风化作用地球化学

第十一章风化作用地球自形成以来，无时不在变化之中，地球的面貌也随之不断改变。

今天地球的面貌是地球长期演变的结果，且仍以人们通常所不易察觉的方式和速度在变化着。

引起这种变化的动因就是地质作用。

地质作用就是形成和改变地球的物质组成、外部形态特征和内部构造的各种自然作用。

根据地质作用能量的主要来源和作用的主要部位，可分为内动力地质作用和外动力地质作用，并分出许多次一级的作用。

一．内力地质作用内力地质作用是由于地球的内热、地球自传与重力等能量所激发，并主要发生在地球内部的作用。

内力地质作用因其作用方式不同可分为四种：构造运动：地壳的机械运动。

按其运动方向可分为水平运动与垂直运动。

岩浆作用：岩浆的发生、运动及其固结成岩的作用。

按其作用发生的部位分为侵入作用和喷出作用。

变质作用：岩石在基本上为固态下，由于温度、压力和化学活动性流体的作用而发生成分、结构及构造变化。

地震：大地的快速颤动。

二．外力地质作用外力地质作用是由大气、水和生物在太阳辐射、重力以及日月引力等能源的作用下所进行的各种作用，它们都发生在地球的表层。

分为以下五种：风化作用：地表岩石在外力作用下发生机械崩解或化学分解，变为松散的碎块、碎屑直至土壤，并残留原地；剥蚀作用：岩石在外力作用下被破坏，破坏的生成物同时被带走；搬运作用：外力将风化剥蚀的产物搬运到他处；沉积作用：搬运物在适宜的地方发生堆积；固结成岩作用：松散沉积物转变为坚硬的岩石。

第一节风化作用外力地质作用对陆地表面和岩石进行改造的第一步就是由风化作用开始的，它是地表广泛存在的一种破坏现象。

风化作用是大气圈和暴露在地表的岩石间的相互作用，是各种地表作用的总的影响。

当原岩（高温高压）暴露于地表（常温常压）时，会受到各种外营力（大气中的O2、CO2、渗透到岩石缝隙中的水以及生物）作用而破坏，发生机械崩解或化学分解，完整的岩石最终变成松散的碎屑及至土壤，这就是风化作用。

一．风化作用之内因风化作用之所以能够进行，是因为矿物和岩石所处的环境发生了改变。

第三章风化作用风化作用：在地表或近地表的环境中，由于温度变化、大气、水和水溶液及生物作用等因素的影响下，使岩石在原地遭受破坏的过程。

结果①机械破碎，岩石由大块裂成小块；②岩石矿物分解，一部分迁移走，一部分变成新化合物残留在原地分类物理风化，化学风化，生物风化一. 物理风化由于温度变化等自然因素的影响，使岩石在原地发生蹦解的作用。

常见的有温差风化、冰劈作用和盐类的结晶与潮解作用。

冰劈108kg/cm2盐40kg/cm2层状剥落二. 化学风化在大气、水和水溶液的作用下，岩石、矿物发生分解的作用。

常见的有溶解作用、氧化作用、水化作用、水解作用和碳酸化作用。

溶解作用：岩石中矿物溶解于水而产生分解和碳酸化的作用岩石中可溶性矿物被水溶解带走，岩石的孔隙度增大，硬度降低。

氧化作用：矿物与大气或水中的游离态氧发生反应，生成氧化物的作用。

铁帽赤铁矿针铁矿氧化作用所能达到的地带，称为氧化带，深度随岩石性质、裂隙发育程度和地下水情况而异。

水化作用：水分子结合到矿物晶格中的作用。

Fe 2O 3+n H 2OFe 2O 3·n H 2O 赤铁矿褐铁矿CaSO 4+2H 2OCaSO 4·2H 2O 硬石膏石膏水化作用常增大矿物体积，对围岩产生压力，促使其破裂；同时也造成矿物的硬度降低，削弱了岩石的抗风化的能力。

水解作用：在水中电离的矿物阴离子或阳离子与H 2O 离解成的H +和OH -相互结合，生成难电离的弱电解质的过程。

水解作用反应不可逆，通常是水中的H +置换矿物中碱金属离子，因此，发生水解作用的矿物主要是弱酸强碱盐组成的矿物。

水解作用导致矿物分解和岩石破坏，在表生地球化学中具有重要意义。

Mg 2SiO 4+ 4H 2O2Mg 2++4OH -+ H 2SiO 4镁橄榄石4K [AlSi 3O 8] + 6H 2OAl 4[Si 4O 10](OH)8+8SiO 2+4K ++4OH -钾长石高岭石胶体Mg 2SiO 4+ 4H 2O+4CO 22Mg 2++4HCO 3-+ H 2SiO 4水体含CO 2时水解作用加速三. 生物风化生物的生命活动引起地表岩石的分解破坏作用。

常见的风化作用风化作用是指地壳中岩石和土壤受大气、水和生物等因素的作用而发生的物理、化学和生物学的变化过程。

风化作用是地质学中非常重要的过程，它不仅影响着地貌的形成和演化，还直接影响着生态环境的稳定性和可持续发展。

下面将介绍几种常见的风化作用。

1. 物理风化物理风化是指岩石在受压力、温度变化和水分的作用下发生的物理变化过程。

常见的物理风化作用有热胀冷缩、冰冻破碎、风蚀和水蚀等。

热胀冷缩是指岩石在温度变化时由于体积的变化而产生的开裂和破碎。

冰冻破碎是指岩石在冻融循环作用下发生的物理破碎。

风蚀是指岩石受强风吹袭时产生的磨蚀和侵蚀作用。

水蚀是指岩石受水流冲刷和侵蚀时发生的物理变化。

2. 化学风化化学风化是指岩石在水、氧气、二氧化碳等物质的作用下发生的化学变化过程。

常见的化学风化作用有水解、氧化、碳化和溶解等。

水解是指岩石中的矿物质在水的作用下分解为新的矿物质。

氧化是指岩石中的金属元素与氧气结合形成氧化物的过程。

碳化是指岩石中的碳酸盐矿物质与二氧化碳反应生成新的矿物质。

溶解是指岩石中的矿物质在水中溶解和被冲刷的过程。

3. 生物风化生物风化是指生物活动对岩石和土壤产生的风化作用。

常见的生物风化作用有根系侵蚀、生物腐蚀和生物破碎等。

根系侵蚀是指植物的根系通过生长和扩张对岩石和土壤产生的机械破坏作用。

生物腐蚀是指微生物对岩石和土壤产生的化学破坏作用。

生物破碎是指动物通过啃食、咬碎等行为对岩石和土壤产生的物理破坏作用。

4. 冻融风化冻融风化是指岩石在冻融循环作用下发生的物理和化学变化过程。

当岩石中的水分在低温条件下冻结时，水会膨胀，使岩石受到压力的作用而产生开裂和破碎。

随着冰的融化，岩石又会恢复原状。

这个过程反复进行，最终导致岩石的物理和化学变化。

5. 风化作用的影响风化作用对地貌的形成和演化起着重要的作用。

它通过破碎、溶解和侵蚀等过程，改变了岩石的结构和组成，进而影响着地表的形态和地貌的发展。

同时，风化作用还释放出大量的溶解物和养分，对土壤的形成和发育有着重要的贡献。

风化作用的基本概念风化作用的基本概念1. 风化作用是什么？•风化作用是指在地表或浅层地下，由于气候、水文、植生等因素的作用，使岩石和土壤发生物理、化学和生物学的变化过程。

2. 风化作用的分类•物理风化: 由于温度变化和水分的冻融作用等使岩石破裂、剥落的过程。

•化学风化: 岩石中的矿物质与水、空气中的化学物质反应，产生新的化合物和溶解过程。

•生物风化: 植物根系和微生物等生物的作用导致岩石破碎和溶解。

3. 风化作用的影响•影响土壤发育：风化作用加速岩石的分解和溶解，形成可供植物生长的土壤。

•形成地貌景观: 风化作用造成岩石的破裂和剥落，形成峡谷、崖壁等地貌特征。

•影响水循环: 风化作用影响地下水和地表水的循环，改变水的渗透性和排泄性能。

•加速岩石侵蚀：风化作用削弱了岩石的抗侵蚀性能，强化了其他侵蚀作用的影响。

•形成矿产资源: 风化使富含矿物质的岩石分解，形成矿床。

•保护古代文化遗址：风化作用对文化遗址的破坏作用相对较弱，有助于文化遗址的保护和研究。

5. 风化作用的应用价值•地质调查与勘探：风化剥蚀的程度可以反映岩石和土壤的性质，有助于地质勘探和矿产资源的评估。

•建筑工程: 风化作用的了解可以指导建筑物的选择和基础工程的设计。

•环境保护: 风化作用可以改善土地的肥力和保护水资源，对生态环境具有积极影响。

以上就是风化作用的基本概念及其相关内容的简述。

通过了解风化作用的分类、影响、地质意义和应用价值，我们可以更好地理解地球表层的形成与演变过程，为地质调查、环境保护和人类活动提供科学依据。

•气候条件: 不同气候下，风化作用的强度和方式会有所不同。

例如，热带气候下化学风化较为显著，而寒冷气候下物理风化更为明显。

•岩石性质: 不同类型的岩石对风化作用的抵抗能力不同。

一些酸性岩石（如花岗岩）相对较抗风化，而一些碳酸盐岩（如大理石）则容易受到化学风化的影响。

•植被覆盖: 植被能够减少风化作用的发生，通过保持土壤湿度和固定土壤的方式起到保护作用。

风化作用及类型风化作用是指地壳中的岩石在地球表面受到风、水、冰和生物等自然力量的作用下，发生物理、化学和生物学的变化过程。

风化作用是地壳物质与外界环境相互作用的结果，是地球表面最常见的地质现象之一。

本文将介绍风化作用的类型及其特点。

一、物理风化物理风化是指岩石在受到自然力量作用下，发生物理性质的变化。

其中最常见的是温度变化引起的热胀冷缩作用。

当岩石受到日照或火山喷发等高温作用时，会发生膨胀；而当岩石遭受夜晚的低温或水的浸泡时，会发生收缩。

这种反复发生的热胀冷缩作用会导致岩石断裂、剥落和崩解。

二、化学风化化学风化是指岩石在水、酸、氧和二氧化碳等化学物质的作用下，发生化学性质的变化。

水是最常见的化学风化剂，它能够溶解岩石中的矿物质，使其发生溶解、离析或水解等反应。

酸性降水是一种常见的化学风化作用，酸雨中的酸性物质能够溶解岩石中的矿物质，使其逐渐破坏。

氧和二氧化碳在大气中的存在也会对岩石产生氧化作用，使其变得脆弱。

三、生物风化生物风化是指生物体对岩石进行物理和化学的风化作用。

植物的根系能够渗入岩石裂隙中，通过物理性的机械破坏作用和化学性的分泌物作用，使岩石表面产生剥蚀、破碎和溶解。

此外，昆虫、蠕虫和其他小型生物也会对岩石表面进行物理和化学的作用，进一步促进风化的发生。

四、冻融风化冻融风化是指在低温环境下，岩石受到冻结和解冻作用的影响，发生物理和化学的变化。

当岩石中的水渗入裂隙中，遇到低温时会冻结，冰的体积膨胀导致裂隙扩大，这是物理性的冻融作用；而冰的融化又会使岩石中的水分溶解化学物质，这是化学性的冻融作用。

这种反复发生的冻融作用会导致岩石破裂、剥落和变形。

五、风蚀作用风蚀作用是指风对地表岩石的冲击、磨蚀和搬运作用。

风能够携带沙尘、砂砾和粉末等颗粒物质，对岩石表面进行冲蚀和磨蚀，使其变得平滑和圆润。

同时，风还能够将携带的岩石颗粒沉积在其他地方，形成沙丘、沙漠和黄土高原等地貌。

六、水蚀作用水蚀作用是指水对地表岩石的冲击、侵蚀和搬运作用。

物理风化,化学风化随纬度变化地理解析岩石的风化是地表常见的一种自然地理过程，几乎到处都能发生。

无论怎样坚硬的岩石，一旦出露或者接近地表，直接与水圈、大气圈、生物圈接触，在地表的物理和化学环境作用下，都会逐渐发生疏松、崩解和化学成分的改变，变成大小不等的岩屑和土层。

岩石发生物理的和化学的变化成为风化。

引起岩石变化的作用成为风化作用。

风化作用的实质就是岩石本身离开地壳深处高温、高压的条件，在出露或者接近地表后，为了适应地表常温、常压的新环境而必然发生的一种变化过程。

通常把风化作用分为物理、化学和生物风化作用三种。

因为生物风化对岩石的破坏效应，可以纳入物理的或化学的过程，所以，风化作用主要是物理风化与化学风化。

（一）物理风化作用物理风化作用是指岩石发生物理疏松崩解等机械破坏过程，一般不引起化学成分的改变。

1.因岩石卸荷释重而引起剥离作用。

形成于地壳深处的岩石，后来受到地壳运动的抬升，上覆的岩石逐步被蚀去，释放了原来受压的应力，由此而引起岩体膨胀。

当膨胀超过了弹性限度之后，岩石就会发生破裂而产生许多可见的裂隙或隐伏的纹理，成为卸荷裂隙。

这种作用成为剥离作用，在花岗岩分布地区最为常见。

2.外来晶体在岩石裂隙中的挤压作用。

存在于岩石裂隙中的水，在气温达到冰点凝固结冰时，体积膨胀，比原来增大9%左右。

它对裂隙周边壁施加很大压力，使岩石裂隙加宽加深。

当冰再融化时，水沿扩大了的裂隙向更深处渗入，再次冻结。

如此反复进行，就好像劈木材的楔子，不断使裂隙加深加大，以至于把岩石崩解成碎块。

岩石裂隙中的水，常常溶解着大量的矿物质，一旦水分蒸发，溶液浓度逐渐达到饱和，便结晶成盐类。

这时体积增大，产生膨胀压力，也可以使岩石迅速崩解。

在污染严重的大城市和工业区，雨水常常成稀薄的酸雨，它对石灰岩、大理石建筑物有强烈的腐蚀作用，发生的化学反应成石膏。

而石膏的结晶作用，使岩石薄片状崩解下来，这种作用应属于机械风化作用，但它又是化学作用的反应。

工程地质（第三版）1Huijinglee 任务一 风化作用风化作用： 组成地壳的岩石在地表的常温、常压下，由于气温变化、空气、水容液及生物的共同作用，使岩石在原地遭受分解或崩解的作用。

二、风化作用类型1、物理风化的主要方式♦ 温差风化：温度变化引起，是物理风化作用最主要的因素♦ 冰冻风化：充填在岩石裂隙中的水分结冰使岩石破坏的作用♦ 盐类的潮解与结晶2、 化学风化的主要方式溶解作用：水直接溶解岩石中矿物的作用水化作用：有些矿物与水作用时，能够吸收水分作为自己的部分，形成含水的新矿物 水解作用：某些矿物溶于水后，出现离解现象，其离解产物可与水中的H+和OH-离子方式化学反应，形成新的矿物碳酸化作用：当水中溶有CO2时，与水结合形成碳酸氧化作用：矿物中的低价元素与大气中的游离氧化合变为高价元素的作用3、生物风化作用三、影响风化作用的因素气候、地形、地下水的影响1、气候：气候决定着温度、降水、生物生长等情况，干冷地区：物理风化为主，产物以岩石碎屑 为主，风化层薄。

湿热地区：化学风化为主，生物风化亦强，矿物分解彻底。

产物以大量残留粘土为主，风化层厚 地势高度：中低纬度的高山区具明显气候分带性。

2、地形地势起伏程度：地势陡峻处风化产物下坠，新岩石裸露易风化。

山坡方向：向阳坡雨水多，日照强，风化作用强烈。

3、地下水：地下水的渗流，化学成分影响风化速度、程度、分布。

（二）岩石的性质1、 出露地表的三大岩类抵抗风化的能力不同。

沉积岩(抗风化能力强)> 岩浆岩和变质岩(抗风化能力弱）沉积岩：（碎屑岩 > 化学岩和生物岩）岩浆岩：（酸性岩 > 基性岩）变质岩： (浅变质 > 深变质)2、岩石矿物成分（1） 含Ca 、Mg 、K 、Na 等元素愈多矿物愈不易风化含Fe 、Al 、Si 等元素愈多矿物愈易风化据研究得矿物在风化中的稳定系列<=> 鲍文反应系列结晶早 晚风化快 慢风化顺序：橄榄石>辉石>角闪石>黑云母>滑石>蛇纹石>绿帘石>基性斜长石>酸性石>正长石>白云母>石英（2）岩石的结构、构造。

土壤的化学风化作用有哪些引言土壤化学风化是地球表层岩石在原位分解和溶解的过程，是地壳中重要的地质作用之一。

化学风化是通过溶液的作用，将岩石中的矿物质分解、溶解和转化为新的物质，并改变岩石的结构和性质。

本文将探讨土壤的化学风化作用及其对土壤形成和发展的影响。

1. 溶解作用溶解是土壤化学风化过程中最常见的一种作用。

水通过渗透和渗流进入土壤，其中溶解的碳酸氢根离子能够将含有碳酸钙的岩石快速分解为溶液。

溶液中的离子还可与氢离子结合形成弱酸，进一步溶解含有硅酸盐矿物的岩石。

2. 氧化还原作用氧化还原作用是指物质在氧化和还原反应中电子的转移过程。

在土壤中，有机物和无机物的氧化还原反应是常见的化学风化过程。

有机物的氧化可以通过微生物的作用、氧化剂的存在以及氧气的作用来实现。

无机物的氧化还原作用主要包括硫酸盐的氧化反应、氧化亚铁的转化等。

3. 碳酸盐溶解作用碳酸盐溶解是土壤化学风化中的重要环节。

CO2通过大气、土壤和生物的过程进入土壤中，与水反应生成碳酸根离子，使土壤中的碳酸钙岩石溶解。

在土壤中，碳酸盐溶解反应是一个缓慢而持续的过程，其速率取决于土壤中的水分和温度等因素。

4. 水合作用水合作用指的是固体物质与水反应生成水合物的过程。

在土壤中，水合作用对于盐类矿物的溶解和析出起着重要作用。

当土壤中的水分充足时，水合作用有助于矿物颗粒的分散，增强土壤的透水性和透气性。

而干旱条件下，水合作用会减弱，导致土壤颗粒紧密堆积，降低土壤的渗透性。

5. 吸附反应吸附是固体表面吸附溶液中的气体或离子的过程。

土壤中的吸附反应主要包括：阳离子的吸附、阴离子的吸附和有机物质的吸附。

这些吸附反应可以改变土壤中的离子组成和化学性质，影响土壤的肥力和养分的供应。

结论土壤的化学风化是地球表层岩石在原位分解和溶解的过程，通过溶解作用、氧化还原作用、碳酸盐溶解作用、水合作用和吸附反应等多种化学作用来改变岩石的结构和性质。

这些化学风化作用对土壤的形成和发展起着重要的影响，调节土壤肥力、改善土壤结构和保护生态环境等方面发挥着重要作用。