【打卡人】钅一司
【打卡始于】2023年12月03日
【日精进打卡第11天】2023年12月13日
【今日读书】自然地理学
【作者】伍光和
【用时】20分
【读书摘抄】
一、风化作用
地表岩石与矿物在太阳辐射、大气、水和生物参与下理化性质发生变化，颗粒细化、矿物成分改变，从而形成新物质的过程，称为风化过程或风化作用。风化是剥蚀的先驱，对地貌的形成、发展与地表夷平起着促进和推动作用。
（一）风化作用的类型
1. 物理风化
物理风化又称机械风化或崩解。顾名思义，这是一个岩石由整体破裂为碎屑，裂隙、孔隙和比面积增加，物理性质发生显著变化而化学性质不变的过程。岩石形成过程中必然产生一些裂隙和节理，在其经过构造变动或上覆岩石被剥蚀而露出地面时，
① 负荷及应力发生变化，裂隙、节理扩大；
② 太阳辐射增温与昼夜温度变化造成岩石热胀冷缩，但不同矿物胀缩不均匀；
③岩石表面干湿变化及水的相态变化可造成岩石胀裂或劈裂；
④ 裂隙中的盐类发生结晶；
⑤ 植物根系对岩石的挤压和穿透，动物挖掘洞穴等，都可对地表岩石造成机械破坏，使之层层剥离。
所有这些都属物理风化范畴。
2. 化学风化
化学风化是指岩石在大气、水与生物作用下发生分解进而形成化学组成与性质不同的新物质的过程。岩石中的矿物从生成环境转入地表时将失去稳定性，沿裂隙、节理发生水化、水解、溶解和氧化作用。水化作用的实质是岩石矿物吸收水分后转变为含水矿物，体积膨胀，硬度降低，抵抗能力削弱并对周围岩石产生压力。如硬石膏经水化变为石膏体积增大30%，不仅本身易破碎，周围岩石受压也易破裂。水解作用是水体进入地表岩石，水中的氢离子与矿物中的盐基离子发生交换形成可溶性盐类，即矿物遇水分解的过程。如正长石经水解形成高岭土、SiO2，溶胶和离子溶液K,
溶解作用是指岩石中的无机矿物不同程度溶解于水中并被带走，难溶物质残留原地、岩石孔隙度增加、强度降低的过程。氧化作用则指矿物被大气游离、水体溶解氧氧化，形成高价化合物的过程，如黄铁矿在湿润条件下的氧化铁、硫均被氧化，而硫酸将进一步形成各种硫酸盐。
上述过程往往同时进行，且效果相同，即破坏原有岩石矿物，部分活泼元素分离并流失，较稳定者形成新的黏土矿物。化学风化强度取决于温度、湿度与水溶液的pH。气候炎热潮湿及水溶液呈酸性等条件有利于化学风化。
3. 生物在化学风化中的作用
生物不仅参与岩石的物理风化，在化学风化中也起着重要作用。例如，植物光合作用产生氧，动植物呼吸作用释放二氧化碳，为化学风化提供了反应剂；植物根系的分泌与吸收作用可促进矿物分解与元素迁移，生物残体分解过程中形成的可溶性化合物可促进化学风化；微生物参与矿物元素的氧化、还原和淋滤，均对化学风化有促进作用。
（二）风化壳
风化作用的残留矿物、次生矿物及可溶性物质统称风化产物。残留矿物是化学性质较稳定因而未经化学风化的物质，由自然元素、氧化物或硅酸盐构成的矿屑与岩屑，如金、铂、金刚石、石英、金红石、磁铁矿、铬铁矿、绿石、锆石与白云母等。显然，在物理风化占优势而化学风化微弱的干旱、半干旱和高寒气候条件下，残留矿物应是风化产物的主体。次生矿物以黏土矿物及铁铝含水氧化物最为常见。伊利石或为黏土状水化云母，或为水云母与蒙脱石的混合物，是半湿润、半干旱区淋溶作用弱或富钾母岩风化形成的稳定产物。蒙脱石与伊利石在气候转湿或地表积水情况下，均可继续风化为高岭土。
铁的含水氧化物中最常见者是褐铁矿，实际上是多种氧化铁与黏土的混合物。铝的含水氧化物可直接由基性与中性岩石风化形成。在湿热气候下，铁铝氧化物分布广泛，一些地方还形成了铝土矿层。可溶性物质包括矿物分解时释放的溶解物质与形成难溶次生矿物时多余的溶解物质，常呈离子或胶体形式随水流失。
风化产物是土壤形成的物质基础，某些风化产物还可形成风化矿床。
1. 风化壳的基本特征
风化产物虽经风化与剥蚀而依然残留原地覆盖于母岩表面者，即是风化壳或称残积物。也有人把被搬运后再堆积的风化产物称堆积风化壳。风化壳尤其是厚层风化壳的形成必须具有两个基本条件：一是有利于风化作用持续进行的气候、岩性和构造条件，如高温多雨，温度较差大，岩石多节理、裂隙，构造破裂显著等；二是有利于风化产物残留原地的地貌、植被、水文与水文地质条件，如地势起伏和缓，地貌较稳定，植被覆盖度高，地表流水侵蚀较弱，地下水流动显著且地下水位较低等。
风化壳的基本特征主要有：
① 由于各地风化作用强度与风化产物就地残留的条件不同，风化壳空间分布上呈不连续性，厚度差异也很大，厚者可达100~200 m，薄者不足1m；
②组成物质以黏土和碎屑主，也可包括少量残存液体；
③结构疏松，表层分散性强，分解程度高，粒径细，中下层相反，但不具有类似沉积岩的层理；
④发育和保存均较好的风化壳，可以划分强度风化、中度风化和微风化三个层带。
以红色风化壳为例，强度风化带氧化作用强，代表性稳定矿物铁铝氧化物，黏土矿物主要是高岭土，颜色棕红、有新生块体和铁质化现象。中度风化带位于强度风化带之下，水呈垂直运动，氧化及淋滤作用较弱，但水解作用强，为高岭土及过渡性黏土矿物组成的夹碎屑黏土层。微风化带接近母岩并为潜水层，水化和淋滤作用强，黏土矿物以水云母、绿泥石为主，本质上仍属疏松岩石。
2. 风化壳基本类型及其分布
高温多雨的热带、亚热带地区，风化作用可全年进行，矿物分解最彻底，风化壳厚度最大，代表性风化产物为铁锰氢氧化物、铝的氢氧化物和高岭土类新生黏土矿物，K、Na、Ca、Mg 和SiO，淋失强烈。富铝型酸性风化壳和硅铝铁型酸性风化壳典型的风化壳类型。前者主要分布于热带，铝、铁高度富集，并可形成铁、镍风化矿床。后者广泛分布于热带、亚热带，铝、铁分离不及前者显著，硅与铝形成高岭士类黏士矿物。以花岗岩为母岩的风化壳常形成优质高岭土及稀土元案风化矿床，以石灰岩石为母岩的风化壳则质黏、少硅、多铝，下层含钙质。
温带森林带的水热状况均不如热带、亚热带，水分循环、生物循环、淋滤作用相对减弱，仅碱金属与碱土金属淋失较强，其他阳离子很少淋失，总体上属中度化学风化、代表性产物为高岭土类黏土矿物。风化壳较薄，含褐铁矿、颜色棕或黄，多属硅铝黏土型弱酸性风化壳类型。
半湿润、半干旱森林草原与草原带淋溶作用较弱，水的垂直运动自上而下与自下而上交替进行，广泛发育碳酸盐型中性至微碱性风化壳，色浅，层薄，含钙质、硅铝铁氧化物、蒙脱石类黏土矿物、黄土和少量岩屑，化学风化轻至中度。
干早区化学风化更弱而物理风化增强，仅有氯离子、部分阳离子与硫酸根离子流失，钙镁碳酸盐聚积显著并十分稳定，主要黏土矿物为伊利石与蒙脱石。风化壳色浅，层更薄，多碎屑，富盐类，呈碱性。
高寒区与极旱荒漠区物理风化占统治地位而化学风化极微弱，典型风化壳为残积粗岩屑型风化売。
