風化層

風化層在地震勘探中是指地面以下的疏鬆層，即地震波的低速帶。但在地質學中則是指岩石長期在地表環境下，在原地發生物理化學變化後的岩石表層。

地質風化層對水利工程建設有重要的影響，工程選址、規劃、設計和施工時，必須事先調查清楚風化層的厚度和特性。同時，岩石中的易溶部分會轉移到風化層的下部，聚積成各種有經濟價值的礦床。

基本介紹

• 中文名：風化層
• 外文名：weathered layer
• 地震風化層：是指地震波的低速帶
• 地質風化層：是指風化岩石與殘積層構成的地表
• 套用方面：地震勘探、水利工程建設等
• 地質上分帶：全風化帶、強風化帶、弱風化帶等

概念

對於地質學家和地球物理學家來講，風化層的概念稍有不同。應區分為地震風化層和地質風化層。

風化層在地震勘探中是指地面以下的疏鬆層，即地震波的低速帶。地震勘探中的風化層通常和地質學中的風化層的含義不同，因此用低速帶一詞較為確切。

而地質學中的風化層是指岩石長期在地表環境下，在原地發生物理化學變化後的岩石表層。岩石在原地風化的過程叫做岩石風化。按風化作用的動力因素可分為物理風化，化學風化和生物風化。岩體按風化程度可分為全風化、強風化、弱風化和微風化。岩石風化作用的結果，導致岩體遭到破壞，形成強弱不同的風化帶，在地表則形成鬆散的殘積層。可見，風化層即是風化岩石與殘積層構成的地表。

特點

①地質學中的風化層特點是：風化層一般均較薄、顆粒較粗、黏粒很少。在平原或低緩的丘陵地區，地表水和地下水流動都比較慢，風化物易被保存下來，但隨著風化程度自上而下逐漸變輕，風化物質也會逐漸變粗。由於影響風化的因素和條件不同，岩石抵抗風化的能力有差別，風化層的風化程度和厚度也不一樣。通常情況下，在平緩低凹的地區風化殼一般很厚。地形的起伏和切割程度直接影響地下水的流動、埋藏深度和流動狀態，一般溝谷切割劇烈的地方有利於風化作用進行，但在不同地貌部位上風化物的類型和分布厚度差異很大。

一般地表面上是土壤層，是一層具有有機質成分的鬆散岩石層；往下是全部脫離“母體”岩石的全風化層，再往下是半風化層和微風化層，最後逐漸過渡到基岩。風化層的厚度有的只有幾厘米，有的則可達幾十米到百米以上。

②地震風化層的特點是：地震風化層是由幾厘米到50m或更厚的低速物質組成的。低速層的岩性、厚度、速度、密度不但在縱向上而且在橫向上變化劇烈，低速層有極高的能量吸收作用，也常常起能量的散射作用。在地震圖上，通常用符號“WX”表示風化層。

地質分帶

從工程地質的角度，一般把風化層自上而下分為五個帶，分別是全風化帶、強風化帶、弱風化帶、微風化帶，具體特點如下：

①全風化帶：岩礦全部變色，黑雲母不僅變色，並變為蛭石；在這個帶的岩石結構全被破壞，礦物晶體間失去膠結聯繫，大部分礦物變異，如長石變為高嶺土，葉蠟石和絹雲母，角閃石，綠泥石化，石英散成砂粒等；岩石強度很低。

②強風化帶：岩石及大部分礦物變色，如黑雲母成棕紅色；此帶的岩石結構大部分被破壞，礦物變質形成次生礦物，如斜長石風化成高嶺土等；單塊岩石的岩石強度為新鮮岩石的1/3或更小。

③弱風化帶：部分易風化礦物如長石、黃鐵礦、橄欖石變色，黑雲母成黃褐色，無彈性；岩石結構部分被破壞，沿裂隙面部分礦物變質，可能形成風化夾層；單塊岩石的岩石強度為為新鮮岩石的1/3～2/3。

④微風化帶：岩礦顏色稍比新鮮岩石暗淡，只沿裂隙面附近部分礦物變色；岩石結構未變，沿裂隙面稍有風化現象或有水銹；此帶的岩石強度比新鮮岩石略低，不易區別。

套用

①興建水利水電工程時，對岩石的風化層要進行深入的觀察與細緻的研究。因為它與基礎開挖深度、基礎處理等關係密切，直接影響到工程的經濟性和安全性。

②在地震勘探工作中，風化層是一個十分關鍵的帶，在其中放炮，記錄趨向低頻，因為較鬆散的土壤不能很好地傳播較高的頻率。在這種地震記錄上，長而寬（低頻）的波形不象高頻那樣能包含精確些的信息。據此，最好在鳳化層下面放炮。這樣高頻地震信號能得到較好的傳播，從炮點到地面的井口時間包括了在鳳化層中的傳播時間，於是，可對反射波做低速帶校正。

地質風化層

近地表低速層通常是指由空氣而不是水充填岩石和非固化土層的孔隙的區段。通常，地震風化層與地質風化層（岩石分解的結果）是不同的。術語LVL（低速層）通常用於地震風化層。風化層的底界面通常是潛水面。有時候風化層速度是漸變的，有時候是明顯分層的。典型的風化層速度是500～800m/s（雖然近地面幾厘米的風化層速度可能只有150m/s），相比之下風化層底界面以下的速度為1500m/s或更高。風化層厚度由微地震測井和折射波初至時間進行計算。

為了將地震風化層與地質風化層概念區分開，推薦的名稱有表層校正帶和淺部充氣層。不過當前是按謝里夫的概念，一般稱為風化層或低速層。當存在兩層近地表低速層時，有時稱為雙層風化層。有時為求靜校正量起見．風化層包括幾層，風化層的底面出現於明顯變化到高速層的地方或速度再不隨深度劇烈變化的地方。這種底界面通常是與潛水面或地質風化層的底界面相吻合的。

在大部分情況下，地震風化層比地質風化層厚，通常地質風化定義為岩石的原地剝蝕與分解。在作用上，風化過程實際上是為後來的侵蝕和搬運準備岩石的過程，侵蝕和搬運是由風和水進行的，後者表現為河流與冰川形式。該過程通常發生在地表面，並向下進行。引起岩石風化的過程可以是物理的，也可以是化學的。它們也能按照水、氣和有機物分類。