岩石風化作用是指地表和接近地表的岩石在太陽輻射、大氣、水和生物等因素的影響下,發生物理和化學成分變化的現象。這個過程導致岩石破碎、疏鬆及礦物成分的次生變化,使堅硬的岩石變成鬆散的碎屑和土壤。風化作用可以分為三類:
物理風化。這是由於溫度變化、冰凍、鹽分結晶等因素導致的岩石機械破碎,但不改變其化學成分。例如,由於晝夜溫差,岩石會熱脹冷縮,導致裂隙產生;冰凍風化則是水分在岩石裂隙中結冰膨脹,導致岩石破裂;鹽分結晶撐裂作用則是岩石中的鹽分在吸收水分後潮解,隨後水分蒸發,鹽分結晶時產生的力量會使岩石裂開。
化學風化。這是指岩石與水、氧氣、二氧化碳等作用發生化學反應,導致化學成分和礦物成分的變化,並產生新礦物。化學風化的方式包括溶解作用、水化作用、水解作用和氧化作用。例如,某些礦物能吸收水分形成含水的新礦物,或者與水反應後分解,形成新的礦物;二氧化碳和水反應形成的碳酸可以溶蝕石灰岩;含鐵礦物在空氣中氧化成紅褐色的氧化鐵。
生物風化。這是指生物活動(如植物和微生物)對岩石的破壞作用。生物通過直接機械破壞、化學分解,以及分泌的有機酸對岩石的分解作用,促進岩石的化學風化。例如,植物根系的生長和分泌的有機酸可以促進岩石的分解。
風化作用對工程建築和環境有重要影響,如降低岩石的強度和穩定性,形成不良地質現象(如崩塌、滑坡等)。因此,了解風化作用對評價工程建築條件和環境保護至關重要。