第一章土壤礦物質(zhì)

第一章土壤礦物質(zhì)主要內(nèi)容:第一節(jié)土壤礦物質(zhì)的組成第二節(jié)粘土礦物第三節(jié)我國粘土礦物分布規(guī)律第一節(jié)土壤礦物質(zhì)的組成一、土壤礦物質(zhì)的元素組成地殼中、土壤中多的元素有：1〕O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、P、S地殼中：O47%Si29%Al8.05%Fe4.65%合計88.7土壤中：O49%Si33%Al7.13%Fe3.8%合計92.3%2〕植物生長所需P、S<0.1%N<0.01%3〕土壤承繼地殼化學(xué)組成遺傳特點,地殼中多的土壤中也多，地殼中少的土壤中也少，但元素含量發(fā)生變化，添加的有O、Si、C、N，顯著下降的有Ca、Na、K、Mg。第一節(jié)土壤礦物質(zhì)的組成二、土壤礦物質(zhì)的礦物組成原生礦物：巖漿冷凝構(gòu)成的礦物，土壤中未發(fā)生化學(xué)改動。次生礦物：原生礦物在H2O、CO2、O2、生物等作用下，礦物組成、構(gòu)造、性質(zhì)發(fā)生改動而構(gòu)成的礦物。第一節(jié)土壤礦物質(zhì)的組成二、土壤礦物質(zhì)的礦物組成1、土壤中的原生礦物常見的有：石英、長石〔正長石、斜長石〕、云母〔黑云母、白云母〕、輝石、角閃石、橄欖石、磷灰石、黃鐵礦等等。1〕石英：SiO2原子晶體，乳白色，硬度7，抵抗物理、化學(xué)風(fēng)化作用強。2〕鉀長石：多肉紅色，硬度6，抵抗風(fēng)化才干強。3〕鈉長石：NaAlSi3O8多灰白色，抵抗風(fēng)化才干強。4〕鈣長石：CaAl2Si2O8多灰白色，抵抗風(fēng)化才干強5〕白云母：KAl2Si3O10(OH)2白，片狀解理，硬度2-3，易物理風(fēng)化，抗化學(xué)風(fēng)化。二、土壤礦物質(zhì)的礦物組成1、土壤中的原生礦物6〕黑云母：KH2(Mg,Fe)3AlSi3O12黑，片狀解理，硬度2.5-3，易物理風(fēng)化，化學(xué)風(fēng)化。7〕輝石：Ca(Mg,Fe,Al)[(Si,Fe)2O6]綠黑色，硬度5-6，易風(fēng)化。8〕角閃石：Ca2Na(Mg,Fe)4(Al,Fe)[(Si,Al)4O11](OH)2褐色或黑色，硬度5.5-6，易風(fēng)化。9〕橄欖石：(Mg,Fe)2SiO4綠色，極易風(fēng)化。10〕磷灰石：Ca5(PO4)3(F,Cl)顏色較多〔灰白、黃、綠、黃褐〕，硬度5，抵抗風(fēng)化才干強。11〕黃Fe礦：FeS2金黃色，硬度6-6.5，極易風(fēng)化。原生礦物的類型和數(shù)量很大程度上取決于礦物的穩(wěn)定性，抗風(fēng)化才干強，土壤中就多，如：石英、正長石、白云母、磷灰石。原生礦物是植物營養(yǎng)重要來源，P、K、Ca、Mg、S、微量元素。第一節(jié)土壤礦物質(zhì)的組成二、土壤礦物質(zhì)的礦物組成2、土壤中次生礦物1〕易溶鹽、微溶鹽：K+、Na+、Ca2+、Mg2+等鹽Cl-、SO42-、CO32-、PO43-等鹽，硫化物2〕粘土礦物：層狀鋁硅酸鹽類礦物(晶體)SiFeAl氧化物及水化氧化物。第二節(jié)粘土礦物一、層狀硅酸鹽粘土礦物(晶體)1、高嶺組2、蒙蛭組3、水化云母組4、綠泥石組二、非硅酸鹽粘土礦物1、氧化鐵2、氧化鋁3、水鋁英石4、氧化硅

第二節(jié)粘土礦物一、層狀硅酸鹽粘土礦物(晶體)〔一〕構(gòu)造特征1、硅氧四面體和硅氧片硅氧四面體：SiO44-正四面體外形。第二節(jié)粘土礦物一、層狀硅酸鹽粘土礦物(晶體)〔一〕構(gòu)造特征1、硅氧四面體和硅氧片硅氧片：〔單位晶片〕第二節(jié)粘土礦物一、層狀硅酸鹽粘土礦〔晶體)〔一〕構(gòu)造特征2、鋁氧八面體和鋁氧片鋁氧八面體：AlO69-第二節(jié)粘土礦物一、層狀硅酸鹽粘土礦物(晶體)〔一〕構(gòu)造特征2、鋁氧八面體和鋁氧片鋁氧片第二節(jié)粘土礦物一、層狀硅酸鹽粘土礦晶體)〔一〕構(gòu)造特征3、單位晶層1：1型第二節(jié)粘土礦物一、層狀硅酸鹽粘土礦〔一〕構(gòu)造特征3、單位晶層2：1型第二節(jié)粘土礦物一、層狀硅酸鹽粘土礦〔晶體)〔一〕構(gòu)造特征4、同晶替代組成礦物的中心離子被電性一樣大小相近的離子所替代，而晶格構(gòu)造堅持不變的景象。例如：Al3+與Fe3+Si4+被Al3+Al3+被Mg2+由于同晶替代作用產(chǎn)生負電荷，稱為永久電荷。

第二節(jié)粘土礦物一、層狀硅酸鹽粘土礦〔晶體)〔二〕硅酸鹽類粘土礦物的種類及普通特性1、高嶺組：1：1型非膨脹型粘土礦物，高嶺石、珍珠陶土、迪愷石、埃洛石熱帶、亞熱帶土壤中多。華中、華南、西南。1〕1：1型2〕無膨脹性，氫鍵作用0.72nm，膨脹性小于5%3〕電荷數(shù)量少，同晶替代弱或無，負電荷來源斷鍵，3-15cmol(+)/kg4)膠體性較弱，較其它粘土礦物粗，塑性，粘結(jié)性，吸濕性弱。0.2-2μm第二節(jié)粘土礦物一、層狀硅酸鹽粘土礦〔二〕硅酸鹽類粘土礦物的種類及普通特性2、蒙蛭組2：1型膨脹型粘土礦物，蒙脫石、綠脫石、拜來石、蛭石，東北華北西北較多。1〕2：1型2〕脹縮性大0.96-2.14nm層間分子引力3〕電荷數(shù)量多：80-120cmol(+)/kg發(fā)生鋁片Al3+被Mg2+替代。4〕膠體性質(zhì)突出：顆粒細小。0.01-1μm第二節(jié)粘土礦物一、層狀硅酸鹽粘土礦〔二〕硅酸鹽類粘土礦物的種類及普通特性3、水化云母組：2：1型非膨脹性粘土礦物，青藏高原東北西北華北1〕2：1型2〕無膨脹性：k+位六邊形晶六中，起鍵聯(lián)作用，層間1.0nm3〕電荷數(shù)量較多：同晶替代普遍，發(fā)生硅片Si4+被Al3+替代，20-40cmol(+)/kg4〕膠體特性：大小介于前二者之間，力學(xué)性質(zhì)介于前二者之間。第二節(jié)粘土礦物一、層狀硅酸鹽粘土礦〔二〕硅酸鹽類粘土礦物的種類及普通特性4、綠泥石組：混層型礦物，富含MgFe極少量鉻，由母質(zhì)遺留下來較多，也可由其它粘土礦物轉(zhuǎn)化而來。1〕2：1：1型：1層2：1型晶片，1層水鎂片或水鋁片。2〕同晶替代普遍：含Mg2+,Al3+,Fe3+,Si4+還含有Cr,Mn,Ni,Li10~40cmol(+)/kg3〕顆粒較?。毫W(xué)性質(zhì)，吸濕性適中。第二節(jié)粘土礦物二、非硅酸鹽粘土礦物1〕水化程度不等的鐵、錳、鋁、硅氧化物和水鋁英石。2〕既可帶正電荷，又可帶負電荷，電荷產(chǎn)生是由質(zhì)子化或外表—OH的H+解離產(chǎn)生。稱為可變電荷。第二節(jié)粘土礦物二、非硅酸鹽粘土礦物1、氧化鐵1〕針鐵礦：Fe2O3.H2O，晶體小，呈現(xiàn)針狀，故針鐵礦。大點的黃色，小點的棕色。一部分Fe3+被Al3+結(jié)晶程度差。溫帶、亞熱帶、熱帶土壤中大量存在。2〕赤鐵礦：2Fe2O3.H2O紅色，六角形板狀紅壤、赤紅壤、磚紅壤發(fā)紅的緣由。第二節(jié)粘土礦物二、非硅酸鹽粘土礦物2、氧化鋁三水鋁石：Al2O3.3H2O熱帶、帶熱帶高風(fēng)化酸性土壤中，北緯30度以南作為脫硅富鋁化的目的。

鐵鋁氧化物：土壤中有：離子態(tài)——無定形狀——晶態(tài)前二者非晶態(tài)，顆粒小，外表積大，土壤中作用強后者晶態(tài)，顆粒大，外表積小，土壤中作用弱。第二節(jié)粘土礦物二、非硅酸鹽粘土礦物3、水鋁英石：xAl2O3.ySiO2.nH2O1〕非晶質(zhì)礦物2〕Si/Al約為1~23〕陽離子交換量大，10-15cmol(+)/kg受PH影響4〕外表積大，非晶態(tài)5〕火山灰土中主要粘土礦物，在高海拔，低溫，中量，林下土壤心土層也存在。

第二節(jié)粘土礦物二、非硅酸鹽粘土礦物4、氧化硅1〕結(jié)晶類α—石英2〕非晶態(tài)：蛋白石〔SiO2.nH2O〕，凝膠

富含鐵質(zhì)熱帶土壤灰化土中來源于植物殘體，植物體內(nèi)SiO2多為凝膠或蛋白石第三節(jié)我國粘土礦物分布規(guī)律一、粘土礦物構(gòu)成假說二、影響要素三、我國粘土礦物的分布規(guī)律第三節(jié)我國粘土礦物分布規(guī)律一、粘土礦物構(gòu)成假說1、新生：風(fēng)化沉淀說風(fēng)化釋放酸膠基SiO2.nH2O堿膠基Fe2O3.nH2O、Al2O3.nH2O合成粘土礦物2、轉(zhuǎn)變：直接從原來礦物轉(zhuǎn)變來白云母-水云母-蛭石-蒙脫石-高嶺石-三水鋁石第三節(jié)我國粘土礦物分布規(guī)律二、影響要素1、氣候：枯燥氣候蒙脫石、伊利石多濕熱氣候高嶺石、氧化物多1〕轉(zhuǎn)變說：風(fēng)化強度不斷添加2〕新生說：K+豐富〔水云母〕，Mg+多〔蒙脫石〕，鹽基少〔高嶺石〕2、母質(zhì)影響不同母質(zhì)粘土礦物差別較大1〕河流沖積物：富含水云母2〕湖積物、淤積物：富含蒙脫石、水云母3〕黑云母：易構(gòu)成蛭石或黑云母蛭石夾層礦物4〕表土層：礦物組成具有明顯地帶性，受風(fēng)化淋溶成土作用劇烈。3、地形要素影響1〕水熱再分配影響風(fēng)化強度，影響粘土礦物類型。2〕影響風(fēng)化產(chǎn)物搬云堆積。第三節(jié)我國粘土礦物分布規(guī)律三、我國粘土礦物的分布規(guī)律1、水云母區(qū)：水云母為主，其次蒙脫石綠泥石。新疆、內(nèi)蒙高原西部、柴達木盆地、青藏大部2、水云母蒙脫石區(qū)蒙脫石添加，內(nèi)蒙高原東部、東北3、水云母蛭石區(qū)青藏高原東南邊緣山地、黃土高原、華北平原西部有綠泥石，東部有蛭石、蒙脫石4、水云母——蛭石——高嶺石區(qū)