physical weathering
(1)定义:地表 岩石发生机械破碎而不改变其化学成分,也不形成新矿物的作用称为物理 风化作用概述。
(2)产物:岩石碎屑、 矿物碎屑
(3)方式和类型
(1) 热力风化作用
岩石为热的不良导体,白天升温、晚上降温,导致内部温度的差异,使岩石内部产生引张力,使岩石产生裂缝;
岩石是不同矿物的集合体,不同矿物的热膨胀系数不同,岩石升温产生不均匀膨胀,使岩石产生裂缝。
既是同种矿物,由于矿物排列的方向不同,也会产生差异膨胀,从而导致岩石开裂。
结果使岩石层层剥落
2)冰劈(冰楔)作用
孔隙中的水结冰膨胀撑裂岩石,水结冰时,体积增加 9% 左右,所产生的压强可达 2000kg /cm2 。
3)盐分结晶的撑裂作用
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。
4)岩石卸荷而引起的剥离作用
上覆岩石剥去后,压力减低,下伏岩石膨胀产生层裂
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。
石材在开采前和使用后,因受自然环境冷热、雨雪、雾霜、 辐射、 地震等交替进行,使 岩石的颗粒结构之间发生断裂、移位、拉开、折皱等形态变化,而局部的变化由表面逐渐向里,由小变大,由边部到中心、由粗变细,终使石材变成松散、破碎状态。
红色砂页岩物理风化
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。以物理风化作用为主,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。
地形条件
地形影响气候,间接影响风化作用;另一方面,陡坡上,地下水位低,生物较少,以物理风化为主. 地势平坦,受生物影响较大,化学风化作用为主。
岩石性质
成分
(1)岩浆岩比变质岩和沉积岩易于风化。岩浆形成于高温高压,矿物质种类多(内部矿物抗风化能力差异大).
(2) 岩浆岩中基性岩比酸性岩易于风化,基性岩中暗色矿物较多,颜色深,易于吸热、散热.
(3) 沉积岩易溶岩石(如石膏、碳酸盐类等岩石)比其它沉积岩易于风化.
差异风化:在相同的条件下,不同矿物组成的岩块由于风化速度不等,岩石表面凹凸不平; 或由不同岩性组成的岩层,抗风化能力弱的岩层形成相互平行的沟槽,砂岩、页岩互层,页岩呈沟槽。
岩石的结构构造
岩石结构较疏松的易于风化;不等粒易于风化,粒度粗者较细者易于风化;构造破碎带易于风化,往往形成洼地或沟谷。