在地表或接近地表條件下，岩石、礦物在原地發生化學變化並可產生新礦物的過程叫化學風化作用。引起化學風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、鹼、鹽等），因此自然界的水都是水溶液。水溶液可通過溶解、水化、水解、碳酸化等方式促使岩石化學風化。氧的作用方式是氧化作用。
基本介紹
- 中文名：化學風化作用
- 外文名：chemical weathering
- 簡 介：自然界的岩石都形成
- 類型：風化作用
- 本質：發生化學變化
- 影響因素：礦物成分、岩性等
溶解作用,水化作用,水解作用,碳酸化作用,氧化作用,影響因素,異同,
溶解作用
水直接溶解岩石中礦物的作用稱為溶解作用。溶解作用的結果，使岩石中的易溶物質被逐漸溶解而隨水流失，難溶的物質則殘留於原地。岩石由於可溶物質的被溶解而致孔隙增加，削弱了顆粒間的結合力從而降低岩石的堅實程度，更易遭受物理風化作用而破碎。最容易溶解的礦物是鹵化鹽類（岩鹽，鉀鹽），其次是硫酸鹽類（石膏，硬石膏），再次是碳酸鹽類（石灰岩，白雲岩）。岩石在水裡的溶解作用一般進行的十分緩慢，但是當水的溫度升高以及壓力增大時，水的溶解作用就比較活躍。特別是當水中含有侵蝕性的CO2而發生碳酸化作用時，水的溶解作用就會顯著增強，如在石灰岩分布地區，由於這種溶解作用經常會產生溶洞、溶穴等岩溶現象。
水化作用
有些礦物與水接觸後和水發生化學反應，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。如硬石膏經過水化作用變為石膏就是很好的例子。
CaSO4 +2H2O →CaSO4·2H2O
硬石膏 石膏
水化作用的結果產生了含水礦物。含水礦物的硬度一般低於無水礦物，同時由於在水化過程中結合了一定數量的水分子進人物質的成分之中，改變了原有礦物的成分，引起體積膨脹，對岩石也具有一定的破壞作用。
若岩層中含有硬石膏時，當石膏發生水化作用而體積膨脹，對圍岩會產生很大的壓力，促使岩層破碎。在隧道施工中，這種壓力甚至能引起支撐傾斜、襯砌開裂，應當引起足夠的注意。
水解作用
某些礦物溶於水後，出現離解現象，其離解產物可與水中的H和OH離子發生化學反應，形成新的礦物，這種作用稱為水解作用。例如正長石經水解作用後，開始形成的K與水中OH離子結合，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）殘留於原地；其餘部分可形成難溶於水的高嶺石而殘留於原地。
碳酸化作用
當水中溶有CO2時，水溶液中除H和(OH)離子外，還有CO3和HCO3離子，鹼金屬及鹼土金屬與之相遇會形成碳酸鹽，這種作用稱為碳酸化作用。矽酸鹽礦物經碳酸化作用其中鹼金屬變成碳酸鹽隨水流失，如花崗岩中的正長石受到長期碳酸化作用時，則發生如下反應：
4K（AlSi3O8）+ 4H2O + 2CO2→2K2CO3 + 8SiO2+Al4（Si4O10）（OH）8 正長石 高嶺石
氧化作用
礦物中的低價元素與大氣中的游離氧化合變為高價元素的作用，稱為氧化作用。氧化作用是地表極為普遍的一種自然現象。在濕潤的情況下，氧化作用更為強烈。自然界中，有機化合物、低價氧化物、硫化物最容易遭受氧化作用。尤其是低價鐵常被氧化成高價鐵。例如常見的黃鐵礦（FeS2）在含有游離氧的水中，經氧化作用形成褐鐵礦（Fe2O3·nH2O），同時產生對岩石腐蝕性極強的硫酸，可使岩石中的某些礦物分解形成洞穴和斑點，致使岩石破壞。
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
岩石的礦物成分
岩石化學風化的本質是岩石中各種礦物成分的變質，物理風化同樣與組成岩石的礦物成分有關。按風化的難易程度，我們可將礦物劃分如下：
1) 穩定性礦物，如白雲母、石英、石榴石等。
2) 較穩定性礦物，例如：輝石、角閃石、黑雲母、正長石等。
3) 不穩定性礦物。例如：斜長石、橄欖石等。
岩石中的不穩定性礦物含量越高。抗風化能力越低。
岩性
岩性包括岩石的結構與構造、礦物顆粒大小與形狀、孔隙率、吸水率、堅固性等物理力學性質。結構緻密、岩性堅固、孔隙率和吸水率小的岩石其抗風化能力就好，反之就易風化。
地質構造與岩體的結構性
地質構造對岩體的結構性有很大的影響，而岩體的結構性(岩體結構面的產狀、交匯切割情況、間距大小以及岩體裂隙的張開性、充填情況、滲透性等)又對岩體的抗風化能力有很大影響。岩體的結構面愈發育、裂隙愈大、充填情況愈差、滲透性愈好就愈易風化。
氣候狀況與地表水
氣溫高、雨量充足、濕度大、植物生長茂盛的我國南方地區以化學風化為主，溫差大、雨量少、乾燥、植被差、風力作用強烈的我國北方地區則以物理風化為主。
地貌與地下水
地貌對岩石風化的影響和水、風、溫差、地勢以及基岩埋藏條件等多重因素有關。地下水對岩石的風化則主要體現為溶解溶蝕和再結晶。
其他因素
人類活動形成的環境污染等也會成為影響化學風化的重要因素。
異同
物理風化作用和化學風化作用的概念不一樣，性質也完全不同。
物理風化作用僅發生機械破碎，不發生化學變化，不生成新礦物；化學風化作用不僅發生機械破碎，還要發生化學變化，甚至生成新礦物。化學風化作用的方式有氧化作用、碳酸鹽化作用、水溶液的作用等。
