高中地理知识拓展：气候、地形、岩性对风化作用的影响

高中地理知识拓展：气候、地形、岩性对风化作用的影响 气候 在自然界中，气温的高低及降水量的多少等因素明显受所在地区所处的纬度、地形以及距离 海洋远近等因素的控制。 风化壳与岩石风化作用息息相关，图中可以看出： 在不同气候带，岩石风化的性质与特点不同；不同气候带中温度、降水量与植被之间的相互关 系及其对风化作用的影响。 在两极及低纬度的高山区，气候寒冷，水的活跃程度低，植被较少，化学风化缓慢而微弱， 冰劈作用极为突出，岩石易破碎成为具有棱角状的粗大碎块。 在湿热气候区，气温高，降水量大，植物茂密，微生物活跃，化学风化和生物风化进行得快 速而充分，风化作用的深度达数十米以下，形成巨厚的风化层。 在干旱区，仍以物理风化为主导，化学风化较弱，岩石多风化成为棱角状碎屑；由于雨水少， 蒸发强烈，易溶矿物也难于溶解。地形 包括地势的高度、起伏程度以及山坡的朝向等因素。 地势的高度影响到气候。 例如，中低纬度的高山区具有明显的垂直气候分带：山麓气候炎热，而山顶气候寒冷，不同 高度带的植物群面貌显著不同。因而，风化作用的类型和方式随高度而变化。 地势的起伏程度对于风化的性质与特征具有重要的控制意义。 在地势起伏大的山区，或在巨大的悬崖陡壁上，各种风化产物均易被其他外力作用搬离， 难以在原地残留，因而这里基岩多裸露，风化十分快速，物理风化极为活跃。在地势低缓地区，风化产物多残留原处，或只经过短距离的运移便在低洼处堆积下来，形成 较厚的覆盖层，从而减轻温度变化对下伏基岩的影响，降低风化作用的速度。 低山丘陵或宽缓的分水岭地区，风化速度中等，但化学风化作用影响深度较大，对风化 产物的发育与保存较为有利。 山坡的朝向涉及气候和日照强度，对中、低纬度山区的风化作用尤为重要。如，山的向 阳坡日照强，冰雪易消融；而山体的背阳坡日照短，冰雪可能常年不融。两者的岩石风 化特点显然有别。 岩石成分 岩石抗风化能力的强弱与它所含矿物的成分、不同矿物的含量有密切关系。1.岩石的矿物成分 主要造岩矿物抗风化能力由小到大的次序是：橄榄石、钙长石、辉石、角闪石、钠长石、黑 云母、钾长石、白云母、黏土矿物、石英、铝和铁的氧化物；方解石也属于易风化矿物。 可见，矿物在风化过程中的稳定性与其在鲍温反应系列中晶出的顺序有关，结晶越早的越不 稳定，结晶越晚的越稳定。因而就火成岩论，由铁、镁质矿物和基性斜长石组成的超镁铁质 岩石和镁铁质岩石最容易风化，酸性火成岩较难风化，中性火成岩则介于其中。 沉积岩是在近地表环境下形成的，性质相对稳定。如常见的石英岩和石英砂岩，其主要成分 为石英，抗风化能力强，地形上常呈突出的地形。黏土岩的化学性质较稳定，物理风化为主， 但是因岩石的强度低，在剥蚀作用的参与下往往成为低地。石灰岩在干寒地区以机械风化为 主，在湿热地区则化学风化突出。硅质岩除少数非晶质结构者外，一般难以化学风化。变质 岩的风化性能也因其成分而有差别。 2.岩石的结构、构造 岩石中矿物和碎屑物颗粒的粗细、分选程度及胶结程度等决定着岩石的致密程度和坚硬程度， 从而影响到岩石的风化。如，疏松多孔或粗粒多孔的岩石比细密而坚硬的岩石易于风化。 至于岩石成层的厚薄、层间原生缝隙的有无和多少，均影响到岩石的可渗透性，对岩石风化 的难易也产生影响。 3.节理发育状况节理破坏了岩石的连续性和完整性，增加了岩石的可渗透性，是促进岩石风化的因素。 岩石中节理密集之处往往风化强烈，尤其是在两组节理交汇的地区，风化速度快，加之 有剥蚀作用的叠加，能够形成多种多样的地貌。 有时几组方向的节理将岩石分割成众多多面体的小块，小岩块的边缘和隅角从多个方向收到 温度及水溶液等因素的作用，最先被破坏且破坏神都较大，久而久之，其棱角逐渐圆化，变 成球形或椭球形，称为球状风化（spercial weathering）。它是物理风化和化学风化联合 作用的结果，但以化学风化起主要作用。块状而均粒的花岗岩、闪长岩、辉长岩以及厚层砂 岩等球状风化最普遍。表示被几组节理切割的岩石经历球状风化的过程。 如果抗风化能力不一的岩石共生在一起，则抗风化能力强的岩石突出，抗风化能力弱的凹入， 称为差异风化（differential weathering）。 在自然界，影响风化作用的各种因素多是联合作用的。岩石的特征属于内在因素，气候、地 形等是外界条件。 在相同的外界条件下，不同的岩石，其风化情况不一。如在潮湿气候条件下，花岗岩易于风 化，遭受破坏，以致变成较软的高岭石和松散的石英砂，并形成各种地貌景观；而石英砂岩 却较难风化，场坚硬屹立。原因是花岗岩中的长石易于水解或碳酸化而变成高岭土，而石英 砂岩几乎全由石英组成，水解或碳酸化对它不起作用。另一方面，在不同的外界条件下，同种岩石的风化情况也不一样。如石灰岩在湿热气候下极 易化学风化，在干旱气候下，因缺乏足够含 CO2 的 H2O，化学风化难以发生。在研究岩石 的风化特征时，应注意对各种控制因素作全面分析。