01 概念

概念： 风化作用指地表或接近地表的岩石 ， 在温度、水、大气、生物等因素的作用下原地发生的破坏作用。

概念辨析：风化作用和侵蚀作用

风化 作用最常见的结果是完整的大块岩石 破碎 成众多的碎屑 残留原地 。

侵蚀 作用强调的是外力使 物质 发生 迁移 而 变少 的作用。

02 分类

一、物理风化

昼夜温差 较大 ，令岩石反复发生热胀冷缩逐渐破碎水分,得以深入岩石裂隙，并在冻结后体积膨胀，使岩石进一步破碎，物理风化作用的结果：使岩石更加破碎。

高山上的岩石分解为砾石和沙粒，被统称为 碎屑物质（即风化壳）

岩石物理风化，有四种最常见的方式：即温差风化与 冻融（冰劈）风化， 盐类风化和层裂风化作用

1.温差风化

岩石是热的不良导体。由于温度变化（昼夜变化和季节变化），岩石表层与内部受热不均，产生差异膨胀和收缩，容易崩解破碎。

岩石由各种矿物组成，不同矿物膨胀和收缩系数不一样，在温度变化时不同矿物的差异膨胀和收缩也会加速岩石的破碎。

在温度对岩石的破坏作用中，温度变化的幅度愈大，频率越高，破坏就愈迅速；反之，破坏减慢。

一般来说，气温的昼夜变化比季节性变化对岩石的影响要大，炎热夏天的暴雨对岩石的破坏特别明显，森林火灾的高温对岩石的破坏也有重要影响。

2.冻融（冰劈）风化

岩石裂隙中的水冻结成冰，使岩石受撑而破裂的作用。

渗入岩石裂隙的水，在气温降到0℃以下时结成冰，体积膨胀。当气温回升到0℃以上，冰融化为水，渗入新裂开的部位。气温在0℃上下波动，冻结-融化反复发生，最后岩石裂为碎块。

3.盐类风化（结晶、潮解）

在干旱、半干旱气候区，蒸发量大，岩石裂缝中的含盐溶液易于饱和而结晶，结晶时体积增大，对两壁也施加压力。

当空气湿度增加时，已结晶的盐类又潮解为溶液，进一步渗入岩石内部。

盐类的结晶-潮解反复进行，使岩石破裂。

4.层裂风化作用

又称卸载作用。地下的岩石恒处于上覆的岩石压力之下，上覆岩石一旦剥去，压力就会解除，原处于地下的岩石便发生向上或向外的膨胀，形成一系列平行于地面的裂隙。

这种作用常见于花岗岩等块状岩石的出露地区。

二、化学风化

化学风化作用的 结果 ：改变了岩石的 化学成分

1.溶解作用

许多岩石因含有方解石、石膏、石盐等溶解度大的矿物容易被溶解。易溶物质的流失将导致岩石空隙增大，坚实程度降低，直至完全解体，只残留一部分难溶矿物。

影响溶解度的因素主要是温度、压力、pH值。温度升高则矿物的溶解度增大，故热带地区岩石的风化速度较快。

2.水化作用

有些矿物能够吸收一定数量的水并加入到矿物晶格中，转变成含水的矿物，称为水化作用。

3.水解作用

弱酸强碱盐或强酸弱碱盐遇水会解离成为带不同电荷的离子，这些离子分别与水中的H+和OH-发生反应，形成含OH-的新矿物，称为水解作用。大部分造岩矿物属于硅酸盐或铝硅酸盐类，是弱酸强碱盐，易发生水解。

4.碳酸化作用

溶于水中的CO2形成CO32-和HCO3-离子，它们能夺取盐类矿物中的K、Na、Ca等金属离子，结合成易溶的碳酸盐而随水迁移，使原有矿物分解，这种变化称为碳酸化作用。

5.氧化作用

表现为两个方面：一是矿物中的某种元素与氧结合，形成新矿物；另一是许多变价元素在缺氧的成岩条件下是以低价形式出现在矿物中的，当进入地表富氧的条件时，容易转变成高价元素的化合物，导致原有矿物的解体。

三、生物风化

生物风化是由生物活动所引起的。

植根于岩石裂隙中的植物根须不断变粗、变长和增多，像楔子一样对裂隙两壁施加压力，劈裂岩石，称为根劈作用。这是生物的机械破坏作用，极为常见。

生物的新陈代谢及生物遗体腐烂分解，引起岩石的解离，是生物的化学破坏作用。生物在新陈代谢过程中，从土壤和岩石中吸取养分，同时也分泌有机酸、碳酸、硝酸等酸类物质以分解矿物，促使矿物中一些活泼的金属阳离子游离出来。一部分供生物吸收，一部分随水流失。如山区基岩上生长的蓝绿藻、苔藓与地衣等，均能够分泌有机酸与CO2。

03 影响因素

影响风化作用的因素主要有气候、植被、地形和岩石特征等方面。

一、 气候和植被气候因素

包括温度、降雨量和湿度，它们是控制风化作用的重要因素。

温度一方面通过控制化学反应速度来控制化学风化作用的进行，另一方面又直接影响物理风化作用，如温差风化、冰劈作用。降雨量和湿度则是通过介质的温度变化、水溶液成分的变化、植被的生长来影响物理、化学和生物的风化作用。

在地表的不同气候带，气候条件相差很大。

在两极及高寒地区， 气温低，植被稀少，地表水以固态的形式存在为主，所以在该地区以物理风化作用为主，尤以 冰劈作用盛行 为特征，而化学风化作用和生物风化作用很弱。

在干旱的沙漠地带， 植被稀少，气温日、月变化大，降雨量少，空气干燥，所以化学风化作用和生物风化作用非常之弱，而以 物理风化作用为主 ，如温差风化、盐类的结晶和潮解作用是这些地区风化作用的主要形式。

在低纬度的炎热潮湿气候区， 雨量充沛，植被茂盛，温度高，空气潮湿，所以化学反应的速度较快，故 化学风化作用和生物风化作用显著 ，风化作用的深度往往达数米。如果这些地区气候在较长时间内保持稳定，岩石的分解作用便能向纵深方向发展，形成巨厚的风化产物。这种气候条件也是形成风化矿产——铝土矿最有利的条件。

由极地到热带风化作用变化略图

植被对风化作用的影响表现在两个方面：

一方面直接影响生物风化作用，埴被茂盛生物风化作用强烈，而植被稀少的地方生物风化作用就弱;

另一方面又间接地影响物理风化作用和化学风化作用过程。

实际上植被对风化作用的影响与气候条件是分不开的，气候潮湿炎热，植被茂盛 ； 而干旱、寒冷，植被稀少。

气候和植被对土壤的影响最为显著，不同的气候带都有其典型的土壤类型，当气候条件发生改变时，土壤类型也随之发生改变，因此有人把土壤称为“气候的函数”。

如在寒冷潮湿的苔原气候带常形成冰沼土，在热带和温带的荒漠地区形成荒漠土，在温带落叶阔叶森地区形成棕壤和褐土。

二、地形

地形条件包括三个方面：一是地势的高度，二是地势起伏，三是山坡的方向。

1.地势的高度

影响气候的局部变化，中低纬度的高山区具有明显的气候垂直分带，山脚气候炎热，而山顶气候寒冷，植被特征也不一样，因而影响风化作用的类型和速度。在我国云南的大部分地区这种现象很明显。

2.地势的陡缓

影响地下水位、植被发育及风化产物的保存，因而也影响风化作用的进行。

地势较陡的地区，地下水位低、植被较少，风化产物不易保存，使基岩不断裸露，从而加速了风化作用的进行。

3.阳坡、阴坡

阳坡、阴坡的风化作用类型和强度也不一样。阳坡日照时间长，湿度较高，植被较多，所以风化作用较强烈。

如喜马拉雅山南坡面临印度洋，气候炎热、潮湿，化学和生物风化作用很强烈，而北坡干、冷，主要发育物理风化作用。

三、岩石特征

岩石特征对风化作用的影响包括岩石的成分、结构、构造和裂隙。

1.岩石成分不同的矿物具有不同的抗风化能力，那么由不同矿物组成的岩石其抗风化能力也就不同。

如由橄榄石、辉石、长石等组成的岩浆岩容易风化，而由石英砂颗粒组成的沉积岩抗风化能力就很强。因此，抗风化能力较弱的矿物组成的岩石被风化后而形成凹坑，而抗风化能力强的组分相对凸出，在岩石表面就出现凹凸不平的现象，这称差异风化作用。

2.岩石的结构、构造组成岩石的矿物粒径、分布特征、胶结程度及层理对风化作用的速度和强度都有明显的影响。

在其它条件相同的情况下，由细粒、等粒矿物组成及胶结好的岩石抗风化能力较强，风化速度较慢。

3.裂隙岩石的裂隙发育使岩石与水溶液、空气的接触面积增大，增强水溶液的流通性，从而促进风化作用的进行。

如果一些岩石的矿物分布均匀，如砂岩、花岗岩、玄武岩等，并发育有三组近于互相垂直的裂隙，把岩石切成许多大小不等的立方形岩块，在岩块的棱和角处自由表面积大，易受温度、水溶液、气体等因素的作用而风化破坏掉，经一段时间风化后，岩块的棱、角消失，在岩石的表面形成大大小小的球体或椭球体，这种现象称球形风化作用。

04 风化作用塑造的地貌

一、高山流石滩

在我国西部很多高山地区，在林线和雪线之间存在一个特殊的地带——高山流石滩。

林线和雪线所在的高海拔地区，物理风化作用强烈，岩石崩解形成岩石碎块在重力和潜流作用下沿陡峭的山坡慢慢滑动，形成扇形的碎石坡——流石滩。

二、花岗岩球状风化形成石蛋

三、风化壳

风化作用形成的疏松碎屑覆盖在地表形成风化壳。

一般而言，气候湿热的地区，化学风化和生物风化作用强，风化速度快，风化壳厚，热带雨林地区风化壳是最厚的；

气候干旱寒冷的地区，尽管物理风化作用强烈，但风化速度没有气候湿热地区的化学风化速度快，因而风化壳薄。