化學(xué)風(fēng)化作用

化學(xué)風(fēng)化作用在地表或接近地表?xiàng)l件下、巖石、礦物在原地發(fā)生化學(xué)變化并可產(chǎn)生新礦物的過(guò)程01溶解作用水解作用水化作用碳酸化作用目錄03020405氧化作用異同影響因素目錄0706基本信息在地表或接近地表?xiàng)l件下，巖石、礦物在原地發(fā)生化學(xué)變化并可產(chǎn)生新礦物的過(guò)程叫化學(xué)風(fēng)化作用。引起化學(xué)風(fēng)化作用的主要因素是水和氧。自然界的水，不論是雨水、地面水或地下水，都溶解有多種氣體（如O2、CO2等）和化合物（如酸、堿、鹽等），因此自然界的水都是水溶液。水溶液可通過(guò)溶解、水化、水解、碳酸化等方式促使巖石化學(xué)風(fēng)化。氧的作用方式是氧化作用。溶解作用溶解作用水直接溶解巖石中礦物的作用稱為溶解作用。溶解作用的結(jié)果，使巖石中的易溶物質(zhì)被逐漸溶解而隨水流失，難溶的物質(zhì)則殘留于原地。巖石由于可溶物質(zhì)的被溶解而致孔隙增加，削弱了顆粒間的結(jié)合力從而降低巖石的堅(jiān)實(shí)程度，更易遭受物理風(fēng)化作用而破碎。最容易溶解的礦物是鹵化鹽類(lèi)（巖鹽，鉀鹽），其次是硫酸鹽類(lèi)（石膏，硬石膏），再次是碳酸鹽類(lèi)（石灰?guī)r，白云巖）。巖石在水里的溶解作用一般進(jìn)行的十分緩慢，但是當(dāng)水的溫度升高以及壓力增大時(shí)，水的溶解作用就比較活躍。特別是當(dāng)水中含有侵蝕性的CO2而發(fā)生碳酸化作用時(shí)，水的溶解作用就會(huì)顯著增強(qiáng)，如在石灰?guī)r分布地區(qū)，由于這種溶解作用經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生溶洞、溶穴等巖溶現(xiàn)象。水化作用水化作用有些礦物與水接觸后和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，吸收一定量的水到礦物中形成含水礦物，這種作用稱為水化作用。如硬石膏經(jīng)過(guò)水化作用變?yōu)槭嗑褪呛芎玫睦?。CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O硬石膏石膏水化作用的結(jié)果產(chǎn)生了含水礦物。含水礦物的硬度一般低于無(wú)水礦物，同時(shí)由于在水化過(guò)程中結(jié)合了一定數(shù)量的水分子進(jìn)人物質(zhì)的成分之中，改變了原有礦物的成分，引起體積膨脹，對(duì)巖石也具有一定的破壞作用。若巖層中含有硬石膏時(shí)，當(dāng)石膏發(fā)生水化作用而體積膨脹，對(duì)圍巖會(huì)產(chǎn)生很大的壓力，促使巖層破碎。在隧道施工中，這種壓力甚至能引起支撐傾斜、襯砌開(kāi)裂，應(yīng)當(dāng)引起足夠的注意。水解作用水解作用某些礦物溶于水后，出現(xiàn)離解現(xiàn)象，其離解產(chǎn)物可與水中的H和OH離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成新的礦物，這種作用稱為水解作用。例如正長(zhǎng)石經(jīng)水解作用后，開(kāi)始形成的K與水中OH離子結(jié)合，形成KOH隨水流失，析出一部分SiO2可呈膠體溶液隨水流失，或形成蛋白石（SiO2·nH2O）殘留于原地；其余部分可形成難溶于水的高嶺石而殘留于原地。碳酸化作用碳酸化作用當(dāng)水中溶有CO2時(shí)，水溶液中除H和(OH)離子外，還有CO3和HCO3離子，堿金屬及堿土金屬與之相遇會(huì)形成碳酸鹽，這種作用稱為碳酸化作用。硅酸鹽礦物經(jīng)碳酸化作用其中堿金屬變成碳酸鹽隨水流失，如花崗巖中的正長(zhǎng)石受到長(zhǎng)期碳酸化作用時(shí)，則發(fā)生如下反應(yīng)：4K（AlSi3O8）+4H2O+2CO2→2K2CO3+8SiO2+Al4（Si4O10）（OH）8正長(zhǎng)石高嶺石氧化作用氧化作用礦物中的低價(jià)元素與大氣中的游離氧化合變?yōu)楦邇r(jià)元素的作用，稱為氧化作用。氧化作用是地表極為普遍的一種自然現(xiàn)象。在濕潤(rùn)的情況下，氧化作用更為強(qiáng)烈。自然界中，有機(jī)化合物、低價(jià)氧化物、硫化物最容易遭受氧化作用。尤其是低價(jià)鐵常被氧化成高價(jià)鐵。例如常見(jiàn)的黃鐵礦（FeS2）在含有游離氧的水中，經(jīng)氧化作用形成褐鐵礦（Fe2O3·nH2O），同時(shí)產(chǎn)生對(duì)巖石腐蝕性極強(qiáng)的硫酸，可使巖石中的某些礦物分解形成洞穴和斑點(diǎn)，致使巖石破壞。2FeS2+7O2+2H2O→2FeSO4+2H2SO4黃鐵礦硫酸亞鐵12FeSO4+3O2+6H2O→4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3硫酸亞鐵褐鐵礦Fe2(SO4)3+6H2O→2Fe(OH)3+3H2SO4褐鐵礦硫酸影響因素影響因素巖石的礦物成分巖石化學(xué)風(fēng)化的本質(zhì)是巖石中各種礦物成分的變質(zhì)，物理風(fēng)化同樣與組成巖石的礦物成分有關(guān)。按風(fēng)化的難易程度，我們可將礦物劃分如下：1)穩(wěn)定性礦物，如白云母、石英、石榴石等。2)較穩(wěn)定性礦物，例如：輝石、角閃石、黑云母、正長(zhǎng)石等。3)不穩(wěn)定性礦物。例如：斜長(zhǎng)石、橄欖石等。巖石中的不穩(wěn)定性礦物含量越高?？癸L(fēng)化能力越低。巖性巖性包括巖石的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、礦物顆粒大小與形狀、孔隙率、吸水率、堅(jiān)固性等物理力學(xué)性質(zhì)。結(jié)構(gòu)致密、巖性堅(jiān)固、孔隙率和吸水率小的巖石其抗風(fēng)化能力就好，反之就易風(fēng)化。地質(zhì)構(gòu)造與巖體的結(jié)構(gòu)性地質(zhì)構(gòu)造對(duì)巖體的結(jié)構(gòu)性有很大的影響，而巖體的結(jié)構(gòu)性(巖體結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、交匯切割情況、間距大小以及異同異同物理風(fēng)化作用和化學(xué)風(fēng)化作用的概念不一樣，性質(zhì)也完