波速比是風(fēng)化巖石與新鮮巖石的壓縮波速之比。
風(fēng)華系數(shù)是風(fēng)化巖石與新鮮巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度之比風(fēng)化程度1、未風(fēng)化:巖質(zhì)新鮮偶見風(fēng)化痕跡。
風(fēng)化程度2、微風(fēng)化:結(jié)構(gòu)基本未變,僅節(jié)理面有渲染或略有變色,有少量風(fēng)化裂隙。
3、中風(fēng)化:結(jié)構(gòu)部分破壞,沿節(jié)理面有次生礦物,有風(fēng)化裂隙發(fā)育,巖體被切割成巖塊。用鎬難挖,干鉆不易鉆進(jìn)。
4、強(qiáng)風(fēng)化:結(jié)構(gòu)大部分破壞,礦物成分顯著變化,風(fēng)化裂隙發(fā)育,巖體破碎,用鎬可挖,干鉆不易鉆進(jìn)。
5、全風(fēng)化:結(jié)構(gòu)基本破壞,但尚可辨認(rèn),有殘余結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,可用鎬挖,干鉆可鉆進(jìn)。
6、殘積土:組織結(jié)構(gòu)全部破壞,已成土狀,鍬鎬易開挖,干鉆易鉆進(jìn),具可塑。
強(qiáng)風(fēng)化巖層,棕紅色,巖性以泥質(zhì)粉砂巖泥巖為主,風(fēng)化強(qiáng)烈,裂隙發(fā)育,呈半巖半土狀,局部夾全風(fēng)化巖,本層分布廣泛。
巖石風(fēng)化
rock weathering
巖石在太陽輻射、大氣、水和生物作用下出現(xiàn)破碎、疏松及礦物成分次生變化的現(xiàn)象。導(dǎo)致上述現(xiàn)象的作用稱風(fēng)化作用。\
大約在200年前,人們可能認(rèn)為高山、湖泊和沙漠都是地球上永恒不變的特征??涩F(xiàn)在我們已經(jīng)知道高山最終將被風(fēng)化和剝蝕為平地,湖泊終將被沉積物和植被填滿,沙漠會(huì)隨著氣候的變化而行蹤不定。地球上的物質(zhì)永無止境地運(yùn)動(dòng)著。暴露在地殼表面的大部分巖石都處在與其形成時(shí)不同的物理化學(xué)條件下,而且地表富含氧氣、二氧化碳和水,因而巖石極易發(fā)生變化和破壞。表現(xiàn)為整塊的巖石變?yōu)樗閴K,或其成分發(fā)生變化,最終使堅(jiān)硬的巖石變成松散的碎屑和土壤。礦物和巖石在地表?xiàng)l件下發(fā)生的機(jī)械碎裂和化學(xué)分解過程稱為風(fēng)化。由于風(fēng)、水流及冰川等動(dòng)力將風(fēng)化作用的產(chǎn)物搬離原地的作用過程叫做剝蝕
地表巖石在原地發(fā)生機(jī)械破碎而不改變其化學(xué)成分也不新礦物的作用稱物理風(fēng)化作用。如礦物巖石的熱脹冷縮、冰劈作用、層裂和鹽分結(jié)晶等作用均可使巖石由大塊變成小塊以至完全碎裂?;瘜W(xué)風(fēng)化作用是指地表巖石受到水、氧氣和二氧化碳的作用而發(fā)生化學(xué)成分和礦物成分變化,并產(chǎn)生新礦物的作用。主要通過溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式進(jìn)行。
雖然所有的巖石都會(huì)風(fēng)化,但并不是都按同一條路徑或同一個(gè)速率發(fā)生變化。經(jīng)過長年累月對(duì)不同條件下風(fēng)化巖石的觀察,我們知道巖石特征、氣候和地形條件是控制巖石風(fēng)化的主要因素。不同的巖石具有不同的礦物組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造,不同礦物的溶解性差異很大。節(jié)理、層理和孔隙的分布狀況和礦物的粒度,又決定了巖石的易碎性和表面積。風(fēng)化速率的差異,可以從不同巖石類型的石碑上表現(xiàn)出來。如花崗巖石碑,其成分主要是硅酸鹽礦物。這種石碑就能很好地抵御化學(xué)風(fēng)化。而大理巖石碑則明顯地容易遭受風(fēng)化。
氣候因素主要是通過氣溫、降雨量以及生物的繁殖狀況而表現(xiàn)的。在溫暖和潮濕的環(huán)境下,氣溫高,降雨量大,植物茂密,微生物活躍,化學(xué)風(fēng)化作用速度快而充分,巖石的分解向縱深發(fā)展可形成巨厚的風(fēng)化層。在極地和沙漠地區(qū),由于氣候干冷,化學(xué)風(fēng)化的作用不大,巖石易破碎為棱角狀的碎屑。最典型的例子,是將矗立于干燥的埃及已35個(gè)世紀(jì)并保存完好的克列奧帕特拉花崗巖尖柱塔,搬移到空氣污染嚴(yán)重的紐約城中心公園之后,僅過了75年就已面目全非。
地勢(shì)的高度影響到氣候:中低緯度的高山區(qū)山麓與山頂?shù)臏囟?、氣候差別很大,其生物界面貌顯著不同。因而風(fēng)化作用也存在顯著的差別。地勢(shì)的起伏程度對(duì)于風(fēng)化作用也具普遍意義:地勢(shì)起伏大的山區(qū),風(fēng)化產(chǎn)物易被外力剝蝕而使基巖裸露,加速風(fēng)化。山坡的方向涉及到氣候和日照強(qiáng)度,如山體的向陽坡日照強(qiáng),雨水多,而山體的背陽坡可能常年冰雪不化,顯然巖石的風(fēng)化特點(diǎn)差別較大。
剝蝕與風(fēng)化作用在大自然中相輔相成,只有當(dāng)巖石被風(fēng)化后,才易被剝蝕。而當(dāng)巖石被剝蝕后,才能露出新鮮的巖石,使之繼續(xù)風(fēng)化。風(fēng)化產(chǎn)物的搬運(yùn)是剝蝕作用的主要體現(xiàn)。當(dāng)巖屑隨著搬運(yùn)介質(zhì),如風(fēng)或水等流動(dòng)時(shí),會(huì)對(duì)地表、河床及湖岸帶產(chǎn)生侵蝕。這樣也就產(chǎn)生更多的碎屑,為沉積作用提供了物質(zhì)條件。