煤风化过程分为吸氧、次生腐植酸生成和有机物氧化分解等三个阶段。

煤风化作用吸氧阶段

煤中有机质大分子结构单元侧链上的活性基团，吸附大气中的氧，在煤的表面形成煤氧络合物，使煤的重量增大、吸湿性增强。

煤风化作用次生腐植酸生成阶段

煤氧络合物分解，放出二氧化碳、一氧化碳、水和热量。同时，由稠环和侧链组成的煤分子氧化生成腐植酸。随着风化程度的加深，次生腐植酸的含量不断增加。煤的结构变得疏松，增大了与大气、水等的反应面，为加快风化速度和加大风化深度提供了条件。

煤风化作用有机物氧化分解阶段

随着次生腐植酸的进一步氧化分解，煤中有机物含量明显降低，直至全部消失，仅剩下煤中矿物风化后的残留物。

有机质氧化生成的腐植酸、二氧化碳等酸性物质，可使煤中矿物水解，生成硅酸、铝硅酸、磷酸等，与金属离子形成有机盐类络合物，当钙离子丰富时，则可生成方解石。煤中的黄铁矿和白铁矿氧化成硫酸和硫酸铁，且与周围的钙、铝矿物作用，形成石膏、明矾等新矿物。在有大量有机质分解而造成的还原环境下，硫酸铁可再次被还原，生成次生黄铁矿。因此，在煤层露头及其附近常见有含铁明矾的白色粉末(称煤垩)，受氢氧化铁污染的次生腐植酸褐色粉末(称煤华)分布。煤垩、煤华都是重要的找煤标志。

煤层遭受风化作用地带的总称。根据受风化作用影响的不同程度，分为风化带和氧化带 。

煤风化作用风化带

煤层露头附近由于风化作用使煤的物理、化学性质发生显著变化的地带。因煤中有机质分解逸散或被水流溶解带走，致使风化带煤层厚度显著变薄，在地表露头处甚至尖灭成煤线。

风化带可根据煤的物理、化学、工艺性质确定。风化带的煤称风化煤，其特点是颜色变浅，硬度及力学强度变弱，结构松散，甚至完全变成粉末状;挥发分、水分和氧含量增高，碳、氢含量和粘结性、焦油产率、发热量降低，失去燃烧价值，地质勘探时不计算其储量。当风化煤中次生腐植酸含量超过20%时，应适当取样并估算其腐植酸储量。

煤风化作用氧化带

煤层风化带以下，因风化作用，煤的物理、化学性质虽未明显变化，但煤的化学工艺性质已发生明显变化的地带。亦有人将此地带划为次风化带，而将风化带与次风化带全称氧化带。氧化带的深度，往往通过沿煤层倾向由浅而深系统采取煤样(包括钻孔煤心煤样和煤层煤样)，经测试而确定。氧化带的煤称氧化煤，它可作动力煤用，但因其化学工艺性质已发生变化，粘结性降低或丧失，故而不能炼焦。

处于地表或地表附近的煤层，在大气、水和生物等外力的长期联合作用下，使煤的物理性质、化学性质及工艺性质发生的一系列破坏性变化。其强度由地表向下逐渐减弱，直至停止。煤风化作用是一个长期、缓慢和逐步加深的复杂过程。

根据性质的不同，煤风化作用分为物理风化、化学风化和生物风化等三种主要类型。

煤风化作用物理风化作用

由于大气温度的变化以及煤中孔隙、裂隙水的反复冻结与融化而使煤发生的颜色变浅，硬度及强度变弱，裂隙增多、增大，结构变松，甚至完全破碎成粉末等物理性质变化和机械破坏。其影响深度有限。

煤风化作用化学风化作用

由于受大气和水中各种化学物质的影响，使煤的化学组成及工艺性质发生的变化和破坏。其影响深度较大。

煤风化作用生物风化作用

由于受生物活动的影响，使煤的物理性质和化学性质发生的变化和破坏。

煤风化作用受煤的成分和性质、煤层的埋藏条件、地表侵蚀速度、气候条件等因素的制约。

煤风化作用煤的成分和性质

腐植煤较残植煤和腐泥煤易风化;低变质煤较高变质煤易风化;镜煤和亮煤较丝炭和暗煤易风化，但在低温条件下丝炭能吸附大量的氧并放出热量而加速风化作用。此外，煤的结构、裂隙发育程度、水分和煤中黄铁矿的含量等，对煤风化作用也有一定的影响。

煤风化作用煤层的埋藏条件

煤层产状、围岩成分和性质、夹矸厚度和性质以及上覆盖层的厚度和性质等因素都影响煤层与大气和水的接触条件，从而对煤风化作用进行制约。

煤风化作用地表侵蚀速度

地表侵蚀速度越快，地形切割越陡，煤层氧化带越浅; 反之，则氧化带越深。

煤风化作用气候条件

温湿气候有利于化学风化的进行，风化深度大; 干燥气候则多以物理风化为主，风化深度小;大气温差越大，物理风化越强;大气降水影响潜水面的位置和渗滤水的含量及性质。

煤风化作用构造条件

因构造裂隙导入水、气而促使煤体发生风化、氧化。这种风化作用往往可达地下较深部位，但范围比较局限。

地表和接近地表的岩石，在温度变化、水、空气及生物的作用和影响下所发生的破坏作用，称为风化作用。可分成两种主要类型：

1.物理风化作用：是指岩石只发生机械破碎而化学成分未改变的风化作用。物理风化的结果是形成各种碎屑物质。

2.化学风化作用：指岩石在氧、水和溶于水中的各种酸、以及生物的作用下，发生化学分解的风化作用。

3.造岩矿物和岩石在风化过程中的稳定性。

1) 长石类

在物理风化作用下，长石易沿解理面破碎。在化学风化作用下,受各种酸的作用而分解：

长石→ 水云母 K 、Na 、Ca2 → 高岭石（蒙脱石） SiO2→ 蛋白石 三水铝石

不同种类的长石中，钾长石比斜长石稳定，酸性斜长石又较基性斜长石稳定。

2）铁镁矿物

这类矿物的稳定性较低，其中以橄榄石最易风化，辉石次之，再其次是角闪石。在化学风化作用下，尤其是在碳酸的作用下，这类矿物首先分解出Ca2 、Mg2 、Fe2 阳离子，形成重碳酸盐，溶于水中被带走；在氧化作用下,这类矿物中的低价铁氧化成高价铁，形成含水的氧化铁矿物而残积在风化地区、故其风化产物多呈红色、褐色及棕色。

3）石英

为最稳定的造岩矿物，在风化过程中几乎只发生机械破碎，不易发生溶解。

4)云母类

白云母稳定性较黑云母高，故在沉积岩中前者较常见。白云母在化学风化作用下可以分解而转变成为水云母以至高岭石；黑云母风化后形成含水的氧化铁矿物及粘土矿物，其部分阳离子则被淋滤。

5）粘土矿物

为沉积岩的重要造岩矿物。由于此类矿物是在地表条件下形成的，故在一般风化作用下只发生机械破碎，而无化学分解现象。

6）碳酸盐矿物

主要为方解石和白云石。这类矿物在酸性水中极易溶解，而在极干燥的气候条件下，可由物理风化作用破碎成碳酸盐碎屑。

岩石的风化及影响因素

1）矿物成分， 2）结构构造， 3）气候条件

岩石破碎 →Ca、Na、Mg、K带出→ 水云母或蒙脱石 → 高岭石 →含水氧化铁 蛋白石 铝土矿。

风化产物

母岩风化后形成的产物按其性质可分为三类：

1）碎屑物质 这是母岩机械破碎的产物。

2）不溶残余物质 是母岩在分解过程中新生成的矿物。

3）溶解物质 在化学风化过程中，母岩中活泼性较大的金属元素分解出来溶于水中，组成真溶液或胶体。2100433B

风化作用（weathering)是指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化而在原地形成松散堆积物的全过程。根据风化作用的因素和性质可将其分为三种类型：物理风化作用（physicalweathering)、化学风化作用(chemical weathering)、生物风化作用(biological weathering)。

岩石是热的不良导体，在温度的变化下，表层与内部受热不均，产生膨胀与收缩，长期作用结果使岩石发生崩解破碎。在气温的日变化和年变化都较突出的地区，岩石中的水分不断冻融交替，冰冻时体积膨胀，好像一把把楔子插入岩石体内直到把岩石劈开、崩碎。以上两种作用属物理风化作用。

岩石在各种风化营力作用下，所发生的物理和化学变化的过程称为岩石风化。它包括岩石所感受的风化作用及其所产生的结果两个方面。与其它动力地质作用相比较，引起岩石风化的营力很多，但主要的是太阳热能、水溶液( 地表、地下及空气中的水) 、空气( 0₂及 C0₂等) 及生物有机体等。

岩石中的矿物成分在氧、二氧化碳以及水的作用下，常常发生化学分解作用，产生新的物质。这些物质有的被水溶解，随水流失，有的属不溶解物质残留在原地。这种改变原有化学成分的作用称化学风化作用。

此外植物根系的生长，洞穴动物的活动、植物体死亡后分解形成的腐植酸对岩石的分解都可以改变岩石的状态与成分。

岩石风化作用与水分和温度密切相关，温度越高，湿度越大，风化作用越强；但在干燥的环境中，主要以物理风化为主，且随着温度的升高物理风化作用逐渐加强；但在湿润的环境中，主要以化学风化作用为主，且随着温度的升高化学风化作用逐渐加强。物理风化主要受温度变化影响，化学风化受温度和水分变化影响都较大。从地表风化壳厚度来看，温度高，水分多的地区风化壳厚度最大。土壤是在风化壳的基础上演变而来的。