通过薄片鉴定、扫描电镜、X-射线衍射、主量及微显元素分析等实验手段对米仓山下寒武统筇竹寺组砂岩球状风化发育特征及成因机制开展了系统分析,结果表明:研究区砂岩砂岩球状风化广泛发育,其形成演化主要为岩性、区域构造特征、气候条件等众多因素背景下的差异风化作用所致。研究区筇竹寺组风化岩体主要为薄层-中厚层钙质粉砂岩、泥质粉砂岩夹薄层泥岩,其结构致密、孔隙度和渗透率都相对较小。以高长石、高方解石及粘土矿物胶结为主要特征,为球状风化作用提供了重要物质基础。其次,在区域构造应力的影响下,研究区筇竹寺组砂岩地层节理极为发育,以垂直及高角度张节理为主,局部亦见剪节理,节理呈组系发育。这些节理是渗流作用的空间以及运移通道,水-岩反应、热胀冷缩等物理化学反应沿节理面、岩层面及岩块断面持续进行,加速了风化作用进程。第三,气候是球状风化作用发育的的最主要因素之一,主要表现在温差和降雨两个方面。研究区昼夜及季节性温差大,岩体内部及表层长期的不均匀热胀冷缩内外层间产差异胀缩,周而往复,导致砂岩块体表层与内部出现剥落分离。再者,在雨水的侵润及水岩作用影响下,促使方解石、白云石、长石和岩盐等不稳定矿物溶解,使得岩体内空隙增大。酸雨的存在也破坏了岩石原有结构,进一步增加了岩石的孔隙度,为球状风化的发展创造了有利条件。同时,泥质杂基中的粘土矿物及水岩作用生成的高岭石、蒙脱石等具膨胀特性的次生粘土矿物发生膨胀。岩块表层在膨胀力的作用下发生剥落,导致核心部分的岩石完好而外部的风化壳则逐步出现层状剥落的现象。