工程地质论文 (5)
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岩石风化与全球环境
摘 要:岩石化学风化即是指岩石风化 (rock weathering) 岩石在太阳辐射、大气、水和生物
作用下出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的现象。导致上述现象的作用称风化作用。还有一种
说法是指岩石风化是地下水溶液和生物化学作用下引起岩石损伤的过程。本文主要说的是岩石风
化对全球部分环境的影响。
关键词:风化;喀斯特地貌;全球环境;
引言
岩石风化的作用是相当漫长的,在大约200年前,人们都还认为高山、湖泊和沙漠都
是地球上从未变过的,但是现在我们已经知道了其实很多自然环境是会随着时间被物理或化
学的作用下发生变化,高山最终也将被风化和剥蚀为平地,湖泊终会被沉积物和植被填满成
为平地,沙漠会随着气候的变化而行踪不定或扩大或缩小或移动。这些看似永恒的“东西”
终将会发生变化。
1. 岩石风化作用过程
岩石风化按照风化营力来分,可分为物理风化、化学风化及生物风化三种。文[1]指出
风化作用破坏岩石的方式主要有两种,即物理风化和化学风化。这两种风化作用同时发生,
并相互影响和增强。在不同气候条件下,一个地区往往以某种风化作用为主导。如在湿热地
区,化学风化比较强烈,而在干冷地区,则以物理风化为主。
其中的物理作用:岩石在各种机械应力作用下碎裂成小块的过程,也称崩解作用。物
理风化不改变岩石的化学成分,但为化学风化的深入发展创造了有利的条件。其中最主要的
作用为:①冰冻作用 ②膨胀作用 ③胀缩作用
化学作用:在水、水溶液或水气的化学作用下发生的岩石破坏作用,又称分解作用。
化学风化不仅使岩石破坏,还使岩石的矿物成分和化学成分发生变化,产生新的矿物。而其
中主要的作用方式为:①水解作用 ②碳酸化作用 ③氧化作用 ④水化作用
生物作用:动植物影响:植物根系对岩石裂隙的楔入与撑开作用,蚂蚁、蚯蚓搬运地下
泥粒到地表等,通常也被认为是一种有影响的机械作用。
这三种作用是岩石风化的主要风化作用,它使那些看似“永恒”不变的各种地貌在时
间的长河发生了不可想象的巨大变化,正是这些细小的变化早就了我们世界各种奇特的地理
环境。
2. 岩石风化与喀斯特地貌
喀斯特地貌(karst landform),是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成
的地表和地下形态的总称,又称岩
溶地貌。其主要是由风化作用中的
化学风化所导致的地貌景象。除溶
蚀作用以外,还包括流水的冲蚀,
以及坍陷等机械侵蚀过程。
喀斯特地质地貌奇观分布范
围广袤,气势恢弘,类型多样,构
景丰富,面积达1100多平方公里,
保护区面积350平方公里,以其极
高的美学价值令人心驰神往。在石
林广袤的土地上,有雄奇的峰林、
湖泊、瀑布、溶洞。天造奇观,美不胜收。形态奇特的剑状、蘑菇状、塔状、柱状、城堡状、
石芽、原野等,拟人似物,栩栩如生的石林,或隐于洼地,或漫布盆地、山坡、旷野,或奇
悬幽险,亭亭玉立,集中体现了世界能给予人类的最大惊奇。
这种地貌形成的原因,文[2]说明:斯特地貌形成为石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。
石灰岩的主要成分是碳酸钙(CaCO3),水的溶蚀能力来源于二氧化碳(CO2)与水结合形
成的碳酸(H2CO3),二氧化碳是喀斯特地貌形成的功臣,水中的二氧化碳主要来自大气流
动、有机物在水中的腐蚀和矿物风化。在有水和二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙
[Ca(HCO3)2],后者可溶于水,于是空洞形成并逐步扩大。这种现象在南欧亚德利亚海岸的
喀斯特高原上最为典型,所以常把石灰岩地区的这种地形笼统地称之喀斯特地貌。
喀斯特地貌的研究在理论和生产实践上都有重要意义。喀斯特地区有许多不利于生产
的因素,需要克服和预防,也有大量有利于生产的因素可以开发利用。水库选址时应尽量避
免断层、破碎带、喀斯特地貌等。文[3]喀斯特矿泉、温泉富含有益元素和气体,有医疗价
值。喀斯特洞穴和古喀斯特面上各种沉积矿产较为丰富,古喀斯特潜山是良好的储油气构造。
喀斯特地区的奇峰异洞、明暗相间的河流、清澈的喀斯特泉等,是很好的旅游资源。文[4]
云南石林风景区:地表峰林奇布,主要为高大巨型石芽群景观,大部分灰岩山峰分布在河谷
两侧,各种形态的石峰似人似物,形态逼真、栩栩如生,全国35片石林中本省有:路南大、
小石林、乃古石林、和莫村石林、石板哨石林、李子营石林、天生桥等20片石林足见本省
石林分布面积之广;溶洞景观有:泸西阿庐古洞、奇风洞、玉溪溶洞,建水燕子洞,九乡溶
洞,湖有:大叠水、长湖、月湖、仙女湖等。
喀斯特地貌由于其独特的地貌特征,经常容易“产出”类型各异的风景区。例如,贵
州龙宫、织金洞等。在全球范围内也广泛分布,南斯拉夫的迪纳拉山区,法国中央高原,苏
联的乌拉尔山区,澳大利亚大陆南部,美国肯塔基和印第安纳州,我国的云贵高原,古巴、
牙买加和越南北部地区等。
岩石的分化为喀斯特地貌提供了形成基础,是我们的世界中拥有了各种的的世界中拥
有了各种各样奇特的地貌。
3. 岩石风化与全球环境
文[5]羚羊峡谷是世界上著名的狭缝型
峡谷之一,位于美国亚利桑纳州北方,属于
纳瓦荷原住民保护区。羚羊峡谷在地形上分
为两个独立的部份,称为上羚羊峡谷与下羚
羊峡谷。据纳瓦荷族的历史传述,该地过去
是叉角羚羊栖息处,峡谷里也常有羚羊漫
步,故而取名为羚羊峡谷。老一辈的纳瓦荷
族曾将此地视为静思与神灵沟通的栖息地。
羚羊峡谷如同其它狭缝型峡谷般,是柔软的砂岩经过百万年的各种侵蚀力形成的。主要
是暴洪的侵蚀,其次则是风蚀。该地在季风季节里常出现暴洪流入峡谷中,由于突然暴增的
雨量,造成暴洪的流速相当快,加上狭窄通道将河道缩小,因此垂直侵蚀力也相对变大,形
成了羚羊峡谷底部的走廊,以及谷壁上坚硬光滑、如同流水般的边缘。
世界上的很多美丽的地方,比如:美国的波纹岩、中国的赤水丹霞、撒哈拉之眼(毛里
塔尼亚) 、大蓝洞(洪都拉斯)羚羊峽谷(美国) 、巨人之路(爱尔兰) 、地狱之门(乌兹别克斯
坦) 、巧克力山(菲律宾),这些奇特的美景和岩石的风化作用有着密切的关系。
4. 结论
地壳上的岩土层受到各种内外力的岩石风化作用及地壳运动等地质作用共同影响下,
造就了各种极富特色的地貌:顶平地高的高原、开阔低平的平原、峰峦高耸的山地、起伏缓
和的丘陵,以及四周高中间低的盆地、广阔无垠的沙漠等组成了形态各异的地球容貌。
维持全球环境的稳定可以通过治理岩石风化来实现,即通过挖出方法和防治方法来实
现。所以风化作用对全球环境的影响十分重要,如果没有岩石风化,那么我们现在的地貌一
定不会有如此的丰富多样。
参考文献:
[1]化石网 http://www.uua.cn/base/show-170-1.html
[2]百度百科 http://baike.baidu.com/view/268422.ht
[3]新浪网 http://travel.sina.com.cn/spot/hasitedm.html
[4]百度百科 http://baike.baidu.com/view/14734.htm
[5]人人网 http://blog.renren.com/share/228243035/593771463