（二）化学风化作用

化学风化作用（chemical weathering）是指岩石在原地以化学变化（反应）的方式使岩石“腐烂”、破碎的过程。在此过程中，不仅岩石发生破碎、崩解，而且在温度及含有化学组分的水溶液影响下，岩石的物质成分也将发生变化，这与物理风化作用有本质的区别。化学风化作用通常有以下几种方式。

溶解作用

指水溶液溶解岩石的某些易溶成分，使其松软、破碎、崩解的过程。任何矿物都能溶于水，只是溶解度大小不同而已，但溶解作用在易溶的矿物或岩石中作用更为明显。在通常的情况下，最易溶于水的是卤化物和硫酸盐矿物，如 NaCl（石盐）；其次是碳酸盐矿物，如方解石（CaCO3）；最难溶于水的是硅酸盐矿物，如长石、云母等。溶解作用的结果一方面是易溶解的物质溶解于水溶液，并随水溶液带走，使岩石孔隙增加，硬度减小，易于破碎；另一方面难溶物质残留原地形成风化产物。

氧化作用

是指矿物、岩石与大气或水中的游离氧起化学反应形成氧化物使岩石破碎的过程，常把在地表能够发生氧化作用的地带称为氧化带。据测试，大气中的含氧量为 21％，自然界中的水溶液中含氧量常超过溶解于水中气体总量的 30％，所以地表到处充满着氧，因此氧化作用是地壳表层最常见的化学风化作用之一，如铁生锈就是氧化作用的结果。

自然界中一些多价态的金属元素，在氧化作用下很容易由低价态转变成高价态，如 Fe^2＋→Fe³⁺、Mn²⁺→Mn⁴⁺、Cu→Cu²⁺，使其在地表的环境中更稳定。我们常见的有低价态的铁氧化成高价态的铁，如黄铁矿（FeS2）在地表（氧

化环境）的条件下很容易氧化成褐铁矿（Fe2O3·nH2O）： 4FeS2＋14H2O＋13O2→2（Fe2O3·3H2O）＋8H2SO4

（黄铁矿）（褐铁矿）

黄铁矿氧化成褐铁矿后，在颜色、成分、结构上都发生了变化，矿物变得松软多孔。一些含铁金属硫化物矿床的露头经风化后形成红褐色或黑褐色的外表，主要由褐铁矿组成，俗称“铁帽”，它指示其下埋藏有金属硫化物矿床，是寻找硫化物矿床的重要标志。

水解作用是指水离解出的 OH^{-离子与矿物离解出的阳离子，如 Na+、K+等，
结合形成带 OH-新矿物的过程。碳酸化作用是指当 CO3
溶解于水中时，形成CO32-和
HCO31-离子，它们与矿物中的阳离子（K+、Na+、Ca2+}）结合形成易溶于水的碳酸盐或碳酸氢盐的过程。在自然界，水中或多或少都溶解有 CO2 ，所以水解作用和碳酸化作用常常是同时发生的，两者相互促进。碳酸化作用形成碳酸盐或碳酸氢盐，并随水溶液带走，从而加速了水溶液对矿物离解的过程。以自然界分布极广的钾长石为例：

4K[AlSi3O8]＋2CO32-＋4H2O→2K2CO3＋Al4[Si4O10][OH]8＋8SiO2

（钾长石）（高岭石）（蛋白石） 4K[AlSi3O8]＋6H2O→4KOH＋Al4[Si4O10][OH]8＋8SiO2

（钾长石）（高岭石）（蛋白石）

钾长石在水解和碳酸化作用过程中，K^{+离子与 OH-或 CO32-离子化合形成KOH
或 K2CO3 被水溶液带走；部分的 SiO2
析出，其中一部分以胶体的形式被水带走，而另一部分残留在原地凝聚成蛋白石；未析出的
SiO2 与 Al2O3
则按不同比例组合成各种粘土矿物，如高岭石、蒙脱石等。高岭石在地表条件下很稳定，堆积在原地，但如果在湿热的气候条件和含
CO2、有机酸的水溶液作用下，高岭石还可进一步水解成铝土矿和蛋白石。}

所以在潮湿炎热的气候条件下，钾长石风化的最终产物是铝土矿和蛋白石，或为含铝质和铁质的残积物。斜长石在水解和碳酸化作用的分解过程与钾长石相似。

需要指出的是，在自然界以上的各种化学风化作用过程都是缓慢的，每种化学风化作用也不是孤立存在的，它们都是相互影响，相互促进，共同破坏着地表岩石。