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物理风化作用的含义

  物理风化作用(physical weathering)是指由于(大气)温度变化等自然因素的影响,使岩石在原地发生崩解的作用。常见的物理风化作用的方式有温差风化、冰劈作用、盐类的结晶与潮解作用。

  1.温差风化
  是指由于温度的变化,岩石反复膨胀和收缩,使岩石崩解的作用。岩石的导热性差在白天,岩石接受太阳辐射时,表层升温快,产生膨胀,而内部则升温很慢,基本上不产生膨胀,’从而导致产生平行于岩石表面的微裂隙;夜间岩石表面降温快、收缩,而岩石内部降温慢,基本上不收缩,从而产生垂直于岩石表面的微裂隙。这样日久天长岩石就由表及里逐渐崩解破坏,出现“层状剥落”和单矿物撒落等现象。
  引起岩石反复膨胀和收缩的温度因素是日温差。因此,在干旱气候带,岩石的温差风化作用强。例如,北非撒哈拉沙漠,白天气温可达53℃,夜间气温可下降到-8℃,昼夜温差达61℃,由于岩石的热容量远小于水,所以,岩石的,昼夜温差幅度比空气要大得多。

  2.冰劈作用
  是指由于气温的变化,岩石裂隙中的水反复结冰和融化,从而造成岩石裂隙不断扩大,使岩石发生崩解的作用。
  昼夜气温变化在0℃上下的高寒地区,夜间气温下降到冰点以下,充填在岩石裂隙中的水结冰,体积约增大9.2%。(水)体积增大对岩壁产生108kg/cm²的压力(据W.K.汉布林),这个压力远远超过了岩石的抗张强度,会扩大和增加岩石的空隙。白天气温上升,充填在岩石裂隙中的冰融化,体积减小,又会有水渗入填满岩石裂隙。如此反复结冰融化,使岩石裂隙逐渐扩大,最终导致岩石崩解。

  3.盐类的结晶与潮解作用
  是指由于岩石裂隙中的盐类反复结晶、潮解,使岩石崩解的作用。
  在干旱和半干旱气候带,充填在岩石裂隙中的含盐水溶液,医白天气温高,蒸发量大。使裂隙中盐类过饱和结晶,结晶时体积膨胀,并对裂隙两壁产生一定的压力,使岩石产生新的微裂隙。如明矾石结晶后体积增大0.5%,并可对两壁产生40kg/cm²的压力。夜间岩石裂隙中的盐晶从大气中吸收水分而潮解。盐水溶液又渗透到新裂隙中。
  如此反复结晶、潮解,使岩石中的裂隙不断增多、扩大,从而导致岩石的崩解。岩石裂隙中的盐主要是地下水所携带的矿物质(盐),在白天,蒸发量大时,通过毛细管作用上升到地表岩石裂隙中的。

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