年轻恋人们常用“海枯石烂不变心”来表达自己对爱情的忠贞,似乎海不会枯,石不会烂。其实海是会枯的(以后将讨论),石头也会烂掉。造成石头烂掉的原因就是风化作用。
物理风化是最简单的风化作用,在沙漠地区尤其明显。因为那里气温白天高达40-50℃,晚上可降到0℃以下,岩石热胀冷缩,这种胀缩在岩石表部和核部是不一样的。由于不同矿物的膨胀系数不一样,久而久之,岩石出现了裂隙,由大块变成了小块,由小块变成砂,由砂变为土,石头就烂掉了。在有化学作用和生物作用参与的情况下,风化作用进行得更快,风化的过程和产物也更丰富多彩。
最常见的风化现象是岩石的球状分化,这是因为岩石的外层易发生成层裂开和鳞片状剥落的缘故,兼之岩石内常有相互交错的裂缝,沿裂缝风化最深,稜角磨得最圆。在悬崖陡坡上的岩石,因风化而发生崩落,裂解下来的石块沿山坡流动,最后在山坡脚下稳定的地方堆积下来,形成上尖下圆的锥形体,称倒石锥。如果是一个平缓的山坡,崩落下来的岩块杂乱地堆积在那里,形成石滩或石海。
物理风化、化学风化和生物风化作用的综合产物是风化壳。一个发育成熟的风化壳中,硅酸盐矿物已完全分解,形成硅及三价金属的胶体氢氧化物,产生的典型矿物是游离的氢氧化铁和氢氧化铝(褐铁矿、水赤铁矿、针铁矿、铝土矿等,俗称铁帽),如华北中奥陶统灰岩之上的风化壳、广西下二叠统灰岩之上的风化壳等。以生物风化作用为主的风化作用的综合产物是土壤;除植物外,气候在土壤形成的过程中起了重要的作用。
风化作用无处不在,无孔不入,它对人们带来的困扰,几乎可与生锈、虫蛀并列。修公路修铁路时,常可开挖出非常好的地质露头,有些现象的意义足以与“名胜古迹”媲美,吸引了中外地质学家前去研究。但几年过后,研究成果发表了,纪念碑树起来了,露头也风化了。在我国南方气候炎热而潮湿的地区,化学风化作用的速度最快,裸露的岩石只需几年便因风化而变得疏松,风化层可厚达几十米。位于洞穴或石窟(著名的如云岗石窟、敦煌石窟等)的浮雕或石雕虽免于风吹雨淋之苦,仍因风化而变得斑驳陆离。埃及的狮身人面屹立在大自然已有4000多年了,相对来说风化进行得较慢,原因之一是气候干燥,只有物理风化在起作用。而狮身人面象是从一整块灰岩上雕凿出来的,抗物理风化能力较强;第三个原因是那里风沙大,飞沙经常把它掩埋起来,保护了它免受日晒夜冻。游客们在欣赏她勃发的英姿时,哪里会想到可能咋天她还埋在飞沙中泥?