七、风化过程

　　风化，是指岩石圈内的物质，在同大气、水、生物接触时互相作用的效应。可以分为物理风化、化学风化与生物风化3个互为关联的风化类型。图6-28中指明了这些过程之间的关系，列出了它们各自的控制变量以及各自的响应状况。

　　以下的一些基本趋势应当得到充分的注意：(1)风化具有一种向更加稳定状态发展的趋势，即从地球深部所处的高压、高温状态条件下所形成的矿物密实结构，逐步调整到处于地球表层时的低温与正常大气压力条件下的新状态；(2)将会发生从巨大的互为连接的块体，逐步向碎屑状态过渡的不可逆变化；(3)与此相伴随的还必然有一系列的体积密度、颗粒大小、表面积、渗透性、固结性、内聚力以及强度的重大变比；(4)新矿物、新团粒以及新溶液的形成；(5)必将遭遇到原生矿物的抵抗，即风化过程必须投入相应的能量以克服这种阻力：

　　(6)必须有新的地球表面形态和新的沉积物产生；(7)风化是连续侵蚀的物质准备，是地表物质迁移的基础。

　　以上数端，大致概括了风化过程的基本内容及其在地貌过程中的地位。

　　风化过程必然联系到当地的自然地理环境和人文地理环境，而气候条件尤为重要。因此，魏奈尔特(Weinert)在60年代所拟定的降水比率，就是一个很有用的指标。该指标应用势蒸散、最热月的降雨量、年降雨量等要素，得出了降水比率N，并且用此解释了在南非为工程设计目的而研究的各类风化界限，其计算按照：(1)势蒸散--降雨比率R：

　　(2)季节性指标D：

　　(3)降雨比率N：

　　其中N为降水比率；Em为某月的势蒸散；Pm为某月的降雨量；PA为年降雨量。

　　此外，淋溶和酸化指标也被用来说明基本的土壤分布同降雨、蒸发和淋溶之间的关系。这些指标曾为许多人所研究，并且经过比较广泛的检验，此种风化与气候之间的关系，可以在表6-4中得到充分说明。表6-4中的P代表年平均降雨量(mm)；T代表年平均气温(℃)；Sd代表空气平均绝对饱和差(mmHg)；E代表从自由开放水面上的年平均蒸发；Em为变化于0.67～0.80之间的数值，平均

　　t取0.73；EP代表蒸发能力；K1、K2、K3均为常数；VPt是在温度为时的水汽压；RH代表相对湿度；WP代表通过土壤剖面的水分；Rb代表盐基代换速率；DWt代表在湿度为t时水的离解；AP代表酸化势，即通过土壤中的水分与由风化而释放的盐基之间的平衡。

　　培尔特(Peltier)曾经使用了简单的气候因子，即年平均气温和年平均降水，作为风化作用的控制因子，考虑了地球表层的风化类型、风化过程以及风化强度，以下即为他的结果(图6-29)。

(一)压力释放

　　压力释放或负荷去除，早在1904年已为吉尔伯特(Gilbert)所提出。这是一种对产生切应面、弯曲的或水平的节理，以及其后的岩石碎裂等的力学响应。现在它已经受到广泛地承认：在任

　　何表面上，凡有上覆岩石去除的情形发生，均能引起垂直压力的释放。对于地表来说，断层也会近似地以平行状发育着。倘若表面是弯曲的，那么压力的辐射状释放，将会导致产生岩石的页状剥落层；倘若表面是垂直的，垂直节理和张力裂纹就会发育。这些，在许多教科书中均被引用，并且已经找到了许多著名的例子加以说明。但是毋庸置疑，对于它的理论解析还一直停留在比较薄弱的阶段，至今仍然感到十分乏力，以下将从一个方面加以引伸。
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