第一節岩石的風化過程
堅硬的岩石形成疏鬆的。具有肥力的土壤,需要經過兩個漫長的過程,即岩石的風化過程和土壤的形成過程。在岩石風化過程的同時,伴隨著土壤的形成過程。兩個過程同時進行,相輔楣成。岩石經過風化作用,破碎形成母質。母質是形成土壤的基本材料。
一、風化的概念及其類型
地球表麵的岩石受自然因素的作用,發生破碎,並使岩石的成分和性質等改變的過程,稱為岩石的風化過程。風化類型有以下幾種:
(一)物理風化
岩石在地表受機械破壞作用,化學性質不變。引起物理風化的原因很多,如溫度變化、水分凍結、碎石劈裂等。
1.熱力作用:岩石經受溫度的日變化和年變化,引起岩石冷縮熱脹,由於岩石的礦物組成不同,熱學性質不同,收縮和膨脹係數不一致,礦物之間的壓力大小不同,因此造成岩石碎裂風化。
2.冰凍作用:在高山地區岩石的裂隙中,水分結冰膨脹,產生壓力,引起岩石破裂。有的岩石碎屑落入岩石裂隙,促進了冰凍劈裂。
(二)化學風化
化學分化又稱化學分解作用。岩石在水、二氧化碳、氧氣等物質參與下進行著各種化學變化。化學風化中水起主要作用,作用方式有以下幾種:
1.溶解作用:一般的礦物岩石是難溶於水的,但是大量的水分和高溫可使礦物岩石的溶解度加大,含有大量二氧化碳的水,可使碳酸鈣溶解。
2.水化作用:礦物與水化合稱為水化。如無水石膏形成含水石膏。
3.水解作用:是化學風化最重要的一種作用。水具有一定的解離度。當水分子解離時可形成H+和OH離子。由水解離的H+,可以從鋁矽酸鹽礦物中,部分取代鹽基離子,生成可溶性鹽類。
4.氧化作用:氧是大氣中最普通的氧化劑,在濕潤的條件下,含鐵、硫的礦物普遍地進行著氧化。
(三)生物風化
岩石在生物因素的作用下,引起岩石的物理機械和化學分解作用,稱為生物風化作用。
在岩石裂隙中,植物根係生長產生巨大的壓力,引起岩石崩解破壞。動物穿山打洞和遷移活動,人類的生產活動等均能引起岩石風化。
土壤中微生物分泌各種酸類破壞岩石,釋放出養分,積累有機質為形成土壤,改善土壤肥力狀況起著積極的作用。
二、成士母質的特性和母質類型
土壤母質是地表疏鬆的風化殼.它的成分、性質影響著土壤的肥力。
(一)成土母質的特性
風化形成的母質,具有透氣、透水的特性,使封閉在礦物岩石中的養分釋放出來。特別是粘粒的產生,微小孔隙的形成,使母質具有微弱的保蓄能力。但是在母質中還沒有植物生長所需要的氮素,可溶性的有效養分被淋溶,水、氣、肥、熱的狀況還不能協調。因此母質不具肥力。
(二)成土母質的類型
岩石礦物經過風化作用產生母質,除少量保留在原地,大部分經水、風、重力和冰川等作用,搬運、沉積到另外的地方。母質按搬運和沉積的方式分為兩大類:
1.原積母質:風化的母質殘留在原地的稱原積母質,也稱殘積母質。多分布在山區平緩的高地上。
殘積母質是由於地表衝積。多具粗骨性,顆粒具棱角,表層與原有岩石差別較大,下層逐步接近原有岩石的特性,上層質地較細,下層粗糙。
2.運積母質:由於各種自然因素的動力(風、流水、冰川、海浪、重力等),搬運,沉積而形成的碎屬物質。
(1)坡積物:山坡上部的碎屬物質,經水或融雪的衝積、搬運到山坡的中下部堆積形成坡積母質。山坡上部的堆積物較薄,下部較厚,質地較細。坡積母質分選性差、通氣性好,養分含量較豐富。
(2)洪積物:在幹旱和半幹旱地區.暴雨期闖;流速湍急的洪流將山脊和山坡的風化碎屑夾雜泥土砂石搬運到山口,由於地勢坡度減緩,流速降低,風化物沉積形成洪積扇。