矿物风化与土壤形成

矿物风化和土壤形成描述了造岩矿物的化学分解和土壤的生成过程，在此过程中释放出元素并产生主导土壤反应性的次生矿物。

Definition

矿物在风化过程中溶解和转化的化学过程，并促进土壤的形成和演化。

Scope

本主题涵盖了原生矿物在水、酸和生物活动作用下的溶解和转化，次生黏土和氧化物的形成，以及土壤发育的化学方面。它将风化作用与养分供应、碱度生成和长期二氧化碳调节联系起来。

Core questions

• 哪些反应驱动矿物的化学风化？
• 土壤发育过程中会形成哪些次生矿物？
• 风化作用如何供应养分和消耗二氧化碳？
• 野外风化速率受哪些因素控制？

Key theories

水解和酸促进风化作用

硅酸盐和其他原生矿物主要通过水解以及质子和配体促进的溶解作用进行风化，释放出碱性阳离子和二氧化硅，并形成控制土壤化学性质的黏土和氧化物。

Mechanisms

碳酸和有机酸以及水侵蚀矿物表面，破坏键并释放离子；产物重新沉淀为次生黏土以及铁和铝的氧化物。硅酸盐风化过程中质子的消耗会产生碱度，从而将风化作用与长期碳循环联系起来。

Clinical relevance

风化作用供应养分，形成可保留污染物的反应性次生矿物，并提供对抗酸化的天然缓冲，同时在地质时期内减少大气中的二氧化碳。

History

随着戈德施密特（Goldschmidt）的元素分布研究以及20世纪矿物溶解动力学和土壤生成研究的进展，对风化作用的地球化学理解日趋成熟。

Key figures

• Victor Goldschmidt

Seminal works

• sposito2008
• vanLoon2017

Frequently asked questions

岩石风化如何影响气候？

硅酸盐风化作用消耗碳酸形式的二氧化碳，在地质时间尺度上作为大气二氧化碳的缓慢调节器。