風化殼的形成
風化殼是岩石遭受物理風化、化學風化和微生物風化，使原來的岩石成分和形態發生了變化的獨特的大陸地質建造。在岩石的風化過程中，水分、氧氣、微生物活動和太陽光輻射等多種因素的作用下，使化學元素從原生礦物中釋放出來參與重新組合與重新分配的遷移與轉化過程。易淋溶的物質在縱向和側向都要隨水流發生運動，未被淋溶的物質作為風化殘留物而在原處堆積而成殘積風化殼。隨水流運移的可溶性物質，在低地處形成現代大陸沉積物或者變為水下淤泥。風化殼的形成從岩石的風化階段可以劃分為碎屑風化殼，碳酸鹽風化殼，矽鋁風化殼和風化殼等。現在我們就來簡單地討論一下這些風化殼的形成問題。
一、碎屑風化殼的形成
碎屑風化殼是物理風化過程的產物，化學風化作用的影響則很小。岩石風化的初級階段將體現碎屑風化殼特征。機械破碎作用與生物化學作用在這一風化階段中起主要作用。在氣候條件的影響下碎屑風化殼階段可向兩個方向發展。一個方向是與潮濕氣候條件相適應，以原生礦物的強烈淋溶分解為特點，導致風化殼迅速發展。另一個方向是與幹旱氣候條件相適應，淋溶作用較緩慢、原生礦分解作用不明顯，大量風化產物在原地堆積。
二、碳酸鹽風化殼的形成
碳酸鹽風化殼是由碎屑風化殼在幹旱氣候條件下發展而來的。在這一風化殼的形成過程中，化學風化作用，微生物風化作用有所增強。一部分鈉等易遷移元素從風化產物中淋失，有機體吸收部分氯。
碳被認為是碳酸鹽風化殼中的標誌元素，在草原和荒漠帶的氣候條件下的是相當穩定的，因此它可以長久地維持這一風化階段的特征。
三、矽鋁風化殼的形成
降水量大於蒸發量是潮濕氣候條件的特征。矽鋁風化殼形成於這種氣候條件下，在化學風化作用的參與下，地表水的強烈淋溶作用，使風化殼礦物中釋放出等元素。由矽酸鹽分解形成的矽酸也被淋失。風化殼出現陽離子迅速減少的情況，高嶺石和伊利石等次生礦物在原地堆積下來。
在矽鋁風化殼中，存在於礦物中的二價鐵被氧化為三價鐵，從矽酸鹽中分離出來，成為巧風化殼因此而具有棕紅色或棕色特征。
大量鹽基成分如等從風化殼中淋失後，使風化殼由、組成的粘土礦物相對堆積，所以這種風化殼得名矽鋁風化殼。它是風化殼發展的第三階段。此類風化殼主要分布於潮濕氣候地區。其風化過程起始於碎屑殼階段，但並不經過碳酸鹽風化殼階段。矽鋁風化殼的顯著地球化學特點是易遷移與最易遷移的元素從風化殼大量淋失，而那些遷移性差的元素相對積累下來。在這一風化階段中，由於鹽基在風化殼中的減少及有機質在風化殼中的積累，有機質分解時產生大量有機酸，因此決定了矽鋁風化殼的酸性特征。被看成這一風化殼的標誌性離子。
影響風化作用的因素
不同的地表環境條件，例如降水量，排水條件、溫度、岩石類型等對風化作用的程度和風化速度的影響有決定性意義。
一、岩石礦物類型
不同的岩石礦物種類，有不同的抗風化能力，有的礦物很容易風化，另一些礦物例如獨立礦物中的自然金、金剛石、鋯石、錫石及各種寶石等都極難風化。岩漿岩中最先結晶的礦物最易風化，反之，最後結晶的礦物最難於風化。沉積岩的抗風化能力最強。硫化物礦物特別容易氧化和溶解，而各種氧化物礦石抗風化能力都比較強。
二、氣候條件
降水量對風化作用的影響最大，水是天然溶劑，是化學反應的介質；溫度是化學反應的能量來源，它影響化學反應的速度。一般說來每增加10度普通化學反應的速度可增加一倍。由於溫度和降水量在地球表麵的分布成地帶性和區域性，所以風化作用也就隨之出現地帶性和區域性分布的規律。高溫多雨的熱帶地區化學風化作用最強，中雨量和季節性氣溫地帶化學風化作用次之。例如粒玄岩在炎熱的氣候條件下，其堿金屬和堿土金屬元素都不能得以保存，也大都被淋失，而處等高價鐵的氧化物和鋁氧化物含量都有相對的增高。
三、排水條件
地表環境的排水條件對岩石礦物的風化速度有明顯影響，同時排水條件的不同也會使風化產物有很大的差異。在排水強烈的熱帶地區，岩石的風化產物為遊離的鐵和鋁的氧化物，而矽的氧化物卻流失的相當嚴重。
在排水程度很差的地區則主要形成以鋁土礦物為主的風化殼，這種風化殼的主要成分為高嶺石和鐵的氧化物。
當排水程度介於以上兩個地區之間時，岩石的風化產物以粘土礦物為主，矽和鋁的氧化物淋失較少，也就是說在這種條件下，岩石風化殼中仍含有相當數量的氧化鋁和氧化矽。
四、地形條件
由物理風化造成的岩石剝離隨地表流水而被運移到較低的地段，這是地形陡峻地區的主要風化形式，在這種地區，化學風化作用造成的破壞就居於次要地位了。
在地下水位很淺，地表為水的永久性飽和帶的地區，化學風化作用表現的異常強烈，相對而言物理風化作用的進展就緩慢的多了。
風化作用對石質藏品的危害
風化作用對石質藏品造成的危害是顯而易見的，例如物理風化作用可以造成石質藏品表層物質的破碎、剝落、質地鬆散。
岩石的化學風化過程包括礦物元素的溶解和沉澱；淋溶和積累；氧化和還原；有機質的形成和分解等過程。隻有先發生溶解作用，才會有沉澱作用的發生；隻有沉澱作用的發生，才能造成物質的積累；隻有溶解才能造成淋溶；隻有溶解才能導致元素的水遷移；隻有淋溶和元素的水遷移才能有物質的積累現象的發生。總之，礦物元素的溶解作用是最重要的化學風化作用，它是元素遷移和轉化的基本條件。在風化過程中所發生的各種化學反應，都是以元素的遷移、轉化和沉積為特征的。
礦物元素的遷移、轉化和沉積除了嚴重地影響各類石質藏品的物理和化學性質的穩定性外，還明顯地改變著礦物顏料的顏色特征，並通過顏色特征的改變，危害壁畫及某些紙質藏品的安全，特別是微生物風化作用所產生的負麵影響，可對各類藏品構成更大的潛在威脅。有關這一方麵的內容我們在第二篇第四節中已討論過。現在僅就風化作用對岩石或岩體本身造成的危害談一點簡單的看法。
風化作用對岩石或岩體造成的破壞性影響，主要表現為下述特征。風化作用使岩石或岩體的結構麵增加，同時由於原生礦物被分解為次生礦物，次生礦物多具親水性，可同環境中的液態水發生更為密切地接觸，並由此而引起多種危害岩石或岩體特性的破壞作用。這包括風化作用的進一步加劇，使次生的親水性礦物顆粒間的結晶或膠結狀態，在水的作用下發生改變、從而使岩石及岩體的物理力學性能弱化，表現為抗水性降低，透水性增加，力學強度大大降低，外力作用後變形量增大。岩石中水的體積甚至會超過絕對幹燥岩石的空隙體積，這是由於水滲透進某些雲母岩石的晶格架中的緣故。
對於砂泥質岩石來說，含水量的增加，會降低其強度指標，這說明水類岩石的物理化學性質可產生重要影響，它能夠對岩石造成更強的風化作用，並且使岩石軟化，泥化和溶蝕。
水對岩體的力學作用，包括岩體裂隙水的靜水壓力和動水壓力作用兩方麵。由於裂隙水靜水壓力作用，抵消了一部分岩體的自重應力，使作用於岩體上的有效應力減小，從而導致降低了岩體的抗剪強度；裂隙水的動水壓力作用，則主要是使結構麵充填物遭衝刷和產生管湧。
風化作用對石質藏品破壞的典型事例，數得上樂山大佛了。在這座巨大的石雕藝術品表層碎屑和紅棕色的酸性矽鋁風化殼，裂隙縱橫交錯，有的擴展為寬大的裂縫。局部岩體的剝落崩塌現象隨處可見，岩石的力學性能惡化，次生礦物顆粒間的結晶或膠結狀態在水的作用下明顯改變，抗水性能大大降低，透水性增強，有些部位的岩石發生糟化、軟化和泥化現象。溶蝕作用不停地侵害整個藝術品。各種微生物和孢子植物活動。甚至連高等植物也在大佛的右耳孔裏開花結果。這是作者三年前觀察到的情況，現在也許會變得更糟了。
第二節風沙侵蝕
如果有機會到大自然中領略一下千岩競秀萬壑爭流的壯觀場麵，就一定會感歎風沙流和水流的巨大衝蝕作用的創造力。在已往地質年代參與的地表曆史性衝蝕，現在人類活動和自然力作用的現代侵蝕，不同曆史過程的衝蝕作用的加合，共同塑造了當今地球表麵的奇特景觀。