碳酸盐风化壳是在中温或高温而
干旱条件下形成的累积
碳酸盐的风化产物表壳,因矿物水解,出现低浓度的碱性和碱土性溶液,并在碳酸的经常参与下,伴随产生
碳酸盐化过程,即形成K、Na、Ca、Mg的
重碳酸盐和碳酸盐类。
风化壳是
残积物和土壤在大陆地壳表层构成一层不连续的薄壳,称之为风化壳。
风化壳可由一层残积物组成,也可由几层风化分解程度不同的残积物组成,而且层与层之间常逐渐过渡而无明显分界线。由于风化作用以地表最强烈,并向深处减弱,故具
垂直分带。
一个完整的风化壳在剖面上,从下往上可分为以下几层:
土壤层、
残积层、半风化层。
风化壳的厚度和成分因地而异,一般潮湿炎热气候区,风化壳厚度大,并有可能形成Fe,Mn,Al,Ni等残积矿床(风化壳型矿床),干旱地区风化壳薄,常仅数十厘米且结构简单。
(1)
地壳运动与古地理:长期稳定或隆起,风化壳得以充分发育,古风化壳代表古代
沉积间断,发育
构造运动。
风化作用(weathering)是指地表或接近地表的坚硬岩石、
矿物与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化而在原地形成
松散堆积物的全过程。
机械风化的主要过程为
海蚀,海蚀把碎屑物及其它微粒的大小减少。但机械风化与
化学风化环环相扣,如机械风化造成的裂缝会増加进行化学风化的表面面积。而化学风化在裂缝造成的矿物亦会帮助岩石分解。
在未受污染的环境,雨水的
酸碱值约为5.6。因为大气中的
二氧化硫及
氮氧化物等气体会引起酸雨。这些氧化物与雨水起反应形成更强的酸,令酸碱值降至4.5或3.0。SO2由
火山爆发或
化石燃料而来,能够在雨水中成为硫酸,从而在落下的岩石上引起溶解作用。
生物亦有可能参与物理风化(同时亦有化学风化)。
地衣及
藓类植物在光秃秃的岩石表面生长,做成一个更为潮湿的化学微环境。岩石被这些生物附上后会加强在岩石上表面微表层进行的物理与化学分解。大范围的幼苗发芽及植物的根部除了在岩石上裂隙施加物理压力外,亦提供一个水及化学物的渗透渠道。挖洞动物及昆虫分布在底岩附近的土壤表层亦会增加水及酸的
渗透性和进行氧化过程的表面积。
最常见的
生物风化引起的化学风化形式为释放
螯合物(chelating)化学物,亦为酸的一种。此化学物由植物释放,用作分解其底下土壤的铝、铁成分。土壤中植物的残骸可以形成
有机酸,溶于水后造成化学风化。