风化作用
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风化作用
风化壳类型：硅铝-碳酸盐型风化壳
特点：温带半干旱，有机酸起积极作用，碱金属元 素析出和碳酸盐的富集（主要是CaCO3）
温带 半干旱气候
标志性矿物：方解石、白云石、高岭石、蒙脱石。
/wikipedia/commons/e/ef/China_100.78713E_35.63718N.jpg
寒带气候
风化壳类型：岩屑（或机械）型风化壳 特点：气候严寒，岩石受微弱化学和生物化学作用 破坏，元素迁移作用弱，以机械破坏为主。 高山 高寒气候
标志性矿物：经轻微化学变化的岩石。
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4. 水解作用：在水中电离的矿物阴离子或阳离子与H2O离解成的H+和OH-相
互结合，生成难电离的弱电解质的过程。水解作用反应不可逆，通常是水中的 H+臵换矿物中碱金属离子，因此，发生水解作用的矿物主要是弱酸强碱盐组成 的矿物。水解作用导致矿物分解和岩石破坏，在表生地球化学中具有重 要意义。
Mg2SiO4+ 4H2O
可迁移的元素 略可迁移的元素
实际不可迁移的元素
Al、Fe、Ti
SiO2（石英）
受气候控制，迁移能力与温度和湿度成正比
岩石矿物的抗风化能力：与矿物自身化学性质、元素组成、形成环境及其颜色
有关。
矿物抗风化能力的规律：
自然元素 > 氧化物、 氢氧化合物 > 硅酸盐、 硫化物 > 硫酸盐、卤化物
岩石抗风化能力的规律：
2. 氧化作用：矿物与大气或水中的游离态氧发生反应，生成氧化物的作用。
铁帽
赤铁矿
针铁矿
氧化作用所能达到的地带，称为氧化带，深度随岩石性质、裂隙发育程度和地 下水情况而异。
第四章 风化作用
理条件和组成岩石的矿物性质。
一、气候条件 二、地形条件 三、岩石性质（成分、结构、构造）
一、气候对风化作用的影响
主要影响地表的温度、降水量和生物的繁衍。
1.气候寒冷或干燥地区，生物、植被稀少，降水很少。以物
理风化作用为主。化学风化作用较缓慢和微弱，岩石常风化 成具棱角状的粗大碎屑。 2.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，岩石遭受风化的程度较 深，深达数十米以下的岩石斗可能收到风化破坏。
2. 水化作用 有些矿物吸引一定数量的水，形成含水分子的新矿物。 硬石膏（CaSO4）+2H2O-->石膏(CaSO4.2H2O)
2. 溶解作用
二、化学风化
3.水解作用 水和矿物相结合的一种化学反应。水解作用的实质是矿物与水的 电离产物(H+及OH-)作用，形成易溶于水的氢氧化物，从而从矿 物中脱离出来，因而可使岩石发生破坏。 钾长石+H2O-->高岭石+Sio2+KOH 4.碳酸化作用 当水中溶有CO2时，结合形成碳酸离解为H和(Hco3)，易于金 属离子K、Na、Ca结合形成碳酸盐，这种作用称为碳酸化作用。 硅酸盐矿物经碳酸化作用其中碱金属变成碳酸盐随水流失，如花 岗岩中的正长石受到长期碳酸化作用时，则发生如下反应： 钾长石+H2O+Co2 -->高岭石+Sio2+碳酸钾
二、化学风化 5.氧化作用
大气圈中氧含量为 20．1％。当岩石和矿物 暴露于地表或位于地表层 时，与氧充分接触，发生 一系列氧化反应。
二、化学风化
黄铁矿氧化后可 变成褐铁矿
第二节 风化作用的方式
10----风化作用分析
C. 化学风化晚期阶段——Si作为一种胶体也被淋溶，剩 余Al和Fe的化合物，此阶段也叫富Al、Fe阶段，产物称 为富Al、Fe残积层〔风化壳〕；
4)、化学风化作用的产物
固态产物：褐铁矿和粘土矿物〔包括高岭石〕，前者 为黄褐色，后者为灰白色。二者混合形成红土。这是 热带、亚热带地区多数岩石经化学风化后残留原地的 产物，即残积物。
2、生物化学风化 菌类〔微生物〕作用产生酸性物质分解
岩石。该作用参与形成矿物质和有机质共 存的新物质——土壤。
其次节 制约岩石风化性质与特性的因素
一、气侯条件 二、地形地貌条件 三、岩石的特征 四、地壳运动 五、人类活动
一、气候因素
温度——温差大、冷热变化频繁利于物 理风化；温度变化对岩石在水中的溶解 度和化学反响速度、水溶液浓度有较大
在金属硫化物矿床的上部，常发育以褐铁矿为主的残 积物，称为铁帽。它往往被作为查找地下隐伏的金属 硫化物矿床的找矿标志。
三、生物风化作用
生物作用使岩石在原地发生破坏的过程。 包括：生物物理风化、生物化学风化。
1、生物物理风化 生物活动参与下的机械破坏作用：①
根劈；②地下动物把地下岩屑带到地表； ③直接在岩石上打洞 。
spheroidal weathering〔球形风化示意图〕
spheroidal weathering
差异风化：抗风化力气不一的岩石共生 在一起，则抗风化力气强的岩石突出， 抗风化力气弱得凹入，称为～。
四、地壳运动 猛烈上升期：风化速度快，风化壳厚度
不大 稳定期：风化彻底，风化壳厚度大
五、人类活动
1〕 热胀冷缩——温度变化使岩石反复地表里不均地胀 缩，产生垂直、平行于岩石外表的裂隙，彼此脱离，层 层剥落，使岩石裂开。
4)、化学风化作用的产物
固态产物：褐铁矿和粘土矿物〔包括高岭石〕，前者 为黄褐色，后者为灰白色。二者混合形成红土。这是 热带、亚热带地区多数岩石经化学风化后残留原地的 产物，即残积物。
2、生物化学风化 菌类〔微生物〕作用产生酸性物质分解
岩石。该作用参与形成矿物质和有机质共 存的新物质——土壤。
其次节 制约岩石风化性质与特性的因素
一、气侯条件 二、地形地貌条件 三、岩石的特征 四、地壳运动 五、人类活动
一、气候因素
温度——温差大、冷热变化频繁利于物 理风化；温度变化对岩石在水中的溶解 度和化学反响速度、水溶液浓度有较大
在金属硫化物矿床的上部，常发育以褐铁矿为主的残 积物，称为铁帽。它往往被作为查找地下隐伏的金属 硫化物矿床的找矿标志。
三、生物风化作用
生物作用使岩石在原地发生破坏的过程。 包括：生物物理风化、生物化学风化。
1、生物物理风化 生物活动参与下的机械破坏作用：①
根劈；②地下动物把地下岩屑带到地表； ③直接在岩石上打洞 。
spheroidal weathering〔球形风化示意图〕
spheroidal weathering
差异风化：抗风化力气不一的岩石共生 在一起，则抗风化力气强的岩石突出， 抗风化力气弱得凹入，称为～。
四、地壳运动 猛烈上升期：风化速度快，风化壳厚度
不大 稳定期：风化彻底，风化壳厚度大
五、人类活动
1〕 热胀冷缩——温度变化使岩石反复地表里不均地胀 缩，产生垂直、平行于岩石外表的裂隙，彼此脱离，层 层剥落，使岩石裂开。
风化作用_普通地质学
倒石锥
二、残积物 ——岩石风化后在原地残留的物质。
残积物的特征：
1.为残留原地的碎屑物以及新形成的残留下的矿物；
2.岩石碎屑物质大小不均，棱角显著，结构松散， 不具
层理。可在山麓处堆积成倒石锥。其下部可形成 残余砂 矿； 3.可形成覆盖在基岩上的风化壳。
三、风化壳
——在地壳的表层由风化残积物
（钠长石）
（高岭石）
（石英）
三、生物风化作用
---生物活动对岩石造成的物理或化学破坏作用。
（一）生物物理风化作用
1.根劈作用——树根对岩石的劈裂作用 2.穴居动物破坏作用——打洞对岩石造成 的破坏作用
（二）生物化学风化作用
1、生物的新陈代谢作用； 2、生物遗体腐烂分解的产物引起岩石的溶解，从而 破坏岩石。
三、岩石特征
1.岩石成分
岩石抗风化能力的强弱与它所含 矿物成分和数量有密切的关系.
三、岩石特征
1.岩石成分
常见矿物的抗风化能力由小到大的次序为： 方解石 橄榄石 辉石 角闪石 长石 云母 粘土 矿物 石英 单矿物组成的岩石与复矿岩相比，其抗风化能力 更强。
花岗岩风化外貌
2.岩石的结构、构造
致密、坚硬程度越高,岩层厚度越大越难风化
上述三类风化作用在大多数情况下都是相伴而
生，相互影响和促进，共同破坏着岩石。
第八章 风化作用
第一节 风化作用的概念及类型
第二节 影响风化作用的因素
第三节 风化作用产物及风化壳的概念
第二节 影响风化作用的因素
一、气候——通过气温、降水量以及生物繁衍表现出来
高寒、干燥地区：生物稀少、降水呈固态或很少－盛行物理风化作用
1、矿物岩石的热胀冷缩使岩石破坏
第九章 风化作用
采石场中岩石的席理
（2）岩石、矿物的热胀冷缩发生剥离作用 ）岩石、 岩石是热的不良导体，在长期的昼 夜、季节性温差变化的影响下，岩 体表里受热不均，胀缩交替，反复 进行，致使岩体表里间产生裂隙甚 至崩解成碎块。
岩石热胀冷缩导致岩石 破坏过程示意图
（3）岩石空隙中水的冻结与融化引起冰劈作用 ） 冰劈作用——岩石裂隙中的水冻结成冰，使岩石受撑而破裂 的作用。
类型 碎屑型 硅铝—氮化物 硫酸盐型 硅铝—碳酸盐 型
气候条件 寒带及高山 寒冷气候区 干旱气候
标型元素
标型矿物 原生矿物
风化作用程度标志 物理风化形成的碎屑物
Cl、Na、 岩盐、硝石、芒硝、 Na、Ca、Mg析出的形 S(Ca、Mg) 硬石膏等 成氮化物，硫酸盐富集 Ca、Mg （Na） 碳酸盐、芒硝、高 岭石、有时有锰的 氧化物和氢氧化物 及粘土矿物 二氧化硅部分流失、主 要聚集Ca、Mg碳酸盐， Mg、Na元素部分聚集
褐铁矿
黄铁矿
常见的金属硫化物中往往共生 有铁的硫化物,在地表风化形成 残留原地的褐铁矿顶盖,叫“铁 帽”。
（2）溶解作用 ）
水是天然的优良溶剂。水分子是偶极分子，能与偶极型或离子型的分 子相结合。大部分矿物是离子键型化合物,当其与天然水接触时,部分 易溶离子脱离矿物进入水中，呈溶解状态被水带走。矿物的溶解度取 决于矿物的化学特性，以及温度、压力、水中二氧化碳含量和pH值等。 卤化物类、硫酸盐和碳酸盐类矿物为易溶或较易溶矿物，而硅酸盐类 矿物为难溶矿物。溶解作用可以选择性地带走岩石中的易溶矿物，留 下一些空洞；也可以把可溶性单矿物岩溶解殆尽，而难溶物质则残留 原地。 常见矿物的溶解度从大到小顺序为：
影响土壤发育的因素主要是气候和植被。
我国的主要土壤类型
风化作用
二、化学风化
3、水解作用：
K2O· 2O3· Al 6SiO2+nH2O=Al2O3· 2SiO2· 2O+4SiO2· 2O+2KO 2H nH H 正长石 高岭土 蛋白石 Al2O3· 2SiO2· 2O+nH2O=Al2O3· 2O+2SiO2· 2O 2H nH 2H 高岭土 铝土矿
第一节 风化作用的类型
第一节 风化作用的类型
二、化学风化 2、水化作用：岩石中的一些矿物与水接触后，其
分子可以与水分子结合，形成新的含水化合物， 这一过程称为水化作用。如：
CaSO4+2H2O=CaSO4· 2O 2H 硬石膏 石膏 Fe2O3+nH2O= Fe2O3· 2O nH 赤铁矿 褐铁矿
第一节 风化作用的类型
2、生物化学风化：
第一节 风化作用的类型
二、化学风化 • 不同矿物的溶解度
第一节 风化作用的类型
二、化学风化 • 根据溶解度对矿物的分类：
（1）极易溶矿物：K、Na的各种化合物； （2）易溶矿物：Ca、Mg、Fe、Mn、Al的卤化物和 硫酸盐； （3）微溶矿物：Ba、Sr、Zn等的硫酸盐等； （4）难溶矿物：Zn、Ca、Mg等的硅酸盐和Cu、Pb 的碳酸盐； （5）极难溶矿物：Fe、Al等的氢氧化物。
新生盐类形成导致的岩石破碎的过程，称为盐风 化。
• 机制：
第一节 风化作用的类型
一、物理风化 • 实验：
一块花岗岩标本在Na2SiO4溶液浸泡17小时，然后 在1050C下干燥7小时。43次后岩石破碎。
第一节 风化作用的类型
二、化学风化
化学风化的概念：岩石与水、水溶液和空气中
的氧、二氧化碳等接触，由于溶解、水化、水 解、碳酸化以及氧化等作用发生的化学成分和 化学性质的变化， 称为化学风化。 主要有五种类型。
3、水解作用：
K2O· 2O3· Al 6SiO2+nH2O=Al2O3· 2SiO2· 2O+4SiO2· 2O+2KO 2H nH H 正长石 高岭土 蛋白石 Al2O3· 2SiO2· 2O+nH2O=Al2O3· 2O+2SiO2· 2O 2H nH 2H 高岭土 铝土矿
第一节 风化作用的类型
第一节 风化作用的类型
二、化学风化 2、水化作用：岩石中的一些矿物与水接触后，其
分子可以与水分子结合，形成新的含水化合物， 这一过程称为水化作用。如：
CaSO4+2H2O=CaSO4· 2O 2H 硬石膏 石膏 Fe2O3+nH2O= Fe2O3· 2O nH 赤铁矿 褐铁矿
第一节 风化作用的类型
2、生物化学风化：
第一节 风化作用的类型
二、化学风化 • 不同矿物的溶解度
第一节 风化作用的类型
二、化学风化 • 根据溶解度对矿物的分类：
（1）极易溶矿物：K、Na的各种化合物； （2）易溶矿物：Ca、Mg、Fe、Mn、Al的卤化物和 硫酸盐； （3）微溶矿物：Ba、Sr、Zn等的硫酸盐等； （4）难溶矿物：Zn、Ca、Mg等的硅酸盐和Cu、Pb 的碳酸盐； （5）极难溶矿物：Fe、Al等的氢氧化物。
新生盐类形成导致的岩石破碎的过程，称为盐风 化。
• 机制：
第一节 风化作用的类型
一、物理风化 • 实验：
一块花岗岩标本在Na2SiO4溶液浸泡17小时，然后 在1050C下干燥7小时。43次后岩石破碎。
第一节 风化作用的类型
二、化学风化
化学风化的概念：岩石与水、水溶液和空气中
的氧、二氧化碳等接触，由于溶解、水化、水 解、碳酸化以及氧化等作用发生的化学成分和 化学性质的变化， 称为化学风化。 主要有五种类型。
风化作用
有些矿物可被完全溶解： CaCO3 ＋ CO2 ＋ H2O = Ca2＋ ＋ HCO3－
溶洞（贵州）
（3）水化作用： 有些矿物与水起反应，吸收水分子形成新的矿物。
例如：硬石膏与水作用后形成石膏，体积增大60%， 对周围岩石产生很大压力，因而促进了物理的破坏作用。
CaSO4 ＋ 2H2O = CaSO4· 2H2O 硬石膏 石膏
经过水化作用而形成的石膏较硬石膏的 溶解度要大得多，加速了石膏被水的溶解。
（4）水解作用：
矿物与含有自由离子H＋和[OH]－的水作用，能使矿 物的阳离子形成氢氧化物，从矿物中解脱出来，因而 破坏了矿物。 例如：正长石与水作用，可使正长石中的钾形成 KOH溶于水中，正长石最后变为高岭石而被破坏。 4KAlSi3O8 ＋ 6[H ＋ ＋ (OH) － ]=Al4Si4O10(OH)8 ＋ 8SiO2 ＋ 4KOH 正长石 离解水 高岭石
一般的残积土的特征
组织结构全部破坏，已成土状，锹镐易开挖，干钻易钻进，具可 塑
全风化花岗岩的特征
结构基本破坏，但尚可辨认，有残余结构强度，可 用镐挖，干钻可钻进
孔隙水和裂隙水有何特征？
:主要赋存在松散沉积物颗粒间孔隙中的地下水。在堆积平 原和山间盆地内的第四纪地层中分布广泛。是工农业和生活用水 的重要供水水源。孔隙水的分布、补给、径流和排泄决定于沉积 物的类型、地质构造和地貌等。不同成因的沉积物中 ，存在着不 同的孔 隙水 。在山前地带形成的洪积扇内，近山处的卵砾石层中 有巨厚的孔隙潜水含水层；到了平原或盆地内部，由于砂砾层与 粘土层交互成层 ，形成承压孔隙水含水层 。在平原河 流的中 、 下游地区的河床 相的砂砾层中，存在着宽度和厚度不大的带状孔 隙水含水层。在湖泊成因的岸边缘相的粗粒沉积物中，多形成厚 而稳定的层状孔隙水含水层。在冰川消融水搬运分选而形成的冰 水沉积物中，有透水性较好的孔隙水含水层。深层孔隙承压水往 往远离补给区。离补给区越远，补给条件越差，补给量有限，故 深层孔隙承压水的开采应有所节制。 :存在于岩石裂隙中的地下水。与孔隙水相比较，它分布不 均匀，往往无统一的水力联系。是丘陵、山区供水的重要水源， 也是矿坑充水的重要来源。按含水介质裂隙的成因，可分为风化 裂隙水、成岩裂隙水与构造裂隙水。按埋藏条件，可以是潜水或 承压水。按裂隙水的水力联系程度分为风化壳网状裂隙水、层状 裂隙水和脉状裂隙水。与孔隙水比较，裂隙水分布不均匀，水力 联系不好，介质的渗透性具有不均一性与各向异性。
风化作用
• 块状构造的岩石质地相对较为均匀，抗各 种风化作用能力较强。具其他构造的岩石 （如斑杂状、条带状），抗各种风化作用 的能力较弱。
• 节理构造发育的岩石，在节理发育部位较 易受到风化作作用的影响形成洼地和沟谷， X节理发育的块状岩石中球状风化现象十分 常见。
岩性的差 异性风化
温差风化：温度变化引起的物理风化作用
冰劈作用：水的物态变化引起的物理风 化作用
层裂：释荷作用引起的物理风化作用.地下深处岩 石由于上覆岩石被剥蚀掉，使原来深处的岩石出 露地表．当上伏岩石的压力消除，露出地表的岩 石就会产生向上的膨胀，出现一些平等于地面的 裂隙。
盐类结晶：潮解性盐类夜晚吸收水分、熔解，白天 在阳光蒸发下结晶,对岩石有压力交替反复使岩石碎 裂。
分层结构
二、风化壳的类型
1、碎屑风化壳（碎屑残积阶段） 以物理风化为主,化学风化轻微，主
要发生在寒冷的高纬高山冻原带,以冻融风 化为主.
风化产物以岩屑为主,上部强烈风化成 含砾石砂土或细粒砂土,下部变为粗角砾,最 下部过渡为风化裂隙发育的基岩.
2、硅铝-碳酸盐(硫酸盐)风化壳（钙质残积阶段）
主要发生在干旱(荒漠)或温带半干旱(草原)区,以 温差风化为主.是在物理风化作用基础上开始化学风 化时期阶段.
一、风化壳的剖面构造
• 风化壳由于风化作用的不同可由一层或 由数层风化分解程度不同的残积物组成。 由多层残积物组成的风化壳各层间常无 明显界限，一般呈渐变过渡。
• 风化壳由下至上可分为： 基岩、半风化层、残积层和土壤层 （淀积层、淋滤层、腐殖层）构成。
风化壳的分层：
① 土壤 ② 残积层 ③ 半风化岩石 ④ 基岩
2、化学风化作用
岩石在原地由于化学反应使其发生 物理状态和化学成分的变化，形成 新矿物。包括水解、水化、溶解、 氧化、碳酸化作用等。
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图3-1 温度作用引起的岩石崩解过程示意
图3-2 山体表面岩石的崩解碎裂
• （2）裂隙中的冰以及其他结晶体产生的膨胀应力引起的劈裂作用 （除冰以外，硫酸钙结晶体也有很强的膨胀作用）。一旦岩石中出 现了细微裂隙，大气降水就会渗入其中，水分的进入或者会在低温 时形成冰楔体沿裂缝两侧挤压岩石，或者与岩石中的某些物质反应 形成结晶膨胀体挤压岩石，使岩石中原有的裂缝加宽、增长，并为 更多水分进入岩体内部创造了条件，逐步使岩石风化崩解。 • （3）岩体因卸荷而引起的膨胀崩解。随着上覆岩石不断被风化剥 蚀，原来处于地层深处的岩体距地表面愈来愈近，上覆重力愈来愈 小，在重力卸荷作用下，岩体会产生明显上弹（膨胀），严重时就 会产生成经历了漫长的地质历史过程。裸露于地表的岩石在温度和湿度 不断发生变化的过程中反复产生不均匀的膨胀和收缩，并在此过程中产 生了大量的裂隙。裂隙的产生为大气水和植物根系进入岩体内部提供了 可能。进入岩体裂隙的大气水或凝结水在气温进一步下降时结冰膨胀， 加之植物根系的生长、发育，劈裂作用使裂隙进一步扩展，并最终使原 来完整的岩石崩解、碎裂。风、霜、雨、雪的侵蚀和重力作用使已经变 得十分破碎的表面岩石剥离，上述作用进一步向内部岩体中发展。 • 被剥离的岩石碎块、岩屑等在雨、雪水流、风力等的夹带下向别处搬运 ，并在地壳相对下降的地方堆积起来。在搬运过程中，土颗粒进一步破 碎分散，并使其中较大的颗粒变得浑圆光滑。与此同时，空气中的二氧 化碳、氧气、二氧化流及地表水和地下水还会在与岩石及岩石颗粒的直 接接触过程中发生一系列的化学反应，从而生成新的矿物。上述作用会 使已经破碎的岩石颗粒变得更加细小甚至非常细小。以上就是岩石风化 成土的过程。 • 我们将裸露于地壳表面的基岩或裂隙面附近的岩石在各种外力地质作用 下产生的崩解、碎裂和变质通称为岩石的风化；将被风化的岩石在风、 雨及重力等的作用下从岩石母体上剥落成为破碎状的岩石块体或者岩屑 的过程称之为剥蚀。
• 一、物理风化作用 • 一切只改变岩石的完整性或改变已碎裂的岩石颗粒大小和形状 ，而未能产生新矿物的风化作用（含植物根系的劈裂作用以及 搬运过程中的破碎、磨圆过程）称为物理风化作用或机械风化 作用。 • 二、物理风化作用的类型 • 通过对物理风化的进一步研究可以得到，物理风化作用可被细 分为以下类型： • （1 ）温度应力引起的胀缩作用。位于我国西北的大青山、天 山山脉，其山体表面多覆盖有一定厚度的碎裂岩石块体和岩屑 物质，这些主要是基岩在反复的胀缩循环中发生碎裂的产物。 考古工作者在我国山西峙峪发现了距今2～3万年前旧石器时代 的一个古采石场，在没有其它工具的情况下，我们的先祖根据 观察得到的岩石胀缩破碎现象，用火烤、水激的方法，使岩石 碎裂，再用木棍撬下，用以制作狩猎和生活所需的石器、工具 。图3-1 示意了温度作用下岩石的崩解过程；图3-2 所示为暴 露于地表的山体岩石风化崩解情况。
显然，一般情况下不宜将建筑物设置在风化严重的岩层上， 但是工程中又往往不可能完全避开风化岩层。如隧道进出口地段 的岩层，大多有不同程度的风化，施工中如不注意加强支护，易 造成崩塌。对有些易风化的岩层，在隧道施工开挖后，要及时作 支护，防止岩石继续风化失稳增加山体压力，否则会引起坍塌。 风化岩层中的路堑边坡不宜太陡，同时还要采取防护措施。风化 的岩石更不宜作建筑材料。因此，从工程建筑观点来研究岩石的 风化特性、分布规律，对选择建筑物的合理位置，如隧道的进出 口位置，路堑边坡坡度，隧道的支护方法及衬砌厚度，大型建筑 物的地基承载力和开挖深度以及合理的选择施工方法等有着重要 的意义。 • 风化作用的实质是矿物、岩石在地表附近新的物理化学条件 下所产生的演化过程。如前所述，自然界中不同的岩石，在不同 的自然环境里其反应亦不同；在相同的自然环境条件下，岩石种 类不同，其对环境变化的反应亦不同。因为各种岩石在生成时， 各具有其特殊性。如岩浆岩是高温熔融的岩浆在地壳中或地面上 冷却凝固而成；沉积岩是地面上堆积起来的沉积物，经过脱水、 压密、胶结及硬化而形成；而变质岩则是经高温高压以及活动性 化学元素参与下形成的岩石。 •
• 因此，当各种岩石由于地壳运动使其长期暴露在地表以后，就 改变了岩石原来的环境条件，使其处于一种新的物理化学条件 中，岩石为了适应新的条件，在地表的温度和压力，大气、水 、生物活动的长期作用下，改变了原来的性质，变成了新的疏 松物质，或物质成分发生了变化。 • 岩石遭受风化作用的时间愈长，岩石破坏得就愈严重。 另外，从不同岩石的风化速度来看，有的岩石风化过程进行得 很缓慢，其风化特征只有经过长期暴露地表以后才能显示出来 ；而有的岩石则相反，如泥岩、页岩及某些片岩等，当基坑开 挖后不久，很快就风化破碎，所以在施工中必须采取相应的工 程防护措施。根据岩石风化的自然因素和风化物质的性质，可 将风化划分为物理风化（机械风化）、化学风化和生物风化作 用三种类型，其中生物风化可或者归结为物理风化、或者归结 为化学风化，即风化作用中的两种最基本类型为物理风化和化 学风化。
第一节 物理风化作用 风化促使岩石的状态或性质发生了改变，并形成了一种与 原来岩石的形态、结构、构造、物质成分等不完全相同甚至可以 说完全不同的新物质。 • 岩石风化后，其物质状态、物理力学性质和化学性质等均 发生了剧烈的变化。很多情况下，风化能使岩石破碎，形成细小 颗粒的次生粘土矿物—高岭石、蒙脱石及伊利石等，改变了岩石 的矿物成分。同时，在风化带中常有可溶盐的富集，如碳酸钙及 石膏。由于岩石风化后，节理、裂隙发育，使岩石整体性降低， 孔隙度增加，抗剪、抗压强度降低，透水性增大，这为地下水活 动创造了条件。地下水的渗入，又促进岩石进一步风化。如有些 岩石直接暴露在大气中一、二天就开始风化崩解。岩石不同，其 在相同条件下的风化情况不同，岩石相同，风化作用性质不同、 经受的风化程度不同、沉积环境不同，其生成物的性质也不尽相 同。 •