风化作用。风化作用的定义和类型
风化的定义
这是长期暴露在环境中的岩石、矿物和人工材料的自然分解过程。当这些粒子被重力、水、冰、风等移动时,就被称为侵蚀。简而言之,当一个粒子因化学或物理过程而松散时,但是不移动它被称为风化.当粒子移动它被称为侵蚀.它是一个通用术语,适用于引起岩石物理崩解和化学分解的所有过程的联合作用。
或
它是削弱岩石和产生岩石废料或土壤覆盖的过程。当岩石和矿物与大气、有机生命和具有自杀倾向的水接触时,风化作用就发生了。风化作用的基本特征是就地影响岩石,而不涉及材料的运输。
影响岩石风化的因素有:
- 降雨的一部分总是会剪断覆盖在岩石上的土壤,并通过溶解岩石颗粒而使其松散。
- 冰霜作用也发生在岩石的空间,导致岩石崩解和分裂成碎片。
- 岩石内部也发生化学反应,导致岩石松动。
- 地球表面缓慢的构造和破坏的地质过程已经进行了数百万年,因为地球已经足够古老,已经被风化和侵蚀完全夷为平地。影响岩石风化的因素。
岩石风化受以下参数的影响较大。
类型的风化
根据风化作用的机理和成因,风化作用可分为三大类
- 物理风化作用
- 化学风化作用
- 机械风化
1.物理风化作用:
在岩石的机械分解和破碎中形成更小的颗粒。在物理风化过程中,风化产物的组成保持不变。物理风化也称机械风化,可能发生的原因如下:
- 高速风
- 热应力
- 冻融
- 压力释放
- 液压操作
- 盐晶体生长
- 生物
1.高速风
高速的风引起表面物质的侵蚀
2.热应力
热应力是由反复加热和冷却引起的。在沙漠中,白天的温度更大,导致身体膨胀,而在夜间温度下降,导致收缩,最终导致岩石破裂。岩体的加热和冷却是由于温度的每日变化而发生的。岩石受热膨胀,冷却收缩。这种反复的加热和冷却有助于岩石产生裂缝,岩石将会解体。
3.冻融
水分或水在结冰时渗透到裂缝中,它膨胀,造成应力和岩石破裂。岩石裂缝中水的冻结往往会使岩石崩解,因为水的体积增加到实际体积的1-11倍。它对有裂缝的墙壁施加很大的压力。在这个过程中,有棱角的岩石碎片从岩石主体上脱落,造成物理风化。
4.压力释放
当一些材料从表面移走时,荷载就减少了,下面的物体就会膨胀而导致开裂。
5.液压操作
水从能量满波时撞击岩石造成侵蚀。
6.盐晶体生长
当盐溶液渗入岩石的裂缝和节理并蒸发时,就会留下盐晶体。这些盐晶体在受热时膨胀,从而对封闭岩石施加压力。在物理风化作用中,破碎的颗粒具有与母质相同的性质.
7.生物
植物和昆虫,如蚯蚓、蚂蚁、白蚁和蛇,在物理风化中扮演着重要的角色,因为它们将岩石转化为土壤以获取食物。植物也生长在岩石的节理和裂缝中,把它们推得更远。同样地,人类也通过修建道路、建造大坝和水库来挖隧道和矿井等来破坏岩石。
2.化学风化:
这是一种风化作用类型,在这种风化作用中,岩石矿物受到水、氧或溶解在水中的碱性或酸性物质的侵蚀。岩石矿物的化学结构被改变,粘土矿物就是这样形成的。化学风化可能发生由于以下过程和反应
- 解散和碳化
- 水合作用
- 水解
- 氧化
在化学风化过程中,破碎的颗粒与母质组成不同,并转化成不同的物质
1)溶解和碳化作用
- 在未受污染的环境中,降雨pH值约为5.6。
- 当大气中存在二氧化硫和氮氧化物等气体时,就会发生酸雨。
- 这些氧化物与雨水发生反应,产生更强的酸,并将pH值降低到4.5甚至3.0,导致其所落岩石的溶解风化。
- 当雨水与二氧化碳或有机酸结合时,它会形成一种弱碳酸,与碳酸钙(岩石)反应,形成碳酸氢钙。
- 这一过程随着温度的降低而加快,因为较冷的水含有更多的溶解的二氧化碳气体
2)水化
在这个过程中,岩石矿物吸收水分并膨胀,产生的应力导致岩石的崩解。
氧化铁+水—>氧化铁(体积增大)
硬石膏+水—>石膏(体积增大)
无水石膏是未水化硫酸钙.
石膏是水合硫酸钙
3)水解
在这个过程中,岩石中的矿物质(硅酸盐和碳酸盐)和雨水中的氢(H+)之间发生化学反应。
4)氧化
在这个过程中,氧气与水和岩石中的矿物质如铁、钙和镁结合,形成氧化物。当铁与氧反应时,就会形成红褐色的氧化铁。氧化铁外壳很容易碎裂,使岩石变弱。这个过程通常被称为生锈
铁+氧——>铁氧化物(Crumbles)
3.机械风化
它是指岩石被物理或机械力量破坏。
冻楔和冻胀
水进入裂缝,结冰时膨胀,压力使岩石破裂。裂缝和裂缝中水的交替冻融促进了岩石的崩解(水在冻结时膨胀约9%)
去死皮
由于火成岩(形成于地壳)的压力释放,岩层像洋葱一样剥落。
热膨胀
岩石的反复加热和冷却将引起应力和破裂-温度变化的每日循环削弱岩石
有机活动
植物和动物对物料进行物理分解和/或运输,例如在裂缝中生长的植物根、穴居动物
母岩中的矿物没有变化
结果是一种原生岩石矿物,它是大多数砂和砾石的组成部分
岩石风化是一个复杂的过程,取决于多种因素,包括:
- 气候-风,雨,霜和温度
- 地形(例如,涝谷的风化程度比高原更深)
- 岩石结构(例如,断层、节理等的存在会导致冻融循环导致岩石破裂)
- 岩石类型(例如,各种矿物的优势决定了风化能力)
看着气候
- 机械风化(由于冻融和冷热循环)明显取决于气候
- 化学风化也强烈地依赖于气候,因为这种形式的风化主要在湿度和降雨量相对较高的地区