中山大學精選巖石學教學ppt課件

1、成土母巖 巖石是形成土壤最重要的物質基礎。因為巖石經(jīng)過風化、搬運、沉積等過程在地表形成土壤的前身各種類型的母質。因此巖石的礦物組成、結構、構造特征，以及礦物的化學成分、物理性質都極大地影響到巖石、礦物的風化狀況，從而將影響到土壤質地、土壤礦質元素種類等諸多土壤性質。 按巖石的成因分為三大類： 巖漿巖（火成巖）、沉積巖、變質巖。 巖漿巖、變質巖則處于地殼深部，約占地殼體積的95%， 沉積巖在地殼表層分布最多，約占大陸面積的75,一、巖漿巖 由巖漿冷凝固結而成的巖石稱為巖漿巖（igneous rock)。由巖漿的侵入作用形成的巖漿巖稱為侵入巖。侵入巖又根據(jù)侵入深度不同分為深成巖和淺成巖。深成巖多成

2、大巖體，淺成巖常成小巖體產(chǎn)出。 由巖漿的噴出作用形成的巖漿巖稱為火山巖?；鹕綆r可分為兩種巖石類型：一種是從火山噴發(fā)溢流出的熔漿冷凝而成的巖石叫熔巖或噴出巖；另一種是火山噴發(fā)出的各種碎屑物質從大氣中降落下來而成的巖石叫火山碎屑巖?；鹕剿樾紟r需經(jīng)過膠結、壓固才能成巖，它是巖漿巖向沉積巖的一種過度類型。 又根據(jù)SiO2 含量，把巖漿巖分為四類： 酸性巖類（ SiO2 65%)， 中性巖類（包括中性、中堿性巖類）（ SiO2為52-65%) ， 基性巖類（ SiO2為52-45%） ，超基性巖類（ SiO2 45%),1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.1 巖漿巖 1、 粗?；◢弾r

3、（ coarse granite ） 描述： 為酸性深成巖。是最常見的深成巖。灰白色，粗粒等粒結構，塊狀構造，主要礦物為石英、鉀長石、酸性斜長石，其中鉀長石多于斜長石。其礦物成分復雜，在物理風化為主時，其中的石英、長石崩解為散碎的砂粒；在濕熱條件下，化學風化強烈，其中石英保留為粗的砂粒，長石則高嶺石化成粘土，形成砂中帶粘的風化物,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.1 巖漿巖 2、 花崗巖風化成的赤紅壤 ( red soil of granite weathering ) 描述：母巖為花崗巖。主要分布在中國亞熱帶地區(qū)。赤紅壤粘粒的硅鋁率為1.7-2.0。土體紅色，常見有鐵錳結

4、核，全剖面呈較強的酸性反應。粘土礦物組成屬于高嶺石類型。由于花崗巖的主要礦物成分為石英、鉀長石、酸性斜長石，因而在濕熱條件下形成的土壤，帶有較強的砂性,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.1 巖漿巖 3、 似斑狀花崗巖 （ porphyritic-like granite ) 描述： 為酸性巖類。淺肉紅色，斑狀結構，塊狀構造，主要礦物為石英、鉀長石、酸性斜長石，斑晶為鉀長石、石英，基質為顯晶質結構。其比非斑狀結構的花崗巖更易風化，風化產(chǎn)物與花崗巖相似,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.1 巖漿巖 4、 二長偉晶花崗巖 ( giant granite ) 描

5、述： 為酸性深成巖。淺黃色，偉晶結構，塊狀構造，主要礦物為石英、鉀長石、酸性斜長石，其中鉀長石和斜長石含量近于相等。其比花崗巖更容易風化,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.1 巖漿巖 5、 二長偉晶花崗巖風化及其產(chǎn)物 (weathering and its product of giant granite ) 描述： 二長偉晶花崗巖很容易風化，從右上圖可以見到由巖石風化后形成的一些砂粒。 右下圖是二長偉晶巖花崗母質上發(fā)育的土壤，其砂性強，形成的土壤貧瘠,二長偉晶巖花崗母質上發(fā)育的土壤,二長偉晶花崗巖風化,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.1 巖漿巖 6、

6、 流紋巖 (rhyolite) 描述： 流紋巖為酸性噴出巖。 灰紅色，斑狀結構，流紋構造，斑晶為透長石和石英，基質長石、石英為隱晶質。在濕熱氣候區(qū)，形成砂中帶粘的風化物，砂粒較細,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.1 巖漿巖 7、 黑云母花崗閃長巖（ biotite granodiorite ) 描述： 為中酸性深成巖。粗粒結構，塊狀構造，主要礦物為石英、鉀長石、中酸性斜長石、角閃石。斜長石多于鉀長石。因深色礦物比花崗巖多，其比花崗巖更容易風化,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.1 巖漿巖 8、 珍珠巖 (perlite) 描述： 為酸性噴出巖。是一種全

7、玻璃質巖石，具蠟狀光澤、珍珠構造，含26%的水。在農(nóng)業(yè)中可用于疏松土壤,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.1 巖漿巖 9、 偉晶巖 （pegmatite) 描述： 為酸性脈巖。 肉紅色，偉晶結構，塊狀構造，主要礦物為石英、鉀長石，可清楚見到無色的石英與肉紅色的鉀長石晶體。在較強的風化條件下，其中的長石最終會變成高嶺石,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.1 巖漿巖 10、 閃長巖 （diorite ) 描述： 為中性深成巖?；野咨?，礦物成分主要為中性斜長石）和普通角閃石，兩者比例約為2: 1，其次為輝石和黑云母，沒有或有少量石英（5%以下）。多為粗粒、中粒

8、結構，塊狀構造。風化物中含有鈣鐵鎂等元素,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.1 巖漿巖 11、 杏仁狀安山巖（amygdaloidal andesite ） 描述： 為中性噴出巖。 灰褐色，斑狀結構，氣孔、杏仁構造，主要礦物成分為角閃石、中性斜長石，斑晶為斜長石。安山巖易于風化，角閃石變?yōu)榫G泥石，斜長石則常風化成絹云母，形成粘土質成土母質。氣孔的存在將加強風化作用的進行,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.1 巖漿巖 12、 石英正長巖（quartz-syenite ） 描述： 為中堿性深成巖。肉紅色，中粗粒結構，塊狀構造，主要礦物為鉀長石，含有一定量的石

9、英和少量綠色角閃石。其中鉀長石常高嶺石化，石英風化為粗的砂粒，角閃石常綠泥石化，使巖石帶點綠色。形成較粘重，并含有一定砂粒的成土母質,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.1 巖漿巖 13、 粗面巖 （ trachyte ） 描述： 為中堿性噴出巖。 肉紅色，斑狀結構，塊狀構造，礦物成分與正長巖相似，但以透長石為主，斑晶為透長石或鉀長石，其次為黑云母，基質為隱晶質。粗面巖經(jīng)風化作用后強烈變化，其中鉀長石變?yōu)楦邘X石，角閃石、黑云母等暗色礦物分解形成綠泥石,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.1 巖漿巖 14、 輝長巖 （ gabbro） 描述：為基性深成巖。黑色

10、，主要礦物成分為輝石和基性斜長石，次要礦物為橄欖石、角閃石和黑云母。副礦物常有磁鐵礦、鈦鐵礦等。為中-粗粒結構，塊狀構造。輝石呈黑色短柱狀，斜長石多為板狀半自形晶體，新鮮的斜長石易見聚片雙晶。典型輝長巖中輝石與斜長石含量比約為58：42。由于巖石顏色較深，以及含有基性斜長石，因而很易風化，風化物含有鐵鎂鈣等元素,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.1 巖漿巖 15、 伊丁玄武巖（basalt) 描述：為基性噴出巖。玄武巖在地殼中分布極廣。有的厚層玄武巖中還有十分發(fā)育的柱狀節(jié)理。 伊丁玄武巖為灰黑色，斑狀結構，氣孔構造，斑晶成分主要為伊丁石（由橄欖石變來），基質隱晶質，為輝石、

11、基性斜長石。由于暗色礦物較多，基性斜長石易被酸分解，濕熱條件下很容易發(fā)生化學風化。在碳酸作用下，輝石分解出陽離子形成重碳酸鹽溶于水中被帶走；氧化作用下，低價鐵氧化成高價鐵，形成紅色、褐色、棕色的風化產(chǎn)物；斜長石可化學風化成高嶺石，因而玄武巖風化而成的土壤多粘重。風化物含有較多的鐵鎂鈣等元素,左圖長白山天池附近的玄武巖柱狀節(jié)理,上圖玄武巖柱狀節(jié)理（來自礦物與巖石,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.1 巖漿巖 16、 玄武巖的柱狀節(jié)理（columnar joint of basalt) 描述：熔巖在散熱冷凝過程中，其表面常形成無數(shù)冷凝收縮中心，如果巖石結構均勻，這些收縮中心均勻

12、而等距地排列，在垂直于聯(lián)結收縮中心的直線方向因張力作用形成裂縫，裂縫橫切面為六邊形,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.1 巖漿巖 17、 安山質火山角礫巖 (andesite- volcanic breccia) 描述： 為一種火山碎屑巖。由粒徑為2-64mm的火山角礫組成，含量50%。火山角礫成分為安山巖，火山角礫結構，其分選性差，圓度低，塊狀構造。 右下圖是由安山質火山角礫巖組成的山地,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.1 巖漿巖 18、 凝灰質礫巖 ( tuff-conglomerate) 描述： 為火山碎屑巖，是火山碎屑巖向沉積巖過渡類型。由粒徑

13、為2-64mm的礫石組成，含量50%。其中膠結物為凝灰質，礫石為巖屑，分選性差，圓度高。因凝灰質使風化物可形成較肥沃的土壤,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.1 巖漿巖 19、 玻屑凝灰?guī)r (tuff) 描述： 為火山碎屑巖。是火山碎屑巖中分布最廣的一種巖石，具有典型的凝灰結構，火山物質占90%以上，由碎屑粒徑2mm的火山灰組成，其中火山碎屑物質為玻屑。一般 其風化產(chǎn)物可形成肥沃的土壤,二、沉積巖 地表和接近地表的原有巖石，在常溫、常壓條件下，由風化作用、剝蝕作用、生物作用產(chǎn)生的物質經(jīng)搬運、沉積和成巖等一系列地質作用形成的巖石，叫沉積巖（sedimentary rock）。

14、 按沉積物的來源把沉積巖分為兩大類： 外源沉積巖類和內源沉積巖類。外源沉積巖類的物質組成來源于沉積盆地之外，包括母巖風化后形成的陸源碎屑物和粘土礦物以及火山碎屑物。按顆粒大小把陸源碎屑巖分為礫巖（2mm)、砂巖(20.05mm)、粉砂巖(0.05-0.005mm)、泥巖(0.005mm)四類。內源沉積巖類的主要物質直接來自沉積盆地的溶液，是溶液中的溶解物質通過化學或生物化學作用沉淀的。 按化學 成分又分為碳酸鹽巖、磷質巖、硅質巖、鋁質巖等。 因沉積巖形成于地表條件，因而它在三大巖類中相對較難風化,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.2 沉積巖 1、 礫巖 (conglomer

15、ate) 描述：為陸源碎屑巖。礫狀結構，很少有層理，礫石成分為長石、石英或巖屑，填隙物為砂粒、泥質及鈣質。一般磨圓度高，分選性好。 右圖為礫巖剖面,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.2 沉積巖 2、 粗粒石英砂巖（coarse sandstone) 描述：為陸源碎屑巖。 灰色，碎屑由1-0.5mm的石英砂粒組成，含量90%，膠結物多為硅質、鈣質，砂狀結構，分選好，磨圓度高，由鈣質膠結時，易被溶解，硅質膠結物使石英顆粒緊密鑲嵌接觸，把巖石膠結得極為堅硬，巖石很難風化。野外常具層理。砂巖風化而成的土壤均具極強的砂性，源于巖石中的石英砂粒,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖

16、 1.1.1.2 沉積巖 3、張家界石英砂巖峰林景觀 (the peak forest of sandstone in Zhangjiajie) 描述： 晚泥盆紀時期，張家界處于寬闊的濱海地帶，接納了大量來自古陸的松散碎屑物，這些物質在這里沉積并經(jīng)過漫長復雜的成巖過程，形成了500多米厚的石英砂巖。之后經(jīng)過幾次構造運動，使之露出水面，并發(fā)育有良好的垂直節(jié)理，加上流水侵蝕、重力崩塌作用，形成了今日張家界,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.2 沉積巖 4、 長石砂巖 (feldspar sandstone) 描述：為陸源碎屑巖。 紅色，碎屑顆粒主要為石英和長石，其中長石含量25

17、%，石英含量75%，膠結物為硅質、鐵質；中-粗粒砂狀結構，圓度差，分選中等，野外常具層理。濕熱氣候條件下，長石砂巖中的石英砂崩解為砂粒，長石化學風化成高嶺石粘土，因而形成的土壤質地仍為砂土，但砂性弱于石英砂巖,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.2 沉積巖 5、 石英砂巖紅色土 ( red sandstone soil) 描述：母巖為石英砂巖，經(jīng)風化作用和成土作用后形成的土壤。土壤中有大量的石英砂粒。其紅色也是因為土壤中含有氧化鐵所致,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.2 沉積巖 6、 泥質粉砂巖 (argillaceous siltite) 描述：為陸源

18、碎屑巖。 淺黃色，粉砂質結構，具層理構造，主要碎屑成分為石英，還有一定的白云母。填隙物為泥質和鈣質膠結物。含有浮游生物化石。其風化產(chǎn)物具砂性，但顆粒較細小,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.2 沉積巖 7、 黑色頁巖 (black shale) 描述：為陸源碎屑巖。 黑色，泥質結構，頁理構造，以水云母為主，富含有機質，并含碎屑物和長石、石英等原生礦物，不含化石。形成于濕熱氣候條件下的滯流水體中，其風化特性與炭質頁巖相似,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.2 沉積巖 8、 炭質頁巖 ( shale) 描述：陸源碎屑巖。黑色，泥質結構，頁理構造，主要由水云母

19、粘土礦物組成，還含有碎屑物和長石、石英等原生礦物，常含有植物化石。由于粘土礦物在地表較穩(wěn)定，很難進一步發(fā)生化學風化，頁巖很易機械破碎成頁巖碎片，其風化后形成的土壤肥力一般較低。但在適宜的環(huán)境條件下，巖石碎塊進一步化學風化成粘重的風化產(chǎn)物，形成深厚的土層,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.2 沉積巖 9、 頁巖 ( shale) 描述：為陸源碎屑巖。 淺黃色，泥質結構，頁理構造，主要由粘土礦物組成，含有魚化石。很難進一步發(fā)生化學風化，頁巖很易機械破碎成頁巖碎片，其風化后形成的土壤肥力一般較低。但在適宜的環(huán)境條件下，巖石碎塊進一步化學風化成粘重的風化產(chǎn)物，形成深厚的土層,1.1

20、 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.2 沉積巖 10、 砂頁巖互層 （sandstone and shale) 描述：為陸源碎屑巖。由砂巖和頁巖相間組成，可以清楚地看到堅硬突出者為砂巖,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.2 沉積巖 11、 紫色土 (purple soil) 描述：是由紫紅色的砂巖和頁巖風化后形成的土壤，因其保留著母巖的鮮明紫色，所以被稱為紫色土。主要分布在中國亞熱帶地區(qū)。紫色土土層淺薄，剖面厚度一般僅有50厘米左右，甚至更薄，有的地方在10余厘米下即可見半風化母巖，土壤發(fā)育程度弱，含有機質少的表層下即為母巖。土壤的顏色、性質和生產(chǎn)力高低，因母巖

21、地質年代、巖石性質的不同有所差異,來自中國的土壤張俊明等,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.2 沉積巖 12、 伊利石粘土巖 ( ) 描述：為陸源碎屑巖。淡黃色，主要為伊利石組成，并含有少量碎屑物。其富含鉀(K)，在強烈的風化條件下，可進一步風化,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.2 沉積巖 13、晶粒灰?guī)r(crystalline limestone) 描述：為內源沉積巖。深灰色，具有晶粒結構，礦物成分主要為方解石，加稀鹽酸強烈起泡。在濕熱氣候條件下，化學風化強烈，主要發(fā)生溶解、碳酸化作用，風化產(chǎn)物多粘細，含鈣質豐富，酸性較弱。石灰?guī)r上發(fā)育的土壤稱為石灰

22、土。 右下圖為淺薄的石灰土。 在地形起伏大的石灰?guī)r分布區(qū)，因裂隙、溶穴發(fā)育，地表水流缺，常?；鶐r裸露，土層淺薄，植被稀少；但在地勢較低的地方，水分充足，風化物內含鹽基豐富，可以形成肥沃的土壤,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.2 沉積巖 14、 硅質灰?guī)r (siliceous limestone) 描述：為內源沉積巖。隱晶質結構，主要礦物成分為方解石，因含硅質而硬度高，是石灰?guī)r中最難風化的巖石。因而其分布區(qū)， 石壁陡峭，不見土層或土層淺薄，植被很少,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.2 沉積巖 15、 紅色石灰土(red limestone soil)

23、描述： 老的石灰?guī)r風化殼上發(fā)育的土壤，它土色鮮艷，但仍保持中性偏酸至中性反應為主要特征。紅色是由于土壤中含水氧化鐵脫水、結晶形成赤鐵礦所致,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.2 沉積巖 16、 黑色石灰土 (black limestone soil) 描述：形成于石灰?guī)r山地的山麓坡地，以及山間各種微起伏地形的凹地中。分布在中國的南方石灰?guī)r山地、丘陵地區(qū)。是石灰?guī)r以溶蝕方式風化而成，富含碳酸鈣、粘土等細微物質，質地粘重。 土壤呈現(xiàn)的暗色，是有機質分解時，與土壤中豐富的鈣離子結合，成為比較穩(wěn)定的鈣凝腐殖質所致,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.2 沉積巖 1

24、7、 竹葉狀灰?guī)r ( bamboo-leaf limestone) 描述：為內源沉積巖。棗紅色，具有礫屑結構，礫屑成分多為微晶灰?guī)r碎屑，鈣質膠結，分選性和圓度較好，礫屑扁平狀，在垂直層理的切面上呈竹葉狀而得名。此巖石容易化學風化,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.2 沉積巖 18、 鮞?；?guī)r ( oolitic limestone) 描述：為內源沉積巖。形成于溫暖和強烈攪動的淺水環(huán)境中。具鮞粒結構，主要由2mm的鮞粒和亮晶方解石膠結物組成，鮞粒成分為方解石，形狀為圓狀或橢圓狀。該巖石也易發(fā)生化學風化作用,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.2 沉積巖 19

25、、 鈣質白云巖 (calcium dolomite) 描述：為內源沉積巖。黃色，主要為微晶白云石組成，含少量方解石，隱晶結構，水平紋理構造。風化面常有刀砍狀溶溝。白云巖的溶解性不如石灰?guī)r，但在一定的水熱條件下，發(fā)生化學風化。其風化產(chǎn)物形成的土壤多淺薄。 右圖（：白云巖溶蝕景觀 化學風化形成的地形貌，其土壤淺薄，植被稀疏,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.2 沉積巖 20、 硅藻巖 (terra cariosa) 描述：為內源沉積巖?；野咨?，由硅藻遺體堆積后經(jīng)初步成巖作用而成的土狀巖石。硅藻由蛋白石組成，個體很小。其質軟而輕，孔隙度大，具有明顯的層理，有很強的吸收性能，易破碎

26、,三、變質巖 變質巖（metamorphic rock）是巖漿巖或沉積巖經(jīng)變質作用所形成的巖石。變質作用是指巖石在基本上處于固體狀態(tài)下，受溫度、壓力及化學活動性流體的作用，發(fā)生礦物成分、化學成分、巖石結構與構造變化的地質作用。變質巖是組成地殼的三大巖類之一，占地殼總體積的27.4%。它在地面的分布范圍較小，且不均勻， 按變質作用類型把變質巖分為區(qū)域變質巖、接觸變質巖、動力變質巖和混合巖。 變質巖形成于地下，因而同等條件下，其比沉積巖容易風化,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.3 變質巖 1、 花崗片麻巖 (granite gneiss) 描述：為區(qū)域變質巖。由花崗巖變質成。

27、主要礦物成分為石英、長石，含量50%，還有深綠色角閃石，粒狀變晶結構，具有明顯的片麻狀構造，即柱狀礦物呈斷續(xù)的平行定向排列。風化產(chǎn)物為砂中帶粘，其粘性比花崗巖重，因為角閃石風化變?yōu)榫G泥石,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.3 變質巖 2、 方柱石黑云母片巖 (scapolite and black mica schist) 描述：為區(qū)域變質巖。黑色，變晶結構，片狀構造，主要礦物為黑云母、方柱石，還有石英、長石。此類巖石因色深及片理很易風化，形成的土壤帶粘性,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.3 變質巖 3、 千枚狀板巖 (phyllitic slate)

28、 描述：為區(qū)域變質巖。深綠色，隱晶質結構，板狀構造，是泥質巖、粉砂巖經(jīng)輕度變質而成，因而肉眼不能辨別其中的礦物。此類巖石因原巖成分、構造等因素很易遭受風化,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.3變質巖 4、 蛇紋巖 (serpentine) 描述：為接觸變質巖。暗灰綠色，幾乎都由蛇紋石組成，有少量的磁鐵礦等，隱晶質結構，其中常見纖維狀石棉分布。蛇紋巖硬度小，易于風化,1.1 巖石與礦物 1.1.1 成土母巖 1.1.1.3變質巖 5、 大理巖 (marble) 描述：為接觸變質巖。 白色，由石灰?guī)r變質而成。粒狀變晶結構，塊狀構造，因其成分，易被水溶蝕。 右下圖為蛇紋石化大理巖

29、， 特征與大理巖相似，但含有黃綠色蛇紋石,成土礦物 巖石都是礦物的集合體，巖性及其風化特點與組成礦物密不可分，尤其是一些次生粘土礦物，構成了土壤的“骨骼”，一般占土壤固相部分重量的9598%左右。土壤礦物質的組成、結構和性質，對土壤物理性質（結構性、含水性、通氣性、熱學性質、力學性質和耕性）、化學性質（吸附性、表面活性、酸堿性、氧化還原電位、緩沖作用等）、生物及生物化學性質（土壤微生物、酶活性等）都有深刻的影響。由堅硬的巖石礦物演變?yōu)榫哂猩锘钚院褪杷啥嗫椎耐寥?，需?jīng)過復雜的風化和成土過程。因而土壤礦物組成極大地影響到土壤類型以及土壤的形成。 一、原生礦物 土壤的原生礦物（primary mi

30、neral ）來源于巖漿巖，其經(jīng)過不同程度的物理風化，未改變化學成分和晶體結構。土壤原生礦物以硅酸鹽和鋁硅酸鹽占絕對優(yōu)勢，常見的有長石、石英、云母、輝石、角閃石、橄欖石及其它硅酸鹽類，主要分布在土壤的砂粒和粉粒中。土壤中原生礦物類型和數(shù)量決定礦物的穩(wěn)定性，石英硬度大，有很強的抗風化能力，因而土壤粗顆粒中，其含量就高；長石類礦物占地殼重量的一半以上，而且有一定的抗風化穩(wěn)定性，因而在土壤粗顆粒中的含量也較高。土壤原生礦物還是植物養(yǎng)分的重要來源，原生礦物中含有豐富的Mg、 Ca、K、Na、P、S、Mo、Cu、Fe、Zn等常量元素和多種微量元素，經(jīng)風化作用釋放供植物和微生物吸收利用。 二、次生礦物 次

31、生礦物則由原生礦物經(jīng)風化作用、沉積作用轉化而來的礦物，常見的如粘土礦物高嶺石、蒙脫石、巖鹽、石膏以及鐵鋁氫氧化物等。 土壤中的次生粘土礦物是土壤“骨骼”的主要組成部分，因而對于土壤的意義極其重大。 三、變質礦物 已形成的礦物和巖石，由于地殼運動和巖漿活動的影響而形成的礦物叫變質礦物 以下是最常見的礦物類型,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 1、 石英 SiO2(quartz) 描述：石英有多種同質多象體，其中以 -石英 最常見，是地殼中分布最廣的礦物。純凈的-石英 無色，因其它機械混入物而呈各種顏色，乳白色、紫色、玫瑰色、茶褐色等；半透明，玻璃光澤，斷口為油脂光澤；相對硬度高，摩氏硬度

32、計值為7，無解理，常具貝殼狀斷口。無色透明者叫水晶，隱晶質者稱石髓。 由于石英硬度大，因而有極強的抗風化性能，一般以粗顆粒形式保留于土壤中，是土壤中常見的原生礦物,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 2、 薔薇石英 SiO2 (Rose-quartz) 描述：為淺玫瑰色石英，半透明的致密塊體，硬度為7，有極強的抗風化性能，斷口上有典型的油脂光澤。常以砂粒存在于土壤中,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 3、 水晶和紫水晶 （SiO2 ） (Crystal and Amethyst) 描述：無色、透明的石英晶體稱為水晶，當呈紫色時叫紫水晶。其它特性同石英,1.1 巖石與礦物 1.1.

33、2 成土礦物 4、 瑪瑙 （SiO2 ） (Agate) 描述：為隱晶質石英，由多色石髓組成，有的具有同心帶狀構造，其硬度大,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 5、 正長石KAlSi3O8 (Orthoclase) 描述：為最常見的鉀長石，常為肉紅色，有時為淺黃色，常呈寬板狀，具玻璃光澤，有兩組完全解理，解理夾角90 ，正長石常具卡氏雙晶，硬度也較高，硬度為6-6.5，因而也有一定的抗風化能力，物理風化條件下成為粗顆粒，在化學風化條件下，很容易變化為高嶺石，成為土壤的重要組成。 右下圖是具卡氏雙晶的正長石晶體,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 6、 斜長石NaAlSi3O8 C

34、aAl2Si2O8 (Plagioclase) 描述：常為灰白色、淺黃色，常呈板狀、板柱狀晶體，具玻璃光澤，硬度為6-6.5，有兩組中等解理，解理夾角約86 。斜長石中的聚片雙晶非常發(fā)育。硬度高常組成土壤的粗顆粒，進一步可風化成絹云母、高嶺石等,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 7、 白云母 KAl2AlSi3O10OH2 (Muscovite) 描述：片狀，集合體為鱗片狀。其中晶體細微者稱絹云母。無色透明，玻璃光澤，一組極完全解理，解理面珍珠光澤。表生作用下，白云母化學性質穩(wěn)定，因而常存在于土壤中,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 8、 金云母 KMg3 AlSi3O10OH

35、2 (Phlogopite) 描述： 褐色，片狀，玻璃光澤，一組極完全解理，解理面為珍珠光澤。 與金云母同屬一個亞族的黑云母為K（Mg，F(xiàn)e)3 AlSi3O10OH2 （Biotite），成分上只比金云母多含鐵，黑色，其他特性與金云母同，但在風化作用下，黑云母較其他云母容易分解，變?yōu)轵问罱K變?yōu)楦邘X石，有時黑云母可變成綠泥石。各種云母風化后，是土壤鉀素的重要來源,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 9、 蛇紋石 Mg6Si4O10(OH) 8 (Serpentine) 描述：多數(shù)為致密塊狀體集合體。黃綠色，蠟狀光澤，具滑感，硬度為23.5。農(nóng)業(yè)上常將其與磷礦石一道燒制鈣鎂磷肥,1.1

36、 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 10、 橄欖石 (Mg,Fe)2SiO4 (Olivine) 描述：常為粒狀集合體，黃綠色，透明，玻璃光澤，硬度6-7，有貝殼狀斷口。強烈的風化條件下，形成褐鐵礦停積在風化殼表面，可為土壤提供鐵（Fe）、鎂（Mg）等元素,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 11、 鈣鐵石榴石 Ca3Fe2SiO4 3 (Andradite) 描述：常呈完好晶體，常見晶形為菱形十二面體。為褐紅色，玻璃光澤，硬度大，為6-8.5，無解理。其廣泛存在于火成巖和區(qū)域變質巖中。一般化學性質穩(wěn)定，不易風化而存在于砂粒中，但鐵質榴石強烈風化時發(fā)生分解，為土壤提供鈣（Ca）、鐵（Fe

37、）等微量元素,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 12、 蘭晶石 Al2SiO4O (Kyanite) 描述：晶體常呈扁柱狀，為纖維狀集合體。淺蘭色，玻璃光澤，性脆，硬度具有明顯的方向性,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 13、 綠簾石 Ca2 （Al，F(xiàn)e)3 SiO4Si2O7O(OH) (Epidote) 描述：集合體為致密塊狀，黃綠色，色調隨含鐵量增加而加深，玻璃光澤，硬度為6.5。其風化物可為土壤提供鈣(Ca)、鐵(Fe)等元素,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 14、 普通輝石 (Na,Ca)(Mg,Fe+2,Al, Fe+3)(Al,Si)2O6 (Augi

38、te) 描述： 深綠色，晶體為短柱狀，兩組中等解理。容易風化，次生變化為綠泥石，為土壤提供鎂（Mg）、鐵（Fe）等元素,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 8、 鈣鐵輝石 CaFeSi2O6 描述：暗綠色，晶體亦為短柱狀，兩組中等解理。易風化，次生變化為綠泥石，也為土壤提供鎂（Mg）、鐵（Fe）等元素,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 9、 薔薇輝石 MnSiO3 (Rhodonite) 描述：薔薇紅色，表面常覆蓋有因受氧化作用而形成的黑色氫氧化錳被膜。玻璃光澤，兩組完全解理。薔薇輝石多由沉積錳礦與蛋白石、石英經(jīng)區(qū)域變質而成。其風化后易形成黑色被膜。為土壤提供錳(Mn)元素,1.

39、1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 9、 普通角閃石 Ca2 Na(Mg,Fe) 4(Al,Fe)(Si, Al)4O112 OH2 (Amphibole) 描述：是單斜角閃石亞族礦物。晶體為柱狀，黑綠色，玻璃光澤，有兩組完全解理。硬度5-6。其風化物可為土壤提供鎂（Mg）、鐵（Fe）等元素,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 7、 透閃石 Ca2 Mg 5Si4O112 OH2 (Tremolite) 描述：為單斜角閃石亞族礦物。晶體呈長柱狀，集合體為纖維狀，灰白色，有平行柱狀方向的兩組解理，硬度5.5-6。其風化物可為土壤提供鈣（Ca）、鎂（Mg）等元素,1.1 巖石與礦物 1.1

40、.2 成土礦物 7、 陽起石 Ca2 (Mg,Fe) 5 Si4O112OH2 (Actinolite) 描述：也是單斜角閃石亞族礦物。放射狀集合體，綠色，有兩組解理，硬度5.5-6。其風化物可為土壤提供鈣（Ca）、鎂（Mg）、鐵（Fe）等元素,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 7、 綠柱石 Be3Al2Si6O18 (Beryl) 描述：呈六方柱，綠色，玻璃光澤，硬度7.58。解理不完全，斷口貝殼狀。化學性質穩(wěn)定,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 6、 鎂電氣石 (Na,Ca)Mg3Al6 BO3 3Si6O18(OH) 4 (Tourmaline) 描述：晶體常呈柱狀，橫斷

41、面為弧線三角形。褐色，玻璃光澤，無解理，參差斷口。電氣石主要在偉晶和汽化熱液作用中形成，由于這些作用中富含硼，水分和其它揮發(fā)組分。它是土壤中微量元素硼(B)的重要來源,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 6、 空晶石Al2SiO4O (Chiastolite) 描述：晶體柱狀，橫斷面為正方形，由于生長過程中俘虜部分泥質和碳質，并形成定向排列，在橫斷面上呈黑十字狀。褐色，玻璃光澤。產(chǎn)于泥質巖和火成巖的接觸帶。其很容易變化成絹云母,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 7、 赤鐵礦 Fe2O3 (Hematite) 描述：是土壤中常見的氧化鐵礦物，存在于濕熱條件的風化程度很深的紅色土壤中

42、。隱晶質或腎狀、豆狀、鮞狀集合體，呈紅色，土狀光澤；顯晶質的赤鐵礦為鋼灰色，半金屬光澤，稱鏡鐵礦。性脆，沒有解理，斷口參差狀。風化作用中可水化為褐鐵礦。 在土壤中呈膠膜質包在土壤顆粒表面。 右上圖為腎狀赤鐵礦，右下圖為豆狀赤鐵礦,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 7、 鐵磐 描述：存在于熱帶地區(qū)土壤中，在這樣的氣候條件下，由赤鐵礦和針鐵礦進一步轉化形成的似巖石般堅硬的物質,叫鐵磐,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 7、 腎狀磁鐵礦 （Fe+2 Fe2 +3O4 ) (Magnetite) 描述： 鐵黑色，半金屬光澤，硬度5.56，無解理。在強氧化條件下，可逐漸變成赤鐵礦或褐鐵礦

43、，但一般較穩(wěn)定，北方土壤中常有磁鐵礦存在,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 7、 黃鐵礦FeS2 (Pyrite) 描述：是分布最廣的硫化物。常見立方體晶形。淺銅黃色，金屬光澤，性脆，無解理。在地表氧化條件下，黃鐵礦易受氧化而分解，最終形成褐鐵礦。黃鐵礦在風化作用中形成大量硫酸，污染土壤，并常對其他礦物的風化和某些元素的活動性質產(chǎn)生較大影響,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 7、 黃銅礦Cu FeS2 (Chalcopyrite) 描述：致密塊狀集合體，銅黃色，金屬光澤，硬度34。由于硫是變價元素，因而黃銅礦很易遭受化學風化，在地表形成褐鐵礦、孔雀石等礦物?？蔀橥寥捞峁┿~（Cu

44、）、鐵（Fe）元素,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 7、 閃鋅礦 (Zn,Fe,Mn,Cd,In,Ga,Ge)S (Sphalerite) 描述：晶體常為四面體，為致密塊狀集合體。晶體內常發(fā)生類質同象現(xiàn)象。褐色，隨含鐵量增加而變深。金剛光澤到半金屬光澤，硬度34。在外生條件下，閃鋅礦很不穩(wěn)定，形成可溶性硫酸鹽（ZnSO4） ，可為土壤提供鋅(Zn)、鐵（Fe）、錳(Mn)等微量元素,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 7、 藍銅礦 2CuCO3 Cu(OH) 2 (Azurite) 描述：纖維狀集合體。深藍色，光澤弱，硬度為4左右，與孔雀石混合時，成為雜藍銅孔雀石，可為土壤提供

45、銅(Cu)元素,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 7、 輝銻礦Sb2S3 (Antimonite) 描述：是分布最廣的銻礦物，柱狀，鉛灰色，金屬光澤，污手，解理面上常有橫的聚片雙晶紋。在氧化帶，輝銻礦易分解，變?yōu)辄S色或褐色的各種氧化物,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 7、 辰砂 HgS (Cimabar) 描述：晶體呈厚板狀。紅色，金剛光澤，其化學性質較穩(wěn)定。共生礦物有石英、方解石和輝銻礦等,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 7、 方鉛礦PbS (Galena) 描述： 立方體晶形，粒狀集合體，鉛灰色，金屬光澤，有三組解理，沿解理面易破碎成立方體。在氧化作用下，方鉛礦

46、不穩(wěn)定，風化后形成不溶性PbSO 4而殘留于風化帶,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 7、 雄黃（AsS)和雌黃(As2 S3) (Realgar and Orpiment) 描述：雄黃為桔紅色，金剛光澤，雌黃為檸檬黃色。兩者硬度都較低。雄黃和雌黃常共生在一起，是煉砷的原料，可用于農(nóng)藥,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 7、 方解石 CaCO3 (Calcite) 描述：白色，玻璃光澤，硬度為3，菱面體解理完全，易沿解理面分裂成菱面體。遇稀鹽酸劇烈氣泡。很容易遭受溶解，以及發(fā)生碳酸化作用。 右下圖為冰洲石，是無色透明的方解石,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 7、 白云

47、石 晶簇CaMgCO32 (Dolomite druse) 描述：單晶菱面體，白色，玻璃光澤，解理面常彎曲，硬度3.5-4，遇冷稀鹽酸氣泡微弱，以此可與方解石區(qū)別。會遭受溶解，以及發(fā)生碳酸化作用，但在相同條件下，比方解石反應弱,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 7、 菱鎂礦MgCO3 (Magnesite) 描述：常成粒狀集合體。白色，玻璃光澤，與方解石的區(qū)別是遇稀鹽酸反應微弱,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 7、 孔雀石 Cu 2CO 3 (OH) 2 （Malachite) 描述：纖維狀集合體。鮮綠色，絲絹光澤，遇冷稀鹽酸劇烈起泡，硬度小。常形成于銅礦床氧化帶，與藍銅礦共生,1.1 巖石與礦物 1.1.2 成土礦物 7、 石膏 CaSO4 2H 2 O （Gypsum) 描述：白色，硬度為2，板狀石膏形態(tài)為板狀，其解理面上有珍珠光澤，纖維狀石膏為纖維狀集合體，具有絲絹光澤。有一組極完全解理，易沿解理面劈開。 右上圖為板