風(fēng)化作用中的化學(xué)

風(fēng)化作用中的化學(xué)環(huán)境科學(xué)徐良雷嘉文馬文杰吳瑜岳海濤程強(qiáng)風(fēng)化作用解釋1：風(fēng)化作用（weathering)是指地表或接近地表的堅(jiān)硬巖石、礦物與大氣、水及生物接觸過(guò)程中產(chǎn)生物理、化學(xué)變化而在原地形成松散堆積物的全過(guò)程。解釋2：風(fēng)化作用指巖石在地表或接近地表的地方由于溫度變化、水及水溶液的作用、大氣及生物等的作用下發(fā)生的機(jī)械崩解及化學(xué)變化過(guò)程。風(fēng)化作用帶來(lái)的影響巖石經(jīng)風(fēng)化后部分易溶物質(zhì)被水帶走流失，余下的碎屑巖和化學(xué)風(fēng)化中形成的一些新礦物便殘留原地，這些殘留在原地的風(fēng)化產(chǎn)物稱殘積物。殘積物的礦物組成、化學(xué)成分、顏色與下伏地層(原巖)有一定的關(guān)系，它們常具有棱角，無(wú)分選性，無(wú)層理，向下逐漸過(guò)渡到基巖，在存在生物活動(dòng)物的地區(qū)，殘積物頂部發(fā)育成土壤?；瘜W(xué)風(fēng)化作用化學(xué)風(fēng)化（chemicalweathering）巖石發(fā)生化學(xué)成分的改變分解，稱為化學(xué)風(fēng)化。例如，巖石中含鐵的礦物受到水和化學(xué)風(fēng)化空氣作用，氧化成紅褐色的氧化鐵；空氣中的二氧化碳和水氣結(jié)合成碳酸，能溶蝕石灰?guī)r；某些礦物吸收水分后體積膨脹；水和巖層中的礦物作用，改變?cè)瓉?lái)礦物的分子結(jié)構(gòu)，形成新礦物。這些作用可使巖石硬度減弱、密度變小或體積膨脹，促使巖石分解。碳酸化導(dǎo)致的風(fēng)化這個(gè)過(guò)程是由大氣中的二氧化碳而引起，碳酸化作用在含有碳酸鈣的巖石發(fā)生，例如石灰?guī)r及白堊。此作用發(fā)生在雨水與二氧化碳或有機(jī)酸等結(jié)合后形成弱酸，弱酸與碳酸鈣反應(yīng)后形成重碳酸鈣。CO2+H2O->H2CO3H2CO3+CaCO3->Ca(HCO3)2水合作用導(dǎo)致的風(fēng)化水合作用為化學(xué)風(fēng)化的一種形式，包含H+與OH-離子與礦物分子的堅(jiān)固連接。當(dāng)巖石礦物吸收水份后，其增加的容量在巖石中造成物理應(yīng)力。例如氧化鐵便會(huì)轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵及硬石膏經(jīng)過(guò)水合作用后便成為石膏。例如：Mg2SiO4+4H++4OH-->2Mg2++4OH-+H4SiO4物理風(fēng)化機(jī)械風(fēng)化造成巖石分解。機(jī)械風(fēng)化的主要過(guò)程為海蝕，海蝕把碎屑物及其它微粒的大小減少。但機(jī)械風(fēng)化與化學(xué)風(fēng)化環(huán)環(huán)相扣，如機(jī)械風(fēng)化造成的裂縫會(huì)增加進(jìn)行化學(xué)風(fēng)化的表面面積。而化學(xué)風(fēng)化在裂縫造成的礦物亦會(huì)幫助巖石分解。熱膨脹：溫度在日間升高，在晚間則急劇下降；巖石在日間受熱膨脹，在晚間冷卻收縮。應(yīng)力通常都會(huì)施加在外層。此應(yīng)力令巖石外層以薄片狀態(tài)剝落。雖然此現(xiàn)象由溫差做成，但水氣的存在令熱膨脹的效果加強(qiáng)。凍融風(fēng)化：又被稱為凍裂作用。這種風(fēng)化作用在溫度接近冰點(diǎn)的山區(qū)十分常見(jiàn)。霜會(huì)引起風(fēng)化，雖然其原因常被指為水在裂縫中結(jié)冰后膨脹而成，其實(shí)大多數(shù)都和此現(xiàn)象沒(méi)有關(guān)系。很久之前人類已經(jīng)知道濕潤(rùn)的泥土在凍結(jié)時(shí)，在未凍結(jié)的地方的水會(huì)經(jīng)由薄層在增長(zhǎng)中的底冰中收集，因而引起膨脹或凍脹壓力釋放原理：在壓力釋放，或稱為風(fēng)化卸荷，發(fā)生在物體以上的物質(zhì)（不一定是巖石）被侵蝕作用或其它過(guò)程移走后，被移走的物質(zhì)以下的巖石會(huì)以表面水平的方式膨脹及破裂。通常被移走的物質(zhì)會(huì)較重，施加給其以下的巖石很大的壓力，例如移動(dòng)中的冰川。壓力釋放可能亦會(huì)引致剝離作用發(fā)生。生物風(fēng)化地衣及蘚類植物在光禿禿的巖石表面生長(zhǎng)，做成一個(gè)更為潮濕的化學(xué)微環(huán)境。巖石被這些生物附上后會(huì)加強(qiáng)在巖石上表面微表層進(jìn)行的物理與化學(xué)分解。大范圍的幼苗發(fā)芽及植物的根部除了在巖石上裂隙施加物理壓力外，亦提供一個(gè)水及化學(xué)物的滲透渠道。挖洞動(dòng)物及昆蟲(chóng)分布在底巖附近的土壤表層亦會(huì)增加水及酸的滲透性和進(jìn)行氧化過(guò)程的表面積。風(fēng)化作用無(wú)處不在，無(wú)孔不入，它對(duì)人們帶來(lái)的困擾，幾乎可與生銹、蟲(chóng)蛀并列。位于洞穴或石窟（著名的如云崗石窟、敦煌石窟等）的浮雕或石雕雖免于風(fēng)吹雨淋之苦，仍因風(fēng)化而變得斑駁陸離。龍門(mén)石窟現(xiàn)“剪刀手佛像”云岡石窟遭遇風(fēng)化危機(jī)埃及的獅身人面像屹立在大自然已有4000多年了，相對(duì)來(lái)說(shuō)風(fēng)化進(jìn)行得較慢，原因之一是氣候干燥，