物理过程中的机械风化

冲积层是由流水携带和沉积的沉积物。就像堪萨斯州的这个例子一样,冲积层往往是干净和分类的。...

冲积层

Water-handled sediment

冲积层是由流水携带和沉积的沉积物。就像堪萨斯州的这个例子一样,冲积层往往是干净和分类的。

冲积层是年轻的沉积物,刚被侵蚀的岩石颗粒从山坡上脱落,被溪流带走。冲积层每次向下游移动时都会受到冲击并磨成越来越细的颗粒(通过磨损)。

这一过程可能需要数千年的时间。冲积层中的长石和石英矿物缓慢地转变为表面矿物:粘土和溶解的二氧化硅。这些物质中的大部分最终(在一百万年左右)进入海洋,慢慢地被掩埋并变成新的岩石。

River in Lopez Mountain at San Carlos de Bariloche, Patagonia, Argentina, South America

块状风化

boulders

块体是机械风化过程中形成的巨砾。固体岩石,如南加州圣哈辛托山上的花岗岩露头,在机械风化作用下断裂成块。每天,水都会渗入花岗岩的裂缝中。

每晚水结冰时,裂缝都会扩大。然后,第二天,水进一步流入扩展的裂缝。每天的温度循环也会影响岩石中不同的矿物,它们以不同的速率膨胀和收缩,导致颗粒疏松。在这些力量、树根和地震的作用下,山脉被稳定地分解成一块块,从山坡上滚落下来。

当石块松动并形成陡峭的堆积物时,其边缘开始磨损,正式成为巨石。当侵蚀将它们磨损到256毫米以下时,它们就被归类为鹅卵石。

孔状风化

weathering on a coastal rock

Roccia Dell'Orso,“熊岩”是撒丁岛上的一个大型露头,有很深的塔夫尼(tafoni)或大型风化空洞,雕刻着它。

塔夫尼坑主要是圆形坑,是通过一种称为洞穴风化的物理过程形成的,当水将溶解的矿物带到岩石表面时,这种物理过程就开始了。当水变干时,矿物质形成晶体,迫使小颗粒从岩石上剥落。

塔夫尼是沿海地区最常见的一种,海水将盐带到岩石表面。这个词来自西西里岛,那里沿海花岗岩中形成了壮观的蜂窝状结构。蜂窝状风化是洞穴状风化的一个名称,它产生称为肺泡的小而密集的坑。

请注意,岩石的表层比内部坚硬。这种坚硬的外壳是制作塔夫尼必不可少的;否则,整个岩石表面将或多或少地受到均匀侵蚀。

崩积层

Mixed slope slop

崩积层是由于土壤蠕变和降雨而向下移动至斜坡底部的沉积物。这些由重力引起的力产生各种粒度的未分类沉积物,从漂石到粘土。颗粒周围的磨损相对较小。

剥落

Rock domes peel off in shells

有时岩石会剥落成薄片,而不是一粒一粒地侵蚀。这个过程叫做去角质。

剥落可以发生在单个巨石上的薄层中,也可以发生在厚的石板中,就像在德克萨斯州的魔法石中一样。

High Sierra巨大的白色花岗岩圆顶和悬崖,就像半圆顶一样,其外观是剥落造成的。这些岩石以熔融体或深成岩体的形式安放在地下深处,从而抬高了内华达山脉。

通常的解释是,侵蚀会使深成岩体脱出,并带走上覆岩石的压力。因此,通过卸压节理,固体岩石获得了细裂纹。

机械风化使接缝进一步张开,使这些石板松动。关于这一过程的新理论已经提出,但尚未被广泛接受。

冻胀

Frost heave

由于水结冰时的膨胀,霜冻产生的机械作用将卵石抬升到土壤上方。冻胀是道路的一个常见问题:在冬季,水会填满沥青的裂缝并抬升部分路面。这通常会造成坑洼。

格鲁

Natural granite gravel

Grus是花岗岩风化形成的残留物。矿物颗粒被物理过程轻轻地分离,形成干净的砾石。

Grus(“groos”)是物理风化形成的破碎花岗岩。它是由每日温度的冷热循环造成的,重复了数千次,尤其是在一块已经被地下水化学风化削弱的岩石上。

构成白色花岗岩的石英和长石分离成干净的单个颗粒,没有任何粘土或细沉积物。它的成分和稠度与铺在路上的细碎花岗岩相同。

花岗岩攀岩并不总是安全的,因为一层薄薄的泥巴会使它变得很滑。这堆GRU堆积在加利福尼亚州国王城附近的一条路堑上,在那里,Salinian地块的基底花岗岩暴露在干燥炎热的夏季和凉爽干燥的夜晚。

蜂窝状风化

Small, close-knit tafoni

由于盐结晶作用,旧金山贝克海滩的砂岩有许多密集的小气泡(洞穴状风化坑)。

石粉

Glacial gouge

岩石粉或冰川粉是由冰川研磨成最小尺寸的原始岩石。冰川是巨大的冰层,在陆地上移动非常缓慢,携带着巨石和其他岩石残留物。

冰川磨碎的岩石层非常小,最小的颗粒是面粉的稠度。石粉很快变成粘土。在这里,德纳里国家公园的两条溪流汇合在一起,一条流满了冰川石粉,另一条流则是原始的。

岩粉的快速风化,加上冰川侵蚀的强度,是广泛冰川作用的一个重要地球化学效应。从长远来看,在地质时期,从侵蚀的大陆岩石中增加的钙有助于从空气中吸收二氧化碳并加强全球冷却。

盐雾

Corrosive mist

海水通过破碎的波浪飞溅到空气中,在世界海岸附近造成广泛的蜂窝状风化和其他侵蚀作用。

岩屑

weathering on a mountainside

岩屑,或碎石,是物理风化形成的松散岩石。它通常位于陡峭的山坡或悬崖底部。这个例子是在冰岛的Höfn附近。

在岩石中的矿物转变为粘土矿物之前,机械风化会将裸露的基岩分解成陡峭的桩和类似的岩屑斜坡。这种转变发生在距骨被冲刷并滚下山坡,变成冲积层并最终变成土壤之后。

距骨斜坡是危险地形。一个小的干扰,比如你的失误,可以触发一个岩石滑坡,当你带着它下山时,它可能会伤害甚至杀死你。此外,在碎石上行走无法获得地质信息。

风蚀

Sandblasted pebbles

在适当的条件下,风可以在喷砂等过程中磨蚀岩石。结果称为事实。

只有多风、多砂的地方才能满足风磨蚀所需的条件。这类地区的例子包括南极等冰川和冰缘地区以及撒哈拉沙漠等沙漠地区。

强风可以将大约一毫米大小的沙粒吹离地面,使它们在一个称为跳跃的过程中沿地面反弹。在一次沙尘暴的过程中,几千颗颗粒可能会击中像这样的卵石。风磨损的迹象包括精细抛光、沟槽(凹槽和条纹)和平坦面,这些面可能相交于锋利但不呈锯齿状的边缘。

当风从两个不同的方向持续吹来时,风的磨蚀会把几个面刻成石头。风的磨蚀可以把较软的岩石刻成乌云岩,在最大范围内,也可以刻成雅当地貌。

  • 发表于 2021-09-10 17:17
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  • 分类:科学

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张泰迪灬
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