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風化作用是地理學---巖石地貌中經常見到的地理專業術語，有很多同學對它理解不夠，今天我們從專業的角度認識它（大學教材《普通地質學》）
什麼是風化作用？
影響風化作用強弱的因素有哪些？
風化作用形成的地貌以及物質是什麼？
風化作用是地質作用中外力作用的一種表現形式（關聯圖見下圖）。
完整的外力作用過程是：風化、侵蝕、搬運、堆積和固結成巖（也是沉積巖的形成過程）。
我們先來認識風化作用與其他幾種外力作用的關係。
（3）表現形式及其相互關係
風化作用（weathering）是指在地表或接近地表環境下，由於氣溫變化，大氣、水和水溶液的作用，以及生物的生命活動等因素的影響，使巖石在原地遭受分解和破壞的過程。風化作用是地表最常見的一種外力地質作用，它是改造地殼表層形態和成分特徵的重要地質過程。影響風化作用速度的主要因素是氣候、巖石性質、地形和裂隙的發育程度等。
風化作用根據其影響因素和性質可分為三種主要類型：
物理風化作用（包括溫差風化、冰劈作用、鹽類結晶作用、龜裂等）、
化學風化作用（包括氧化作用、水解作用、溶解作用等）
生物風化作用（如根劈作用等）。
影響風化作用速度的主要因素是氣候、巖石性質、地形和裂隙的發育程度等。
對風化作用起重要影響的氣候因素是氣溫和降水量。
高緯度寒冷地區或氣候乾旱的中低溫度荒漠地區，降水量少或地面水多呈固態，生物稀少，主要盛行物理風化作用；
氣候潮溼而炎熱的地區，植物繁盛，化學風化和生物風化作用普遍而強烈，巖石礦物被強烈分解，可形成厚達百米的風化殼。
不同氣候帶風化作用進行的程度有較大的差別，如下圖所示。
地形對風化作用的影響，首先表現在高山區氣候可產生垂直分帶現象，不同的氣候分帶，其風化作用的方式和速度也隨之不同；其次地形的陡緩對風化作用也有影響，緩坡地下水位高，植物生長茂盛，以化學風化和生物風化為主，而陡坡則以物理風化作用為主；坡向也影響風化作用，陽坡物理風化作用強，陰坡的化學風化作用更強烈一點。
在相同的自然條件下，巖石性質是影響風化強度的主要因素。
巖石由礦物組成，礦物抗風化能力的強弱直接影響到巖石的風化作用速度。以巖漿巖為例，微欖石、輝石、角閃石、黑雲母等暗色礦物，比長石、石英等淺色礦物的抗風化能力弱，所以由暗色礦物為主要組成的超基性巖和基性巖比有淺色礦物為主要組成的酸性巖更易於風化。抗風化能力不同的巖石在地表相間出露時，則會出現差異風化現象，易風化的巖石相對下凹，不易風化的巖石相對凸起。
巖石的裂隙發育程度對風化作用也有顯著的影響。裂隙發育增加了水和空氣與巖石接觸的面積，使風化作用易於進行。被裂隙分割成塊狀的巖石，其稜角部位與外界接觸面積最大，最易遭受破壞。當風化作用進行到一定程度後，巖塊稜角消失，趨於球形。這種現象稱為球形風化(下圖)。
在裂隙發育和粒度不均勻的巖漿巖或厚層砂巖表面，多具有因風化而成球形表面的趨勢，經常形成球形或橢球形的巖石表面，這些現象及過程稱為球形風化（spheroidal weathering）。球形風化是物理風化和化學風化聯合作用的結果。
巖石的結構對風化作用有一定的影響，巖石結構較疏鬆、不等粒結構易於風化，粒度粗者較細者易於風化。
在自然界，影響風化作用的各種因素多是聯合作用的。巖石的特徵屬於內在因素，氣候、地形等是外界條件。
在相同的外界條件下，不同的巖石，其風化情況不一。如在潮溼氣候條件下，花崗巖易於風化，遭受破壞，以致變成較軟的高嶺石和鬆散的石英砂，並形成各種地貌景觀；而石英砂巖卻較難風化，場堅硬屹立。原因是花崗巖中的長石易於水解或碳酸化而變成高嶺土，而石英砂巖幾乎全由石英組成，水解或碳酸化對它不起作用。
另一方面，在不同的外界條件下，同種巖石的風化情況也不一樣。如石灰巖在溼熱氣候下極易化學風化，在乾旱氣候下，因缺乏足夠含CO2的H2O，化學風化難以發生。在研究巖石的風化特徵時，應注意對各種控制因素作全面分析。
風化作用的產物主要包括殘積物、倒石堆、風化殼、土壤等
石灰巖殘積物
大陸上的巖石礦物經長期的物理、化學風化作用之後，各種礦物發生不同程度的分解，可遷移的成分從原礦物中遷移出來隨水流走，剩下的殘留在原地的風化產物稱為殘積物，是陸相沉積物的一種重要類型。
在山區的陡坡，風化作用崩落的碎石、泥沙和其他殘積物在山腳處構成的錐形堆積物稱為倒石堆、其特點是分選性、磨圓度都很差，倒石堆的錐頂的堆積物的粒度較小，根部的堆積物粒度較大。
倒石堆示意圖
組成風化殼殘積物的成分及其厚度的變化，取決於各種風化作用因素的組合效果。形成巨厚風化殼的有利因素有高溫、高溼度、平坦的地勢、茂盛的植被、含多種礦物質的巖石和長期的風化作用。在地殼處於抬升階段的造山帶，由於其它外動力地質作用很強烈，河流切割、重力滑坡等方面的作用往往很難形成風化殼。
熱帶雨林地區由於溫度高、降水量大、生物作用等因素都非常活躍、加上植被覆蓋，殘積物不容易遭受破壞，因此可以形成巨厚的風化殼。沙漠半沙漠地區由於降水量小、蒸發量大、風化作用以物理風化為主，其風化殼的厚度則很有限。
地質歷史時期形成的風化殼稱為古風化殼，古風化殼是一個地區長期出露地表並遭受風化作用的見證。
風化殼的研究意義有主要表現在：
①地殼運動：地殼長期穩定，風化殼得以充分發育；古風化殼代表古代沉積間斷，發育構造運動；
②古地理：風化殼代表陸地；不同氣候條件，風化殼物徵不一；
③礦產：風化殼常形成殘餘型礦床，殘積砂礦床（金、金剛石）；
④工程建設：對近代理藏的風化殼應慎重對待。某水庫工程對風化殼厚度估計不夠，蓄水後壩下滲漏嚴重。
土壤是地殼上層風化作用的形成物，土壤是具有肥力和富含有機質成分並有特殊結構類型的地球陸地表面層。土壤的產生和發育是很多因素綜合作用於巖石的結果。這些因素包括水、空氣、動植物及其產生的有機質、太陽能等。土壤不僅是地質歷史、自然條件的記錄，同時也是人類經濟活動的記錄。
自然界中生物圈的演進、循環使大量的有機質保留在地殼的表層，生物體死亡之後殘骸的有機質會發生分解，這個過程對土壤的形成具有重要意義。如果生物殘害的有機質快速徹底地分解，容易產生充分的礦化，對土壤的發育意義不大；如果地殼表層中的氧氣提供不足，則生物殘骸不能充分分解，就會形成新的相對穩定的有機質綜合體，即腐殖質或腐殖土。腐殖質通常呈現黑色或褐色，使土壤中肥力的主要元素。
參考文獻：《普通地質學》
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