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)變化過程。風(fēng)化作用帶來的影響巖石經(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，無分選性，無層理，向下逐漸過渡到基巖，在存在生物活動物的地區(qū)，殘積物頂部發(fā)育成土壤。化學(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，改變原來礦物的分子結(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)化這個過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。例如氧化鐵便會轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵及硬石膏經(jīng)過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。霜會引起風(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)象沒有關(guān)系。很久之前人類已經(jīng)知道濕潤的泥土在凍結(jié)時(shí)，在未凍結(jié)的地方的水會經(jīng)由薄層在增長中的底冰中收集，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程移走后，被移走的物質(zhì)以下的巖石會以表面水平的方式膨脹及破裂。通常被移走的物質(zhì)會較重，施加給其以下的巖石很大的壓力，例如移動中的冰川。壓力釋放可能亦會引致剝離作用發(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，做成一個更為潮濕的化學(xué)微環(huán)境。巖石被這些生物附上后會加強(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，亦提供一個水及化學(xué)物的滲透渠道。挖洞動物及昆蟲分布在底巖附近的土壤表層亦會增加水及酸的滲透性和進(jìn)行氧化過程的表面積。風(fēng)化作用無處不在，無孔不入，它對人們帶來的困擾，幾乎可與生銹、蟲蛀并列。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，相對來說風(fēng)化進(jìn)行得較慢，原因之一是氣候干燥，