象特征

机械性风化是最简单的风化作用，在沙漠地区尤其明显。因为那里气温白天高达40－50℃，晚上可降到0℃以下，岩石热胀冷缩，这种胀缩在岩石表部和核部是不一样的。由于不同矿物的膨胀系数不一样，久而久之，岩石出现了裂隙，由大块变成了小块，由小块变成砂，由砂变为土，石头就烂掉了。在有化学作用和生物作用参与的情况下，风化作用进行得更快，风化的过程和产物也更丰富多彩。

最常见的风化现象是岩石的球状分化，这是因为岩石的外层易发生成层裂开和鳞片状剥落的缘故，兼之岩石内常有相互交错的裂缝，沿裂缝风化最深，稜角磨得最圆。在悬崖陡坡上的岩石，因风化而发生崩落，裂解下来的石块沿山坡流动，最后在山坡脚下稳定的地方堆积下来，形成上尖下圆的锥形体，称倒石锥。如果是一个平缓的山坡，崩落下来的岩块杂乱地堆积在那里，形成石滩或石海。

岩石发生化学成分的改变分解，称为化学风化。例如，岩石中含铁的矿物受到水和化学风化空气作用，氧化成红褐色的氧化铁；空气中的二氧化碳和水气结合成碳酸，能溶蚀石灰岩；某些矿物吸收水分后体积膨胀；水和岩层中的矿物作用，改变原来矿物的分子结构，形成新矿物。这些作用可使岩石硬度减弱、密度变小或体积膨胀，促使岩石分解。

机械性风化，又称物理风化，是最简单的风化作用，常见的机械性风化的方式有温差风化、冰劈风化、盐类结晶与潮解作用和层裂作用。机械性风化作用是指使岩石发生机械破碎，而没有显著的化学成分变化的作用。

气候寒冷或干燥地区，生物稀少，寒冷地区降水以固态形式为主，干旱区降水很少。以机械性风化作用为主，化学和生物风化为次。岩石破碎，但很少有化学风化形成的粘土矿物，以生物风化为主形成的土壤也很薄。气候潮湿炎热地区，降水量大，生物繁茂，生物的新陈代谢和尸体分解过程产生的大量有机酸，具有较强的腐蚀能力，故化学风化和生物风化都十分强烈，形成大量粘土，在有利的条件下可形成残积矿床。可形成较厚的土壤层。另外地形影响气候，间接影响风化作用。陡坡上，地下水位低，生物较少，以机械性风化为主。地势平坦，受生物影响较大，化学风化作用为主。

机械风化壳又称岩屑型风化壳，是母岩经物理风化破碎而岩石的化学成分未发生改变的由岩屑组成的风化壳。该风化壳物质结构呈上细下粗，与下伏基岩呈过渡关系。它主要分布于寒冷气候区。

地表和接近地表的岩石，在温度变化、水、空气及生物的作用和影响下所发生的破坏作用，称为风化作用。可分成两种主要类型：

1.物理风化作用：是指岩石只发生机械破碎而化学成分未改变的风化作用。物理风化的结果是形成各种碎屑物质。

2.化学风化作用：指岩石在氧、水和溶于水中的各种酸、以及生物的作用下，发生化学分解的风化作用。

3.造岩矿物和岩石在风化过程中的稳定性。

1) 长石类

在物理风化作用下，长石易沿解理面破碎。在化学风化作用下,受各种酸的作用而分解：

长石→ 水云母 K 、Na 、Ca2 → 高岭石（蒙脱石） SiO2→ 蛋白石 三水铝石

不同种类的长石中，钾长石比斜长石稳定，酸性斜长石又较基性斜长石稳定。

2）铁镁矿物

这类矿物的稳定性较低，其中以橄榄石最易风化，辉石次之，再其次是角闪石。在化学风化作用下，尤其是在碳酸的作用下，这类矿物首先分解出Ca2 、Mg2 、Fe2 阳离子，形成重碳酸盐，溶于水中被带走；在氧化作用下,这类矿物中的低价铁氧化成高价铁，形成含水的氧化铁矿物而残积在风化地区、故其风化产物多呈红色、褐色及棕色。

3）石英

为最稳定的造岩矿物，在风化过程中几乎只发生机械破碎，不易发生溶解。

4)云母类

白云母稳定性较黑云母高，故在沉积岩中前者较常见。白云母在化学风化作用下可以分解而转变成为水云母以至高岭石；黑云母风化后形成含水的氧化铁矿物及粘土矿物，其部分阳离子则被淋滤。

5）粘土矿物

为沉积岩的重要造岩矿物。由于此类矿物是在地表条件下形成的，故在一般风化作用下只发生机械破碎，而无化学分解现象。

6）碳酸盐矿物

主要为方解石和白云石。这类矿物在酸性水中极易溶解，而在极干燥的气候条件下，可由物理风化作用破碎成碳酸盐碎屑。

岩石的风化及影响因素

1）矿物成分， 2）结构构造， 3）气候条件

岩石破碎 →Ca、Na、Mg、K带出→ 水云母或蒙脱石 → 高岭石 →含水氧化铁 蛋白石 铝土矿。

风化产物

母岩风化后形成的产物按其性质可分为三类：

1）碎屑物质 这是母岩机械破碎的产物。

2）不溶残余物质 是母岩在分解过程中新生成的矿物。

3）溶解物质 在化学风化过程中，母岩中活泼性较大的金属元素分解出来溶于水中，组成真溶液或胶体。2100433B

剥蚀与风化作用在大自然中相辅相成，只有当岩石被风化后，才易被剥蚀。而当岩石被剥蚀后，才能露出新鲜的岩石，使之继续风化。风化产物的搬运是剥蚀作用的主要体现。当岩屑随着搬运介质，如风或水等流动时，会对地表、河床及湖岸带产生侵蚀。这样也就产生更多的碎屑，为沉积作用提供了物质条件。

风化岩划分为未风化岩、微风化岩、中等风化岩、强风化岩、全风化岩与残积土。

2100433B