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风化作用的类型及其特点一、风化作用的概述风化作用是指地壳上的岩石在长期的自然力作用下，经历了物理、化学和生物等多种过程而发生的破碎和变质现象。
风化作用可以分为物理风化、化学风化和生物风化三个主要类型。
接下来将对每种风化作用的特点进行详细介绍。
二、物理风化特点：•物理风化是自然力与岩石的直接作用，主要包括温度变化、水分作用和植物根系作用等。
•物理风化主要通过物理力量使岩石破碎和变形，不改变岩石的化学成分。
•物理风化对岩石的破坏主要体现在表面上，例如岩石的脱落、剥蚀等。
•物理风化的速率受到环境因素的影响，如温度变化幅度、水分的存在与否等。
•物理风化过程中破碎的岩石颗粒保持其原有的化学成分。
三、化学风化特点：•化学风化是指岩石与水、气体和其他物质发生化学反应而发生的破坏和变质现象。
•化学风化改变了岩石的化学成分，导致岩石的物理特性和结构发生变化。
•化学风化是一个相对缓慢的过程，需要长时间才能显著地改变岩石。
•水是化学风化的主要媒介，其溶解性以及酸性或碱性对岩石风化的影响很大。
•在化学风化中，一些矿物质会溶解，而另一些矿物质将被氧化、还原或水解。
四、生物风化特点：•生物风化是指植物和动物等生物体对岩石进行的破坏和变质作用。
•生物风化的主要作用是通过生物体的生长和活动改变岩石的物理性质和化学成分。
•根系的作用是生物风化的重要方面，其会通过渗透力和物理压力来破坏岩石。
•生物风化作用的速度较慢，但可以在较短的时间内产生显著的效果。
•生物风化通常在土壤或泥土中发生，这些物质为生物提供了滋养和生活的环境。
五、不同风化作用的关系•不同类型的风化作用通常是相互关联的，彼此之间的作用和影响相互交织。
•物理风化可以为化学风化提供更广泛的表面积，并促进化学反应的进行。
•生物风化可以通过根系侵蚀岩石，为物理和化学风化提供更多的机会。
•物理风化和化学风化的结合会加速岩石的破坏和变质过程。
•不同类型的风化作用相互作用，共同影响着地貌的形成和演变。
第一节风化作用类型一、风化作用概述矿物和岩石在地表条件下发生机械破碎和化学分解的过程－风化作用。
根据风化作用性质和作用方式，风化作用类型分为：物理、化学和生物风化作用。
（一）物理风化作用地表岩石在原地发生机械破碎而不改变其化学成分，也不形成新矿物的作用过程－物理风化作用。
如，矿物岩石的热胀冷缩、冰劈作用、层裂和盐类物质结晶等均使岩石由大变小，以至完全破碎。
物理风化作用方式－热胀冷缩由于温差影响，尤其短时间温度骤变，岩石强烈热胀冷缩，发生破碎和剥落。
在沙漠地区，昼夜温差达70℃以上。
岩石由多种矿物组成，不同矿物具有不同的膨胀系数，差异性膨胀破坏了矿物间结合力，是岩石发生碎裂的主要原因。
冰劈作用水结冰时体积增加。
岩石裂隙中充填水，当温度降至0℃，水结冰过程发生膨胀，冻结和融化反复交替使岩石裂隙增多导致岩石崩裂。
层裂作用地下深处岩石，当上覆岩层被剥蚀，出露地表时压力消除，产生向上的膨胀力，形成平行于地面的裂隙。
盐类的潮解和结晶盐类物质夜间吸收水分溶解，白天蒸发失水结晶。
溶解与结晶交替。
（二）化学风化作用化学风化作用：受水、氧气和二氧化碳作用，地表岩石发生化学成分和矿物成分变化的作用过程。
作用方式：溶解、水化、水解、碳酸化和氧化作用等。
溶解作用水是溶剂，含有一定量的O2、CO2及其它物质，具较强的溶解能力。
不同矿物具有不同的溶解度：方解石>白云石>橄榄石>辉石>角闪石>长石>石英。
温度对矿物的溶解度有显著影响。
热带地区雨水充沛、气温高，岩石风化速率高。
水化作用矿物与水作用，吸收水分子加入到矿物晶格中，形成含水矿物。
如，CaSO4 + 2H2O CaSO4 ? 2H2O硬石膏石膏硬石膏转变为石膏，体积膨胀60%，对围岩产生压力。
同时，石膏溶解度较大，更加速岩石的风化和分解。
水解作用发生水解，形成含OH－的新矿物。
造岩矿物中硅酸盐和铝硅酸盐矿物易发生水解作用如：4K[AlSi3O8] + 6H2O Al4[Si4O10](OH)8+8SiO2+4KOHAl4[Si4O10](OH)8 + nH2O 2Al2O3?nH2O+ 4SiO2 + 4H2O溶于水中的CO2形成CO32－和HCO3－，与矿物中金属阳离子结合成易溶的碳酸盐而随水流失，原有矿物发生分解：CaCO3+CO2+H2O Ca2++2HCO3－4K[AlSi3O8] + 4H2O +2CO2 Al4[Si4O10](OH)8+8SiO2+2K2CO3氧化作用矿物中某些元素与氧结合形成新矿物：黄铁矿(FeS2)－硫酸亚铁(FeSO4)－硫酸铁[Fe2(SO4)3]－褐铁矿[Fe(OH)3]磁铁矿(Fe3O4)－褐铁矿[Fe(OH)3]大部分岩石和矿物中含有铁，氧化后使风化岩石表面常呈紫红色和铁褐色。
第10章风化作用风化作用（weathering）是指地表岩石受到大气、水、植物和动物等自然界因素的作用而发生变化的过程。
风化作用主要包括物理风化和化学风化两种类型。
一、物理风化物理风化是指岩石在大气、水和温度变化等自然力作用下受到物理破碎、颗粒剥离、冻融破碎和压力释放等过程的影响，导致岩石发生破碎、溶解、脱落等现象。
常见的物理风化过程包括以下几种：1.热胀冷缩：岩石在昼夜温度变化和季节性温度变化过程中，由于体积膨胀、收缩不均，导致岩石内部产生应力，结果破裂、剥落，甚至形成巨石、壮石。
2.冻融作用：在寒冷地区或高山上，水分由于冻结而膨胀，使岩石发生爆裂、剥落的现象，称为冻融破碎。
特别在夜间，冷空气让山体内部岩石冷却，露在表面的充满水的岩石裂开，进而破碎成小颗粒。
3.膨胀作用：水分进入岩石的裂隙中，温度升高时水分蒸发，产生蒸汽并迅速膨胀。
膨胀的水蒸气使岩石裂开，导致颗粒的剥落和空隙的扩大。
4.生物破碎：动植物也参与到物理风化过程中。
植物的根系在长期生长过程中，通过生长和扩张的力量，能够将裂缝扩大，破坏岩石的结构。
动物如啮齿类动物通过啃食和咀嚼，促使岩石发生剥落。
二、化学风化化学风化是指岩石在大气和水中发生化学反应，导致岩石组成发生变化。
化学风化的主要作用是溶解、水解、氧化还原和水合等反应。
常见的化学风化过程包括以下几种：1.溶解：水中的酸性物质可以溶解岩石中的碳酸盐类物质，如石灰石。
长期的水侵蚀会使岩石表面产生溶洞和地下洞穴。
此外，酸雨的形成和人类活动的影响，也增加了溶解的速度。
2.氧化还原：许多岩石中含有可氧化的金属，如铁、铜等。
当金属离子遭受氧化和还原作用时，会导致岩石发生颜色变化、破裂等现象。
3.水合：岩石中的水合物质在与水接触后通过吸附和聚合反应水合成更为稳定的物质，导致岩石中孔隙扩大。
从时间角度来看，物理风化是一个相对较快的过程，通常在几十年到几百年内就能显著改变岩石的形态。
而化学风化是一个相对较慢的过程，需要几千年乃至几十万年的时间才能产生显著影响。
风化作用深度讲解Weathering
※风化作用的概念及类型
定义：暴露于地表或近地表的岩石或矿物，在大气、水及生物的联合影响下，使原来岩石的物理性质或化学成分在原地发生改变的地质作用过程。
风化和剥蚀紧密相连，但风化一般不发生大规模的位移，剥蚀则具明显的位移。
根据风化作用的因素和性质分为三大类型：
一、物理（机械）风化作用
二、化学风化作用
三、生物风化作用
一、物理风化作用
物理风化作用（Physical weathering，又称机械风化作用）：地表或接近地表条件下岩石、矿物在原地产生的机械破碎而不改变其化学成分的过程。
物理风化作用的方式
1.矿物岩石的热胀冷缩——温差风化
2.岩石空隙中水的冻结与融化——冰劈作用
3.岩石卸载（释重）——层裂
4.岩石空隙中盐的结晶与潮解
（1）岩石是热的不良导体，其表层
和内部在昼夜及季节温差变化下不能同步膨胀或收缩。
（2）岩石中不同种类矿物的热膨胀
系数也不同，温度变化会引起不同矿
物的差异性胀缩。
1.温差风化
由于昼夜温差变化使岩石发生胀缩
差异而产生的崩解破碎现象。
2.冰劈作用
岩石裂隙中水结冰膨胀，对裂隙周围产生压力，裂隙扩大，当温度上升至冰点以上时，冰重新融化并下渗填满空隙，再冻结时，又可使裂隙扩展。
如此反复，空隙不断扩大，从而使岩石崩解。
3.释重作用
地下深处的岩石承受巨大静压力，岩石从地下深处上升到地表时，由于上覆静压力减小而产生张应力，形成一系列与地表平行的宏观和微观的内部破裂面。
4.盐的结晶与潮解
干旱、半干旱地区，地壳表层岩石空隙中含盐分较多。
白天，烈日烤晒，气温升高，水分蒸发，当盐分浓度增加至过饱和时，发生结晶，体积膨胀（如明矾结晶体积增大5%，对两壁产生10kg/cm2），孔隙扩大；夜晚气温降低，盐分从大气中吸收水分而潮解、下渗，同时也将沿途盐分溶解下渗到新产生的空隙中，如此反复进行，则导致岩石崩解。
二、化学风化作用
化学风化作用（Chemical weathering）：地表岩石在水、氧及二氧化碳等作用下发生化学成分变化，并生成新矿物。
溶解作用
水化作用
水解作用
碳酸盐化作用
氧化作用
1.溶解作用(dissolution)
岩石或矿物溶于水的作用。
矿物溶解度能力：
石盐＞石膏＞方解石＞白云石＞橄榄石＞辉石＞角闪石＞长石＞石英
结果：易溶组分流失，难溶组分残留原地，致使岩石空隙增大，密实程度减小，利于剥蚀。
石膏硬石膏CaSO 4＋2H 2O =CaSO 4·2H 2O 2.水化作用（hydration ）
有些矿物吸收一定数量的水，并加入到矿物晶格中，转变为含水矿物。
例如：硬石膏与水作用后形成石膏，体积增大60%，对周围岩石产生很大压力，因而加快了物理风化的破坏作用。
3.水解作用
盐类矿物（强碱弱酸或强酸弱碱盐）遇水后发生水解并与H2O 中的OH-、H+反应生成新的矿物（含OH-）。
如：
4K(AlSi3O8)+6H2O→Al4(Si4O10)(OH)8+8SiO2+4KOH （钾长石）（高岭石）
Al4(Si4O10)(OH)8+nH2O→Al2O3.nH2O+4SiO2+4H2O （高岭石）水铝石（铝土矿）
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Ca(HCO 3)2（溶于水）
CaCO 3＋CO 2＋H 2O =
石灰岩（不溶于水）4.碳酸化作用(Carbonation)
水溶液中溶有CO 2，离解出H +和OH -，以及CO 2-和HCO -，遇碱金属或碱土金属时形成碳酸盐。
桂林地区结石的发病率往往较其它地区要高，很重要的因素就是饮用水中含的钙质太高。
高岭石
正长石4KAlSi 3O 8＋2CO 2＋4H 2O=Al 4Si 4O 10(OH)8＋8SiO 2＋2K 2CO 3富含游离二氧化碳的水比纯水对碳酸盐和原生铝硅酸盐矿物的破坏更为剧烈。
正长石与含二氧化碳的水作用后，能使正长石分解。
5.氧化作用（Oxidation）
①矿物中元素与氧结合，形成新矿物。
2FeS2+7O2+2H2O→2FeSO4+2H2SO4→Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3黄铁矿→硫酸亚铁→硫酸铁+褐铁矿（铁帽）
②矿物中的变价元素从低价变成高价：
4Fe3O4+O2+18H2O→12Fe(OH)3
磁铁矿→褐铁矿
铁帽
氧化带
金属硫化物矿脉
三生物风化作用（biological weathering）生物生长和生命活动对岩石、矿物产生的破坏作用。
生物风化作用的方式
生物物理风化作用
生物化学风化作用
1.生物物理风化作用
生物活动使岩石产生机械破坏。
1.植物根劈
2.动物钻洞、挖土
3.人类活动
生长在岩石裂隙中的植物，随着根系长大，对裂隙壁挤压，使裂隙扩大，从而引起岩石破坏。
动物机械破坏（穴居、践踏等）
2、生物化学风化作用
1.遗体腐烂分解，形成有机酸和气体（CO2、H2S）、腐蚀岩石；遗体在还原环境中，形成腐殖质，促进岩石分解。
2.植物生长（选择吸收元素、
分泌酸溶液腐蚀岩石）。
3.微生物分泌酸类。
