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岩石风化论文岩石风化 班级：10土木 姓名：赵小建 学号：1015030006 院系：交通与工程系 1 岩石风化 摘要：岩石风化是一种常见的地质现象。岩石风化是指位于地壳表面的或接近于地面的坚硬岩石经受风、电、大气降水和温度等大气营力以及生物活动等影响，使岩石发生破碎或成分变化。风化作用会导致岩石的稳定性和强度降低，由紧密地大体积的块状转化为小颗粒状的粉尘或颗粒，通过风力、水力的搬运作用抵达各地，对当地环境情况产生影响。 Abstract： Rock weathering is an common geolgoical phenomenon.Rock weathering refers to the surface of the earth's crust is located in or close to the ground through hard rock air, electricity, precipitation and temperature, air force and biological activities camp affect rock produce broken or component change. Weathering will lead to the stability of rock and the decrease of strength, large volume by closely the lump into small granular dust or particles, through the wind, hydraulic handling role all arrived, influenced by the local environment. 关键词：岩石风化，风化带，风化因素，防止岩石风化 岩石风化 按照风化营力来分，风化作用可分为物理风化、化学风化和生物风化三类。岩石风化是风化的一个类型，岩石在各种风化营力作用下，所发生的物理和化学变化的过程称为岩石风化。岩石风化是使原来的母性岩性质改变，最终形成风化程度不同的风化岩。岩石的风化一般是由表及里，所以地表部分受岩石风化作用的往往是最显著的，而岩石的物理2 性质也因风化剖面的深度不同存在着明显的差异。根据岩石风化程度的深浅不同，可将风化剖面自下而上分为全风化带、强风化带、弱风化带和微风化带。 岩石风化带及其特点 风岩石颜矿物颜色 化色 地带 剧原岩完除石英外，其呈土状，强度很低，纵波声锤击风全变色，余矿物多已变或粘性浸水能崩速值声哑，岩体破物理力学性声速特其他碎特点 质 征 特点 化常呈黄异，形成绿泥土夹碎解，压缩性低，声锹镐带 褐、棕石、绢云母、屑，结构能增大，手速曲线可挖红、红色 蛭石、滑石、已彻底指可捏碎 石膏、盐类及改变，有粘土矿物等次时外观生矿物 保持原岩状态 强大部分除石英外大部岩体强物理力学性纵波声锤击风变色，岩分矿物均已变烈破碎，质不大均速值较声哑，化快中心异，仅岩快中呈岩块、一，强度较低，声用锹带 部分尚心变异较轻,次岩屑、时低，岩块单速曲线镐开摆动小 动 3 较新鲜 生矿物广泛出夹粘性轴抗压强度摆动大 挖，偶现 土 小于原岩的1/3，风化较深的岩块手可压碎 须爆破 弱岩体表沿裂隙面矿物岩体一力学性质较纵波声锤击风面及裂变异明显，有般较好，原岩低，单速值较发声化隙表面次生矿物出现 原岩结轴抗压强度高，声不够带 大部分变色，断口颜色仍较新鲜 构构造为原岩的速曲线清脆，清晰，风1/32/3 化裂隙尚发育，时夹少量岩屑 微仅沿裂仅沿裂隙面有岩体完与原岩相差纵波声锤击风隙表面矿物轻微变整性较无几 化略有改异，并有铁质，好，风化带 变 钙质薄膜 裂隙少见 速值发声摆动较须爆大 破开挖 高，声清脆，速曲线须爆摆动较破开小 挖 影响岩石风化的因素 影响风化作用速度的因素主要有气候、地形和地质因素。 4 一、气候因素：影象风化作用的气候因素主要指降水量与温度。降水量丰富且水循环快的地区有利于化学风化的进行；而温度则影象化学反应的速度，水中游离氧的含量和水的离解度随温度增高而加大，水中CO2含量虽随 温度增高而减少，但温度增高十度，反应速度却加快一倍，因此，氧化作用和水溶液的作用都随温度增高而加快，有利于化学风化作用的进行。而且，气候控制着数量和类型，它们对风化作用产生各不相同的影象。 地球气候的分带性决定了风化作用速度及其产物类型的分带性。 二、地形因素： 在相对高程很大的中低纬度山区，可以看到不同高程上有不同的气候带因而有不同类型的风化作用。 地形陡缓的不同，风化作用也不同。陡坡地下水位低，植被稀少，物理风化相对强烈，产物不易保留，未风化岩石不断暴露接收风化；缓坡平地化学风化和生物风化相对强烈，矿物分解彻底，风化产物残留原地，母岩被覆盖，不利于物理风化，最后形成大量粘土和残余矿床。 坡向也有影象，中低纬度阳坡昼夜温差大，冰冻风化比阴坡强烈，以至阳坡比阴坡更凹凸不平。 三地质因素：主要有岩石的矿物成分、岩石结构构造和构造运动的影响。 四、其他因素： 强烈上升期：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 5 人类活动：人工开挖基坑、边坡、隧洞、砍伐森林等 物理风化 物理风化作用是指由于温度变化、水的冻融、盐类结晶、植物根劈等力的作用下，引起岩石的机械破坏，而不伴随的化学成分和矿物成分明显变化的现象。其中温度变化是影响岩石物理风化作用的主要因素，由于产生温差使岩石膨胀和收缩交替变化，久而久知引起岩石破裂。 在寒冷地区，影响物理风化的主要因素是冰劈作用，由于昼夜温度变化较大，石材内和外表的水分在石材的孔洞、缝隙、装饰缝、安装缝之间交替冻结融化再冻结再融化，由于水与冰的膨胀与收缩力反复进行，终造成石材表面和近表面的结构松动与裂隙，使石材碎裂。 这种破裂只是使岩石有大块变成小块，由小块变成沙和细粉，最终成为岩土。岩石破碎成块，晶体间的连接削弱。机械侵蚀率和化学风化率是决定岩性的主要因素，地势与径流影响了河流颗粒物的输送，而径流和气候则对河流溶解离子的输送影响较大。 最终岩石碎块经过沉积作用影响当地地质与环境。 物理风化其结果既破坏了岩石的结构构造，降低了岩石的强度，又为化学风化开了方便之门。 化学风化 化学风化是指岩石在水和个中水溶液的化学作用和有机体的生物化学作用下所引起的破坏过程，如：空气中的二氧化碳和水气反应生成碳酸，能溶蚀石灰岩。化学风化作用可使岩石硬度减弱、密度变小或体6 积膨胀，从而促使岩石分解化学风化分为水化作用、氧化作用、水解作用和溶解作用。其中在水解作用当中会产生大量的二氧化碳。 化学风化从岩块内不同空间位置的水力有效空隙向三维空间扩展,决定了细观尺度上化学风化的非连续性。矿物溶解是在晶体中具有过剩表面能的缺陷位置优先发生的,因而具有显著的微观非连续性。由于非连续特性,化学风化可增大水岩界面,提升矿物溶解反应的规模及速率。化学风化是联系陆地与海洋、流域与湖泊，反演气候及环境的重要纽带。岩石风化作用也同时参与了短时间尺度和长时间尺度的全球碳循环，这对于全球碳循环研究，全球变化研究有重要意义，不仅可以部分的解决“遗漏汇”的问题，还能为完善碳循环模型做出贡献。 化学风化也影响着河流江系，化学风化一般通过风力和水力从土壤和岩石中搬运出的固体相中，一般用河水中的悬浮物来代表硅酸盐岩风化的残留部分，快速的岩石抬升强烈的季风降水引起了物理侵蚀的加强，并导致了高化学风化率。 生物风化 生物风化是指岩石在动、植物以及微生物影响下所起的破坏作用。生物风化又分为物理方式与化学方式两种方式，生物通过生命活动的粘着、穿插和剥离等机械活动使矿物颗粒分解,被认为是生物物理风化作用；生物通过自身分泌及死后遗体析出的酸等物质对岩石的腐蚀称为生物化学风化。一方面生物风化引起掩饰的机械破坏，另一方面植物分泌的有机酸也可使岩石分解破坏。生物化学风化作用表现在生物的新陈代谢。其遗体及其产生的有机酸、碳酸、硝酸等的腐蚀作用，使岩石矿物7 分解和风化。在经过生物风化之后，所产生的各类酸中所携带的二氧化碳又释放出来。而生物风化也成为了侵蚀乐山大佛的主要因素之一，各种细菌、真菌和地衣等微生物，通常以群落等形式覆盖在佛体岩石的表面，由于它们能分泌使岩石风化的腐蚀剂，所以加速了大佛的风化。 生物风化作用机理及在生物作用下矿物的演化序列的研究,对于揭示土壤形成、化学元素循环规律、全球环境变化有着极其重要的意义。 工程常用的防止岩石风化的方法 由于岩石风化作用能降低岩石的强度，影响边坡及建筑物地基的稳定，因此，在工程上常需要采取措施来防止岩石的风化。常用的方法有三种： 覆盖防止风化营力入侵的材料； 灌注胶结和防水的材料； 整平地区，加强排水。 第一种办法可以起到隔绝作用。如要防止水和空气侵入岩石，可用沥青、三合土、粘土以及喷水泥浆或石砌护墙来覆盖岩石表面。施工时先将岩石表面已风化的部分清除，然后在新鲜面上进行覆盖。如要防止温度变化，可以铺一层粘土或砂，其厚度应超过年温度影响深度cm。 第二种方法能提高地基的强度和稳定性。水泥、水玻璃、沥青和粘土浆是封闭和胶结岩石裂缝的好材料，但是，多半需要施加压力才可灌入。 8 第三种方法主要是以防为主的方法。水是风化作用的活跃因素之一，隔绝水就能减弱岩石的风化速度。 岩石的风化速度一般发展比较缓慢，但是对于容易风化的岩石如页岩、泥岩及片岩等在敞开期限较长的情况下，就必须注意岩石的风化速度。如果发现岩石风化速度较快，就应该通过敞露的探槽进行观察，考虑采取保护基坑或矿井免受风化破坏的措施。有时也可特意不将基坑或路堑底部挖至所设计的深度，直到封闭基坑的施工前才挖。 5、结论 岩石风化是一种常见的地质现象。岩石风化作用能降低岩石的强度，影响边坡及建筑物地基的稳定。地壳上部的岩土层遭受着各种的内外动力地质作用以及人类工程活动等因素作用的影响，造就了各种各样的地质现象。 参考文献： 李晶莹 张经 流域盆地的风化作用与全球气候变化 姚锐 中国岩石风化对大气CO_2的汇效应研究 吴卫华 河流水化学与化学风化 徐则民 黄润秋 唐正光 费维水 岩体化学风化的非连续性及其科学意义 百度文库 课本 工程地质 9