风化作用中的化学

风化作用中的化学环境科学徐良雷嘉文马文杰吴瑜岳海涛程强风化作用解释1：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。解释2：风化作用指岩石在地表或接近地表的地方由于温度变化、水及水溶液的作用、大气及生物等的作用下发生的机械崩解及化学变化过程。风化作用带来的影响岩石经风化后部分易溶物质被水带走流失，余下的碎屑岩和化学风化中形成的一些新矿物便残留原地，这些残留在原地的风化产物称残积物。残积物的矿物组成、化学成分、颜色与下伏地层(原岩)有一定的关系，它们常具有棱角，无分选性，无层理，向下逐渐过渡到基岩，在存在生物活动物的地区，残积物顶部发育成土壤。化学风化作用化学风化（chemicalweathering）岩石发生化学成分的改变分解，称为化学风化。例如，岩石中含铁的矿物受到水和化学风化空气作用，氧化成红褐色的氧化铁；空气中的二氧化碳和水气结合成碳酸，能溶蚀石灰岩；某些矿物吸收水分后体积膨胀；水和岩层中的矿物作用，改变原来矿物的分子结构，形成新矿物。这些作用可使岩石硬度减弱、密度变小或体积膨胀，促使岩石分解。碳酸化导致的风化这个过程是由大气中的二氧化碳而引起，碳酸化作用在含有碳酸钙的岩石发生，例如石灰岩及白垩。此作用发生在雨水与二氧化碳或有机酸等结合后形成弱酸，弱酸与碳酸钙反应后形成重碳酸钙。CO2+H2O->H2CO3H2CO3+CaCO3->Ca(HCO3)2水合作用导致的风化水合作用为化学风化的一种形式，包含H+与OH-离子与矿物分子的坚固连接。当岩石矿物吸收水份后，其增加的容量在岩石中造成物理应力。例如氧化铁便会转化成氢氧化铁及硬石膏经过水合作用后便成为石膏。例如：Mg2SiO4+4H++4OH-->2Mg2++4OH-+H4SiO4物理风化机械风化造成岩石分解。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增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。热膨胀：温度在日间升高，在晚间则急剧下降；岩石在日间受热膨胀，在晚间冷却收缩。应力通常都会施加在外层。此应力令岩石外层以薄片状态剥落。虽然此现象由温差做成，但水气的存在令热膨胀的效果加强。冻融风化：又被称为冻裂作用。这种风化作用在温度接近冰点的山区十分常见。霜会引起风化，虽然其原因常被指为水在裂缝中结冰后膨胀而成，其实大多数都和此现象没有关系。很久之前人类已经知道湿润的泥土在冻结时，在未冻结的地方的水会经由薄层在增长中的底冰中收集，因而引起膨胀或冻胀压力释放原理：在压力释放，或称为风化卸荷，发生在物体以上的物质（不一定是岩石）被侵蚀作用或其它过程移走后，被移走的物质以下的岩石会以表面水平的方式膨胀及破裂。通常被移走的物质会较重，施加给其以下的岩石很大的压力，例如移动中的冰川。压力释放可能亦会引致剥离作用发生。生物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。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。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。龙门石窟现“剪刀手佛像”云冈石窟遭遇风化危机埃及的狮身人面像屹立在大自然已有4000多年了，相对来说风化进行得较慢，原因之一是气候干燥，