香港中学文凭考试地理/E1/物理风化

让我们先定义一下风化

风化 - 岩石在原地（原位）的崩解。

风化层 - 由风化作用形成的松散岩石碎屑层，是土壤发育的母质。

现在再来一个定义

物理风化 - 岩石在原地（原位）通过物理手段崩解成更小的碎屑，化学成分不变。

物理风化有几个重要的例子，按重要性大致降序排列

• 由压力释放
• 由热胀冷缩
• 由生物活动
• 由冻融作用
• 由盐类结晶
• 由交替湿润和干燥

压力释放

有利条件：节理发育的深成岩（如花岗岩），活跃的剥蚀作用

1. 深成岩，如节理发育的花岗岩，是在地球表面以下形成的，受到上覆岩石的巨大压力。
2. 如果上覆岩石被剥蚀作用带走，岩石的高压就会释放。
3. 岩石会膨胀，形成平行于表面的裂缝。
4. 随着时间的推移，岩石的外层会分裂成薄片，剥落并像洋葱一样剥离。这就是层状剥落。
5. 这个过程会在表面留下一个被称为剥落穹丘的圆形岩石。其他风化剂和剥蚀过程可以作用于新的表面。

热胀冷缩

有利条件：昼夜温差大，没有树木遮挡表面，低反照率（即颜色较深的岩石），确保吸收更多的太阳能

热胀冷缩风化有三种类型。注意每种类型的有利条件和外观。

名称	有利条件	过程
块状崩解	均匀的、节理发育的岩石（花岗岩）	白天，岩石吸收强烈的太阳辐射并膨胀。 晚上，温度下降，岩石收缩。 反复的膨胀和收缩会产生应力，并扩大岩石中的节理。 最终，岩石会沿着裂缝分裂成块状。
颗粒崩解	颗粒粗大的岩石，矿物具有不同的膨胀/收缩速率（花岗岩，砂岩）	白天，岩石吸收强烈的太阳辐射。一些矿物膨胀速度快于其他矿物，并将相邻的矿物推开。 晚上，温度下降。收缩速度快的矿物会从相邻矿物中分离出来。 随着时间的推移，反复的膨胀和收缩会松动颗粒，这些颗粒会一个一个地从岩石中分离出来。 风化岩石碎屑的颗粒散落在岩石底部。
层状剥落	具有均匀结构和细粒的岩石块（流纹岩）	白天，岩石吸收强烈的太阳辐射。岩石的外层被加热并比内部膨胀得更剧烈，形成同心圆状裂缝。 晚上，温度下降。岩石外层冷却速度比核心快，形成放射状裂缝。 随着时间的推移，反复的膨胀和收缩会产生压力，并扩大裂缝。 最终，外层会剥落，在土地上留下岩石板。 新的表面将暴露在加热和冷却中。

生物活动

有利条件：炎热潮湿的气候

以下是生物活动促进物理风化的两种方式

• 树根可能生长到岩石中，并迫使节理打开。压力累积，最终会沿着节理将岩石断裂。
• 蚯蚓和兔子打洞会促进物理风化。

冻融作用

有利条件：高海拔地区，温度在0°C上下波动。（香港冬季山顶）

1. 当水渗入节理和裂缝时，水会结冰，体积膨胀9%，并在夜间对节理施加压力。
2. 白天，水会再次融化。
3. 随着时间的推移，反复的冻融会产生压力，并扩大节理。
4. 最终，岩石会沿着节理断裂。

盐类结晶

有利条件：沿海地区，孔隙经常被海水浸泡。

1. 岩石中的孔隙充满着盐溶液。
2. 当水或溶剂蒸发时，盐晶体会生长。
3. 随着时间的推移，反复的盐类结晶会扩大孔隙。
4. 盐晶体的生长会削弱岩石，使其更容易受到侵蚀。

交替湿润和干燥

有利条件：花岗岩。

1. 岩石中某些矿物在吸收水时会膨胀。
2. 当它们干涸时，它们会再次收缩。
3. 随着时间的推移，反复的湿润和干燥会产生压力，并扩大节理。
4. 最终，岩石会沿着节理断裂。