风化壳的基本类型及其分布

在高温多雨的热带、亚热带地区，不但水分多，温度高，而且植物生长终年处于旺盛状态。因此，无论化学风化和物理风化以及生物作用都非常强烈。风化作用几乎全年都在强烈进行，矿物分解最为彻底。风化壳可达最大的厚度。表层呈红色或砖红色。不同形态的铁锰氢氧化物以及铝的氢氧化物，还有高岭土和多水高岭土类的新生粘土矿物，都是这个地区具有代表性的风化产物。而K、 Na、Ca、Mg和SiO2则强烈淋失。在这种条件下发育的典型风化壳有：①富铝型酸性风化壳——主要分布于热带部分地区。铝和铁都非常富集。富含铁、铝的岩石，如基性和超基性岩以及一些中性岩和类似的沉积岩，特别有利于它们的形成。
     我国南部有类似的风化壳出现，常形成铝和镍等风化矿床。②硅铝铁型酸性风化壳——广泛地分布于热带和亚热带地区，与前者的差别主要是铁铝分离不如前者显著，硅和铝在一起组成以高岭土类为主的粘土矿物。这在我国南方广大地区都可见到，以花岗岩为代表所发育的红色风化壳最为典型，厚度可达50—70米，常形成优质高岭土和稀土元素等风化矿床。另外，在这个地区石灰岩上发育的风化壳也已被强烈淋溶，成为弱酸性或中性的红色石灰土型风化壳。其特点是质粘，硅少铝多，有时在下层尚含钙质。在我国西南有大面积分布。在湿润的温带森林区，无论水分循环和生物循环都相对减弱，低温影响加强。淋溶作用相对较缓，除碱与碱土金属淋失较强外，其他阳离子淋失不明显，硅酸仅部分淋失，高岭土等粘土矿物可为代表性产物。风化壳的厚度也较薄，颜色主要呈棕色或黄色，这与含一定数量的褐铁矿有关。
     总的来说，这类地区属于中度的化学风化，形成的是硅铝粘土型弱酸性风化壳。在我国华北与东北南部水分较多的山地丘陵区分布较广泛，南方海拔较高的山地也有类似的风化壳发育。在水分较少的半湿润或半干旱的森林草原和草原地区，广泛分布着碳酸盐型中性至微碱性风化壳。由于淋溶作用较弱，在干旱季节水分又可以向上移动，因此在风化过程中所释放的钙质又在风化壳一定层位中积聚起来，它们和硅铝铁的含水氧化物以及含硅较多的粘土矿物如蒙脱石共同混合在一起，形成颜色不深，厚度不大，主要含钙质的风化壳。它们属轻至中度的化学风化。除黄土外，风化壳中还含有一定数量的岩屑。由于岩性和生物气候条件不同，其中的差别还较大。在我国主要分布于华北、西北和内蒙古等一些地区。这些风化壳的特点受黄土母质的影响甚为显著。在水分稀少的干旱地区，化学风化更加微弱，只有最易迁移的氯和一部分钠离子与硫酸根离子被淋失。许多易迁移的元素淋溶后大部分都重新吸收到新的粘土矿物中去，盐类的积聚如钙镁碳酸盐比半干旱地区更加显著，成为这个地区稳定的产物。粘土矿物主要是伊利石和蒙脱石。总的来说，这类地区因化学风化微弱，次生矿物的总量不多。相比之下物理风化所占的比重增加，成为颜色浅、土层更薄、含碎屑的富钙化碱性风化壳。
     在我国主要分布于西北和内蒙古较干旱的地区。此外，尚有一类粗岩屑型风化壳。在寒带和高山带以及荒漠地区，由于物理风化占优势而化学风化极微弱，剥蚀作用超过缓慢的风化作用，因此粗岩屑的残积便成为这些地区的典型特征。风化作用为流水、冰川等外力剥蚀、侵蚀作用创造有利条件，因此，风化作用是其他外力作用的先驱。但是，风化作用又以其他外力作用为条件，因为如果地表风化物质不被剥离，风化作用就将减速或停止。风化作用在地貌的发生、发展和地表的夷平过程中起着积极的作用。风化作用使岩石破碎、松散，对水、热、气在地表的重新分配和调节起很大的影响。例如，在风化壳中较大的裂隙，有利于水、气的通透，小的毛细孔隙又能保蓄一定量的水分。这对地表水与地下水的循环和植物的水分供给等，都有积极的意义。风化为土壤的形成奠定了物质基础。有的岩石在一定的气候和地形条件下，经风化形成风化矿床，如高岭土、铝土矿，次生铜和镍、稀土及砂矿等。风化壳形成后，可能被新的堆积物覆盖，或在平缓的地形条件下保存下来成为古风化壳。风化壳的发育程度和类型反映地形、气候条件和风化作用的阶段。因此，古风化壳的研究，有助于了解当时古地理和古气候的特征。