01 概念

概念： 風化作用指地表或接近地表的巖石 ， 在溫度、水、大氣、生物等因素的作用下原地發生的破壞作用。

概念辨析：風化作用和侵蝕作用

風化 作用最常見的結果是完整的大塊巖石 破碎 成眾多的碎屑 殘留原地 。

侵蝕 作用強調的是外力使 物質 發生 遷移 而 變少 的作用。

02 分類

一、物理風化

晝夜溫差 較大 ，令巖石反復發生熱脹冷縮逐漸破碎水分,得以深入巖石裂隙，并在凍結后體積膨脹，使巖石進一步破碎，物理風化作用的結果：使巖石更加破碎。

高山上的巖石分解為礫石和沙粒，被統稱為 碎屑物質（即風化殼）

巖石物理風化，有四種最常見的方式：即溫差風化與 凍融（冰劈）風化， 鹽類風化和層裂風化作用

1.溫差風化

巖石是熱的不良導體。由于溫度變化（晝夜變化和季節變化），巖石表層與內部受熱不均，產生差異膨脹和收縮，容易崩解破碎。

巖石由各種礦物組成，不同礦物膨脹和收縮系數不一樣，在溫度變化時不同礦物的差異膨脹和收縮也會加速巖石的破碎。

在溫度對巖石的破壞作用中，溫度變化的幅度愈大，頻率越高，破壞就愈迅速；反之，破壞減慢。

一般來說，氣溫的晝夜變化比季節性變化對巖石的影響要大，炎熱夏天的暴雨對巖石的破壞特別明顯，森林火災的高溫對巖石的破壞也有重要影響。

2.凍融（冰劈）風化

巖石裂隙中的水凍結成冰，使巖石受撐而破裂的作用。

滲入巖石裂隙的水，在氣溫降到0℃以下時結成冰，體積膨脹。當氣溫回升到0℃以上，冰融化為水，滲入新裂開的部位。氣溫在0℃上下波動，凍結-融化反復發生，最后巖石裂為碎塊。

3.鹽類風化（結晶、潮解）

在干旱、半干旱氣候區，蒸發量大，巖石裂縫中的含鹽溶液易于飽和而結晶，結晶時體積增大，對兩壁也施加壓力。

當空氣濕度增加時，已結晶的鹽類又潮解為溶液，進一步滲入巖石內部。

鹽類的結晶-潮解反復進行，使巖石破裂。

4.層裂風化作用

又稱卸載作用。地下的巖石恒處于上覆的巖石壓力之下，上覆巖石一旦剝去，壓力就會解除，原處于地下的巖石便發生向上或向外的膨脹，形成一系列平行于地面的裂隙。

這種作用常見于花崗巖等塊狀巖石的出露地區。

二、化學風化

化學風化作用的 結果 ：改變了巖石的 化學成分

1.溶解作用

許多巖石因含有方解石、石膏、石鹽等溶解度大的礦物容易被溶解。易溶物質的流失將導致巖石空隙增大，堅實程度降低，直至完全解體，只殘留一部分難溶礦物。

影響溶解度的因素主要是溫度、壓力、pH值。溫度升高則礦物的溶解度增大，故熱帶地區巖石的風化速度較快。

2.水化作用

有些礦物能夠吸收一定數量的水并加入到礦物晶格中，轉變成含水的礦物，稱為水化作用。

3.水解作用

弱酸強堿鹽或強酸弱堿鹽遇水會解離成為帶不同電荷的離子，這些離子分別與水中的H+和OH-發生反應，形成含OH-的新礦物，稱為水解作用。大部分造巖礦物屬于硅酸鹽或鋁硅酸鹽類，是弱酸強堿鹽，易發生水解。

4.碳酸化作用

溶于水中的CO2形成CO32-和HCO3-離子，它們能奪取鹽類礦物中的K、Na、Ca等金屬離子，結合成易溶的碳酸鹽而隨水遷移，使原有礦物分解，這種變化稱為碳酸化作用。

5.氧化作用

表現為兩個方面：一是礦物中的某種元素與氧結合，形成新礦物；另一是許多變價元素在缺氧的成巖條件下是以低價形式出現在礦物中的，當進入地表富氧的條件時，容易轉變成高價元素的化合物，導致原有礦物的解體。

三、生物風化

生物風化是由生物活動所引起的。

植根于巖石裂隙中的植物根須不斷變粗、變長和增多，像楔子一樣對裂隙兩壁施加壓力，劈裂巖石，稱為根劈作用。這是生物的機械破壞作用，極為常見。

生物的新陳代謝及生物遺體腐爛分解，引起巖石的解離，是生物的化學破壞作用。生物在新陳代謝過程中，從土壤和巖石中吸取養分，同時也分泌有機酸、碳酸、硝酸等酸類物質以分解礦物，促使礦物中一些活潑的金屬陽離子游離出來。一部分供生物吸收，一部分隨水流失。如山區基巖上生長的藍綠藻、苔蘚與地衣等，均能夠分泌有機酸與CO2。

03 影響因素

影響風化作用的因素主要有氣候、植被、地形和巖石特征等方面。

一、 氣候和植被氣候因素

包括溫度、降雨量和濕度，它們是控制風化作用的重要因素。

溫度一方面通過控制化學反應速度來控制化學風化作用的進行，另一方面又直接影響物理風化作用，如溫差風化、冰劈作用。降雨量和濕度則是通過介質的溫度變化、水溶液成分的變化、植被的生長來影響物理、化學和生物的風化作用。

在地表的不同氣候帶，氣候條件相差很大。

在兩極及高寒地區， 氣溫低，植被稀少，地表水以固態的形式存在為主，所以在該地區以物理風化作用為主，尤以 冰劈作用盛行 為特征，而化學風化作用和生物風化作用很弱。

在干旱的沙漠地帶， 植被稀少，氣溫日、月變化大，降雨量少，空氣干燥，所以化學風化作用和生物風化作用非常之弱，而以 物理風化作用為主 ，如溫差風化、鹽類的結晶和潮解作用是這些地區風化作用的主要形式。

在低緯度的炎熱潮濕氣候區， 雨量充沛，植被茂盛，溫度高，空氣潮濕，所以化學反應的速度較快，故 化學風化作用和生物風化作用顯著 ，風化作用的深度往往達數米。如果這些地區氣候在較長時間內保持穩定，巖石的分解作用便能向縱深方向發展，形成巨厚的風化產物。這種氣候條件也是形成風化礦產——鋁土礦最有利的條件。

由極地到熱帶風化作用變化略圖

植被對風化作用的影響表現在兩個方面：

一方面直接影響生物風化作用，埴被茂盛生物風化作用強烈，而植被稀少的地方生物風化作用就弱;

另一方面又間接地影響物理風化作用和化學風化作用過程。

實際上植被對風化作用的影響與氣候條件是分不開的，氣候潮濕炎熱，植被茂盛 ； 而干旱、寒冷，植被稀少。

氣候和植被對土壤的影響最為顯著，不同的氣候帶都有其典型的土壤類型，當氣候條件發生改變時，土壤類型也隨之發生改變，因此有人把土壤稱為“氣候的函數”。

如在寒冷潮濕的苔原氣候帶常形成冰沼土，在熱帶和溫帶的荒漠地區形成荒漠土，在溫帶落葉闊葉森地區形成棕壤和褐土。

二、地形

地形條件包括三個方面：一是地勢的高度，二是地勢起伏，三是山坡的方向。

1.地勢的高度

影響氣候的局部變化，中低緯度的高山區具有明顯的氣候垂直分帶，山腳氣候炎熱，而山頂氣候寒冷，植被特征也不一樣，因而影響風化作用的類型和速度。在我國云南的大部分地區這種現象很明顯。

2.地勢的陡緩

影響地下水位、植被發育及風化產物的保存，因而也影響風化作用的進行。

地勢較陡的地區，地下水位低、植被較少，風化產物不易保存，使基巖不斷裸露，從而加速了風化作用的進行。

3.陽坡、陰坡

陽坡、陰坡的風化作用類型和強度也不一樣。陽坡日照時間長，濕度較高，植被較多，所以風化作用較強烈。

如喜馬拉雅山南坡面臨印度洋，氣候炎熱、潮濕，化學和生物風化作用很強烈，而北坡干、冷，主要發育物理風化作用。

三、巖石特征

巖石特征對風化作用的影響包括巖石的成分、結構、構造和裂隙。

1.巖石成分不同的礦物具有不同的抗風化能力，那么由不同礦物組成的巖石其抗風化能力也就不同。

如由橄欖石、輝石、長石等組成的巖漿巖容易風化，而由石英砂顆粒組成的沉積巖抗風化能力就很強。因此，抗風化能力較弱的礦物組成的巖石被風化后而形成凹坑，而抗風化能力強的組分相對凸出，在巖石表面就出現凹凸不平的現象，這稱差異風化作用。

2.巖石的結構、構造組成巖石的礦物粒徑、分布特征、膠結程度及層理對風化作用的速度和強度都有明顯的影響。

在其它條件相同的情況下，由細粒、等粒礦物組成及膠結好的巖石抗風化能力較強，風化速度較慢。

3.裂隙巖石的裂隙發育使巖石與水溶液、空氣的接觸面積增大，增強水溶液的流通性，從而促進風化作用的進行。

如果一些巖石的礦物分布均勻，如砂巖、花崗巖、玄武巖等，并發育有三組近于互相垂直的裂隙，把巖石切成許多大小不等的立方形巖塊，在巖塊的棱和角處自由表面積大，易受溫度、水溶液、氣體等因素的作用而風化破壞掉，經一段時間風化后，巖塊的棱、角消失，在巖石的表面形成大大小小的球體或橢球體，這種現象稱球形風化作用。

04 風化作用塑造的地貌

一、高山流石灘

在我國西部很多高山地區，在林線和雪線之間存在一個特殊的地帶——高山流石灘。

林線和雪線所在的高海拔地區，物理風化作用強烈，巖石崩解形成巖石碎塊在重力和潛流作用下沿陡峭的山坡慢慢滑動，形成扇形的碎石坡——流石灘。

二、花崗巖球狀風化形成石蛋

三、風化殼

風化作用形成的疏松碎屑覆蓋在地表形成風化殼。

一般而言，氣候濕熱的地區，化學風化和生物風化作用強，風化速度快，風化殼厚，熱帶雨林地區風化殼是最厚的；

氣候干旱寒冷的地區，盡管物理風化作用強烈，但風化速度沒有氣候濕熱地區的化學風化速度快，因而風化殼薄。