土壤学二土壤矿物质PPT课件
合集下载
农业类土壤矿物质PPT教学课件
泥岩：不具层理的粘土岩。风化产物与 页岩类似。
3、化学岩及生物化学岩类
由化学或生物化学作用沉淀而成的沉积 岩称为化学岩或生物化学岩。
石灰岩：一般白色或灰色，含杂质多时 可呈深色，主要成分为碳酸钙，主要矿 物为方解石，遇盐酸放出气泡。
白云岩：一般白色或灰色，主要矿物是 白 盐云酸石微，弱主起要 泡成 。分CaCO3、MgCO3，遇
与酸性岩相比，中性岩风化后形成的粘 粒较多，砂粒较少，Ca、Mg等盐基成分 较多。
3、基性岩
SiO2含量为45-55% 最主要的岩石是辉长岩、玄武岩
辉长岩：灰黑、暗绿等色，斜长石和辉石为主， 少量角闪石和和辉石。等粒结构。
玄武岩：黑、灰绿、灰黑等色。主要为基性斜 长石、辉石、伴有橄榄石。隐晶质，斑状结构， 有气孔或杏仁构造。
（三）变质岩类
岩浆岩或沉积岩在高温高压、热气热液 作用下发生变质作用而形成的岩石，称 变质岩。
常见的变质岩有片麻岩、石英岩、板岩、 千枚岩、片岩、大理岩等。
片麻岩：多由花岗岩变质而成，深色矿 物和浅色矿物呈黑白相间的带状排列， 风化产物和花岗岩类似。
石英岩：由硅质砂岩变质而来，极坚硬， 极难风化，风化产物多砂粒或石砾，质 地粗，养分贫乏。
---白云石， [Ca,Mg(CO3)2]，是白云岩的主 要成分，比方解石稍稳定。
主要原生矿物的风化顺序：
橄榄石
钙长石
抗
风
辉石
钙斜橄榄石
化
能
角闪石
钠钙斜长石
力
增
黑云母
钠长石
强
钾长石
白云母
石英
2、次生矿物
主要次生矿物有高岭石、水云母、绿泥 石、蛭石、蒙托石，以及各种二三氧化 物。它们的详细结构与性质将在“土壤 胶体”部分介绍。
3、化学岩及生物化学岩类
由化学或生物化学作用沉淀而成的沉积 岩称为化学岩或生物化学岩。
石灰岩：一般白色或灰色，含杂质多时 可呈深色，主要成分为碳酸钙，主要矿 物为方解石，遇盐酸放出气泡。
白云岩：一般白色或灰色，主要矿物是 白 盐云酸石微，弱主起要 泡成 。分CaCO3、MgCO3，遇
与酸性岩相比，中性岩风化后形成的粘 粒较多，砂粒较少，Ca、Mg等盐基成分 较多。
3、基性岩
SiO2含量为45-55% 最主要的岩石是辉长岩、玄武岩
辉长岩：灰黑、暗绿等色，斜长石和辉石为主， 少量角闪石和和辉石。等粒结构。
玄武岩：黑、灰绿、灰黑等色。主要为基性斜 长石、辉石、伴有橄榄石。隐晶质，斑状结构， 有气孔或杏仁构造。
（三）变质岩类
岩浆岩或沉积岩在高温高压、热气热液 作用下发生变质作用而形成的岩石，称 变质岩。
常见的变质岩有片麻岩、石英岩、板岩、 千枚岩、片岩、大理岩等。
片麻岩：多由花岗岩变质而成，深色矿 物和浅色矿物呈黑白相间的带状排列， 风化产物和花岗岩类似。
石英岩：由硅质砂岩变质而来，极坚硬， 极难风化，风化产物多砂粒或石砾，质 地粗，养分贫乏。
---白云石， [Ca,Mg(CO3)2]，是白云岩的主 要成分，比方解石稍稳定。
主要原生矿物的风化顺序：
橄榄石
钙长石
抗
风
辉石
钙斜橄榄石
化
能
角闪石
钠钙斜长石
力
增
黑云母
钠长石
强
钾长石
白云母
石英
2、次生矿物
主要次生矿物有高岭石、水云母、绿泥 石、蛭石、蒙托石，以及各种二三氧化 物。它们的详细结构与性质将在“土壤 胶体”部分介绍。
土壤矿物质相关资料PPT课件( 29页)
Al2O3·nH2O、Fe2O3·nH2O带正电荷，碱胶基。 盐基离子：Ca2+、Mg2+、K+、Na+等决定溶液pH，
并参与矿物形成。
粘土矿物的形成：正负胶体相互中和沉淀组成新矿物。
沉淀
老化、结晶
溶胶——→凝胶（非晶质）————→结晶质
当溶胶SiO2/Al2O3＞3，可形成2:1型矿物 当溶胶SiO2/Al2O3＜3，可形成1:1型矿物及氧化铝矿物 风化液pH与盐基淋溶有关，并影响胶体的正、负电荷数量和 沉淀凝胶中正负电荷胶体的比例。
•
8、有些人，因为陪你走的时间长了，你便淡然了，其实是他们给你撑起了生命的天空；有些人，分开了，就忘了吧，残缺是一种大美。
•
9、照自己的意思去理解自己，不要小看自己，被别人的意见引入歧途。
•
10、没人能让我输，除非我不想赢！
•
11、花开不是为了花落，而是为了开的更加灿烂。
•
12、随随便便浪费的时间，再也不能赢回来。
（四）水云母－蛭石－高岭区 包括秦岭山地和长江中下游平 原，为一狭长的过渡地带，在适宜条件下，水云母、蛭石和高 岭石都可成为土壤粘粒中的主要成分。
二、我国土壤粘土矿物分布规律
（五）蛭石－高岭区 包括四川盆地、云贵高原、喜马拉雅山 东南端。土壤粘粒中云母退居次要成分，以蛭石和高岭为主。 东部蛭石尤多，并多三水铝石；西部蛭石较少，氧化物含量很 高，山地土壤中水云母含量随海拔高度升高而增加。四川盆地 土壤中还有不少蒙脱石。 （六）高岭－水云母区 包括浙、闽、湘、赣大部和粤、桂北 部。土壤中粘粒部分结晶差的高岭石为主。东部不少水云母和 蛭石伴存，铁铝氧化物含量也显著增多。 （七）高岭区 包括贵州南部、闽粤东南沿海、南海诸岛及台湾
并参与矿物形成。
粘土矿物的形成：正负胶体相互中和沉淀组成新矿物。
沉淀
老化、结晶
溶胶——→凝胶（非晶质）————→结晶质
当溶胶SiO2/Al2O3＞3，可形成2:1型矿物 当溶胶SiO2/Al2O3＜3，可形成1:1型矿物及氧化铝矿物 风化液pH与盐基淋溶有关，并影响胶体的正、负电荷数量和 沉淀凝胶中正负电荷胶体的比例。
•
8、有些人，因为陪你走的时间长了，你便淡然了，其实是他们给你撑起了生命的天空；有些人，分开了，就忘了吧，残缺是一种大美。
•
9、照自己的意思去理解自己，不要小看自己，被别人的意见引入歧途。
•
10、没人能让我输，除非我不想赢！
•
11、花开不是为了花落，而是为了开的更加灿烂。
•
12、随随便便浪费的时间，再也不能赢回来。
（四）水云母－蛭石－高岭区 包括秦岭山地和长江中下游平 原，为一狭长的过渡地带，在适宜条件下，水云母、蛭石和高 岭石都可成为土壤粘粒中的主要成分。
二、我国土壤粘土矿物分布规律
（五）蛭石－高岭区 包括四川盆地、云贵高原、喜马拉雅山 东南端。土壤粘粒中云母退居次要成分，以蛭石和高岭为主。 东部蛭石尤多，并多三水铝石；西部蛭石较少，氧化物含量很 高，山地土壤中水云母含量随海拔高度升高而增加。四川盆地 土壤中还有不少蒙脱石。 （六）高岭－水云母区 包括浙、闽、湘、赣大部和粤、桂北 部。土壤中粘粒部分结晶差的高岭石为主。东部不少水云母和 蛭石伴存，铁铝氧化物含量也显著增多。 （七）高岭区 包括贵州南部、闽粤东南沿海、南海诸岛及台湾
土壤学(第二部分)PPT课件
The main sources of net acid inputs are as follows:
•The dissolution of CO2 in the soil water to form carbonic
acid which dissociates according to CO2 + H2O
(三)水解性酸度(Hydrolysis acidity) 用弱酸强碱盐类(如NaAc)浸提土壤，将交换性H+ , Al3+置 换到土壤溶液中所显示的酸度
4NaAc + 4H2O ≒ 4NaOH + 4HAc
H Al
+4NaOH
+4HAc
≒
4Na + Al(OH)3 + H2O +4HAc
性质：容量指标(Capacity index)； 单位：cmol/kg 特点：
第二节 土壤碱度 Section 2 soil alkalinity
一 土壤碱度产生的原因 二 1 土壤中的碱金属和碱土金属盐类的水解(主要是碳酸盐
和重碳酸盐) 三 2 有些土壤中的中性盐(Na2SO4)的水解 四 3 胶体上吸附的 Na, Ca, Mg 离子的水解
Sources of alkalinity: •Base-forming cations
酸性 Acidic soil
中性 Neutral soil
碱性 alkaline soil
强碱性 Strongly alkaline soil
(二)交换性酸度 Exchange acidity—the titratable (可滴定) hydrogen and aluminum that can replaced from the adsorption complex by a
土壤学课件第二章土壤矿物质2
结晶态氧化物 胶膜态
氧化铁 氧化铝
粘粒矿物 粘土矿物
非结晶态
Clay mineral
凝胶态 amorphous 其它 碳酸盐、硫酸盐、氯化物 others
（一）原生矿物 primary minerals
1.原生矿物概念：在风化合成土过程中未改变化学组成的原始成岩矿物。
2.土壤中主要原生矿物
正长石 斜长石
土壤矿物元素组成主要是：氧、 硅、铝、铁，其它元素的量相对较 比较少。
一.土壤矿物基本组成 composition of soil minerals
原生矿物
Primary minerals 高岭石
土壤矿物
Soil minerals
层状铝硅酸盐
蒙脱石
伊利石
结晶态 Crystalline
次生矿物
Secondary minerals
（二） 次生矿物 secondary minerals
1.次生矿物的概念 在风化和成土过程中新形成的矿物。次生矿物一般比较小，属于 粘粒范围，因此，也有人叫它粘土矿物或者粘粒矿物(clay minerals). 粘土矿物（粘粒矿物）clay mineral ；粒径大小在粘粒范围内的 次生矿物称之。 2.粘土矿物意义:粘土矿物的类型和特征综合地反映土壤的风化和成 土条件。研究和鉴定它的类型、数量和特征具有以下意义： （1）可以帮助人们了解各种土壤在发生学上的地位，在土壤分类 学中，次生矿物成为鉴别土类的主要依据。 （2）有助于了解土壤一系列理化性状（吸湿性、可塑性、胀缩 性、离子吸附性），判断土壤肥力特征。 （必须更加关注粘土矿物）
（二） 次生矿物 secondary minerals
3.次生矿物主要类型
（三） 土壤矿物质主要元素组成和硅铝铁律
土壤学课件第二章土壤矿物质
？
物理风化 physical 化学风化 chemical 生物风化biological
原生矿物 primary
次生矿物secondary
由于风化的强弱不同，成土条件不同，形成的土壤颗粒大小 是否相同？答案=否
一.矿质土粒 （soil particle）
（二）土粒概念 soil particle 土粒 soil particle：土壤中各种粒径的固相颗粒
有中国分类制吗？ 有！ （？） 经常用哪个？
粒级分类制
• There is no natural classification of particle size; the limits are based on the contribution that particles of different sizes make to the physical and chemical properties of soil. As a result, several classification systems have been developed around the world • 如:>0.002mm颗粒在悬液中无布朗运动,而 <0.002mm颗粒则显示出明显布朗运动.故粘 粒界限定于0.002mm。 • 粒级分类的实质依据是（？）
0.005~0.001 0.0001~0.0005 <0.0001
基本粒级
石砾 砂粒 粉粒 粘粒
Particle size (mm)
Textural Group
Clay Silt Sand
< 0.002 0.002 - 0.02 > 0.02
土壤粒级分类系统(二级分类制)
苏联制:由卡庆斯基（Качинский）依据土粒的矿物组成和化 学组成及其某些理化性状,如阳离子交换量、最大吸湿量、持水量、膨胀和 收缩性的变化规律与1957年将11级分类制归并为两个大组。被我国和东欧 诸国普遍采用。
chap03土壤矿物质PPT课件
Ca,Al,Si
Sr,Cu,Ga,Mo
Na,Al,Si
Cu,Ga
Cu,Mg,Fe,Al,Si Mn,Cr,Ga
K A l S i 3O 8 K A l 2( A l S i 3O 10) ( O H ) 2
K,Al,Si K,A,Si Fe,Ti
Ra,Ba,Sr,Cu,Ga F,Rb,Sr,Ga,V,Ba Co,Ni5-35%)
4
表 1-1 地壳和土壤的平均化学组成（重量%） （维诺格拉多夫，1950、1962）*
元素
地壳中
土壤中
元素
地壳中
土壤中
O
47.0
49.0
Mn
0.10
0.085
Si
29.0
33.0
P
0.093
0.08
Al
8.05
7.13
S
0.09
0.085
Fe
4.65
3.80
23
配位体理论
规则∶ 1、阴、阳离子之间的排列尽可能趋于最紧密的排
列； 2、多以阳离子为核心离子，阴离子为配位离子； 3、配位数取决于阳/阴离子半径之比。 4、对与硅酸盐而言，配位体是O-2离子
24
表 2-3 阴阳离子半径与配位数
阳离子半径 阴离子半径
阳离子配位数
配位多面体形状
0.155-0.255
6
二、土壤中的矿物组成
根据矿物的结晶状态，矿物可分为 结晶质矿物 非晶质矿物
一般常分为(据矿物的来源) 原生矿物和次生矿物
7
原生矿物：指那些经过不同程度的物理风化，未改
变化学组成和结晶结构的原始成岩矿物。
①土壤原生矿物以硅酸盐和铝硅酸盐占绝对优 势。
土壤学2ppt课件
区别
母质与岩石的区别：母质不单纯是岩石的由大 到小，而且产生了原来岩石所没有的新的特性。 主要表现在物理性质和矿物组成、化学性质发 生了改变。如母质有一定保水性能、吸附性能 和产生了新的粘土矿物等。
母质与土壤的区别：土壤具有完整的土壤肥力， 其持水力更强，吸附能力更大，养分具有表聚 作用，适用于植物生长。
红色 浅红棕色 棕色 棕黄色 黄色
(3)水解作用--最基本、最重要
2KalSi3O8 + CO2 + 2H2O H2Al2Si2O8 H2O + 2SiO2 + K2CO3 (正长石) (高岭石) (含水二氧化硅) (钾盐) Ca2(PO4) + 2H2O + 2CO2 Ca(H2PO4)2 + 2CaCO3 (磷灰石) (磷酸二氢钙)
粘 粒
从卡庆斯基粒级制修订而来，粘粒的上限移至2um,而把粘粒级 分为粗和细两个粒级。细粘粒即是卡庆斯基粒级制的粘粒级
由于山区临时性的洪水暴发，洪水夹带岩石碎屑、砂粒等沿
山坡下泻至山前平缓地带沉积而成。
湖积物
湖水泛滥沉积而成的沉积物，分布在大湖的周围。
黄土高原 风积物
经风搬运而堆积的物质
黄土状沉积物
滨海沉积物 为海边的海相沉积物。
第三节 土壤矿物质土粒的组成和特性
一
矿物土粒的大小分级—粒
级与粒级分类
土粒分矿质土粒和有机质土粒
性质转折处，不同土壤转折点不同；
不同分级制与分散处理方法有关，如
有人认为应包含有机质，如何做到完 全分散土粒？
（二）粒级的分类
常用的标准有三种：
1. 国际制 2.2. 卡庆斯基制
3.3. 中国制
1、国际制
《土壤矿物质》课件
磷酸盐矿物质在土壤中并不常见， 但是它们对于植物生长十分重要。
土壤矿物质对土壤的作用
1
提供机械性支持
土壤矿物质的粘粒性质使其能够提供土壤的机械性支持，保持土壤结构的稳定性。
2
形成土壤结构
土壤矿物质和有机物可以形成土壤结构，便于水分、空气和植物根系的渗透和生长。
3
贡献养分
土壤矿物质可以释放出一些养分元素，如钾、钙和磷，对于植物生长非常重要。
4
影响土壤酸碱度
部分土壤矿物质可以通过溶解在水中影响土壤酸碱度，从而影响植物的生长和养分吸收。
土壤矿物质的分析方法
表征方法
通过X射线衍射、红外光谱以及 电子显微镜等人造检测手段表 征土壤矿物质。
显微镜方法
可以使用显微镜观察土壤样品， 应用偏光显微镜、荧光显微镜 等方法检测矿物质的形态和组 成。
能谱仪方法
《土壤矿物质》PPT课件
土壤矿物质是土壤的重要组成部分，对于植物生长和生态系统的平衡起着极 为重要的作用。
概述
什么是土壤矿物质？
土壤矿物质是指直径小于0.002毫米的无机颗粒状物质。它们构成土壤的颗粒体积分数通常 为50-90%。
土壤矿物质的组成
土壤矿物质的主要组成元素有硅、铁、铝、镁、钾、钠、钙等。
• 土壤矿物质的分析方法包括表征方法、显微镜方法和能谱仪方法。
利用扫描电镜-能谱仪技术可以 对矿物质进行高精度分析和表 征，是现代矿物学研究的主要 手段之一。
总结
• 土壤矿物质是构成土壤的重要组成部分，对于植物生长和土壤生态系 统的平衡起着必不可少的作用。
• 常见的土壤矿物质有硅酸盐矿物质、氧化物矿物质、碳酸盐矿物质、 硫酸盐矿物质和磷酸盐矿物质。
• 土壤矿物质的作用包括提供机械性支持、形成土壤结构、贡献养分以 及影响土壤酸碱度等。
土壤学(第二章)
(2) 膨胀性大 晶层以分子引力联结，晶层间距： 蒙脱石0.96～2.14nm 蛭石0.96～1.45nm (3) 电荷数量大 同晶替代现象普遍
(4) 颗粒较细，呈片状
可塑性、粘结性、吸湿性、粘着性显著，对耕
作不利。
蒙脱石在我国北方土壤分布较广，蛭石分布在
风化不太强而排水良好的土壤中。
土壤学 资源环境学院土地资源与农业化学系
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
第一节 土壤矿物质的 矿物组成和化学组成
一、元素组成
表2-1 地壳和土壤的平均化学组成（重量%）
元素
O Si Al Fe Ca Na K Mg Mn
地壳中
47.0 29.0 8.05 4.65 2.96 2.50 2.50 1.37 0.10
土壤中
49.0 33.0 7.13 3.80 1.37 1.67 1.36 0.60 0.085
沉淀 老化、结晶
溶胶——→凝胶（非晶质）—————→结晶质
当溶胶SiO2/Al2O3＞3，可形成2:1型矿物
当溶胶SiO2/Al2O3＜3，可形成1:1型矿物及 氧化铝矿物 风化液pH与盐基淋溶有关，并影响胶体的正、 负电荷数量和沉淀凝胶中正负电荷胶体的比例。 盐基离子Mg2+、K+等直接参与新矿物合成，分 别形成富钾（伊利石）、富镁（蛭石、绿泥石）等
4. 同晶替代 指硅酸盐矿物的中心离子被电性相同、大小相近的 其它离子所代替而矿物晶格构造保持不变的现象。
发生同晶替代后，硅酸盐矿物产生负电荷。
(二)硅酸盐矿物的种类
1. 高岭(石)组
特点：(1) 1:1型
包括高岭石、埃洛石、珍珠陶土等。
单位晶胞（层）化学式：Al4Si4O10(OH)8
第二章--土壤矿物质7PPT课件
白云母［KAl2Si3O10(OH)2］，又称钾云母。 颜色为无色或浅色，有时带绿色 呈透明或半透明状，薄片状
白云母片状崩解成碎片后化学分解困难，往往混杂在沙土中 反光性很明显 在分解过程中释放出钾 成为土壤中钾元素的来源之一
黑云母［KH2(Mg·Fe)2AlSi3O12］ 其性状与白云母相似，只是颜色呈黑色，不透明或半透明
2 . 1. 2. 2 土壤中的次生矿物
次生矿物
由原生矿物经风化过程新形成的矿物，称为次生矿物， 也称次生黏粒矿物 次生黏粒矿物有： 1、次生层状铝硅酸盐，如高岭石、蒙脱石和水化云母类等
2、含水的氧化铁、氧化铝、氧化硅等氧化物类
3、简单的盐类，如碳酸盐、硫酸盐和氯化物等
（4）石英矿物（SiO2）
.
42
2. 1. 2. 1 土壤中的原生矿物
石英类矿物
（4） 石英矿物（SiO2）
普通石英呈透明或半透明的晶粒状的集合体
纯石英为无色
含有杂质时呈白、灰、黄、红、绿、天 蓝及紫色 完整晶形为两端锥形的六方柱状晶体或不规则块状
除氟酸外，不与任何酸类起作用，物理及化学性质稳定，
碳酸盐类矿物
（7） 方解石（CaCO3）
方解石是大理岩、石灰岩的主要组成矿物
易溶于酸，化学性质不稳定
是土壤中碳酸钙的主要来源
.
51
2 . 1. 2. 1 土壤中的原生矿物
（8）褐铁矿（Fe2O3·3H2O）
是赤铁矿水化而形成的一种含水氧化铁 分布较广。一般为棕色、黄色 是土壤黄色和棕色染色剂，以胶状包
不易风化，常以颗粒状残留于土. 壤中，是土壤中沙粒的主要43来源
2 . 1. 2. 1 土壤中的原生矿物
• （5） 氧化铁类矿物
白云母片状崩解成碎片后化学分解困难，往往混杂在沙土中 反光性很明显 在分解过程中释放出钾 成为土壤中钾元素的来源之一
黑云母［KH2(Mg·Fe)2AlSi3O12］ 其性状与白云母相似，只是颜色呈黑色，不透明或半透明
2 . 1. 2. 2 土壤中的次生矿物
次生矿物
由原生矿物经风化过程新形成的矿物，称为次生矿物， 也称次生黏粒矿物 次生黏粒矿物有： 1、次生层状铝硅酸盐，如高岭石、蒙脱石和水化云母类等
2、含水的氧化铁、氧化铝、氧化硅等氧化物类
3、简单的盐类，如碳酸盐、硫酸盐和氯化物等
（4）石英矿物（SiO2）
.
42
2. 1. 2. 1 土壤中的原生矿物
石英类矿物
（4） 石英矿物（SiO2）
普通石英呈透明或半透明的晶粒状的集合体
纯石英为无色
含有杂质时呈白、灰、黄、红、绿、天 蓝及紫色 完整晶形为两端锥形的六方柱状晶体或不规则块状
除氟酸外，不与任何酸类起作用，物理及化学性质稳定，
碳酸盐类矿物
（7） 方解石（CaCO3）
方解石是大理岩、石灰岩的主要组成矿物
易溶于酸，化学性质不稳定
是土壤中碳酸钙的主要来源
.
51
2 . 1. 2. 1 土壤中的原生矿物
（8）褐铁矿（Fe2O3·3H2O）
是赤铁矿水化而形成的一种含水氧化铁 分布较广。一般为棕色、黄色 是土壤黄色和棕色染色剂，以胶状包
不易风化，常以颗粒状残留于土. 壤中，是土壤中沙粒的主要43来源
2 . 1. 2. 1 土壤中的原生矿物
• （5） 氧化铁类矿物
土壤矿物物组成与特性PPT(79张)
• （3）主要成土矿物的组成和特性：见P21 表1-1。
• 3、岩石（rock）
• 概念：是在地质作用下，由一种或多种矿物有规 律组合而成的集合体，它具有一定的结构和构造 特征。
• 分类：自然界中岩石种类繁多，根据其成因可分 为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。
• （1）岩浆岩：由岩浆冷凝以后而形成的岩石。 • 我们还可以根据岩石中SiO2含量多少来划分岩
• 3)、生物风化：矿物在生物影响下所引起 的破坏作用；主要表现为植物根系的穿插 作用，动物的穴居习性对岩石引起的机械 破碎作用，以及生物生命活动产生的CO2、 O2以及分泌的各种有机酸、无机酸能加速 化学风化的进程。
• 生物风化的结果：一方面加速岩石的风化， 更重要的能使风化产物中的植物营养元素 能在母质表层累积和集中，同时累积了有 机质，发展了肥力，所以生物参与风化作 用，也就意味着成土作用的开始。
• （2）、 土壤粒级的分类（陆欣P30） • 土粒分级一般是将土粒分为石砾、砂粒、粉粒和粘粒四级。 • ① 国际制土粒分级： • 特点：十进位制，易于记忆，但人为性大。
② 卡庆斯基制：
• 前苏联土壤学家卡庆斯基提出的土壤粒级分类标准,既细 致又简明，细致方案对粉粒划分较细，符合我国许多土壤 中粉粒多样化的特点；
• 1)、物理风化：岩石受物理因素作用而崩 解碎裂的过程。
• 物理风化的因素主要是：温度引起的热胀 冷缩，冰冻的挤压，流水的冲刷，风、冰 川等自然动力的磨蚀、根系的穿插等。
• 其结果使岩石由大块→小块→细粒，使岩 石有了对水分和空气的通透性，为岩石的 进一步风化，尤其是化学风化创造条件， 但没有改变岩石的矿物组成和化学组成。
浆岩的类型：
• S45iO%2～＞5625%%基酸性性岩岩；；＜524%5%～超65基%性中岩性岩； • 共同特征：没有层次、没有化石、不含有机沉
• 3、岩石（rock）
• 概念：是在地质作用下，由一种或多种矿物有规 律组合而成的集合体，它具有一定的结构和构造 特征。
• 分类：自然界中岩石种类繁多，根据其成因可分 为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。
• （1）岩浆岩：由岩浆冷凝以后而形成的岩石。 • 我们还可以根据岩石中SiO2含量多少来划分岩
• 3)、生物风化：矿物在生物影响下所引起 的破坏作用；主要表现为植物根系的穿插 作用，动物的穴居习性对岩石引起的机械 破碎作用，以及生物生命活动产生的CO2、 O2以及分泌的各种有机酸、无机酸能加速 化学风化的进程。
• 生物风化的结果：一方面加速岩石的风化， 更重要的能使风化产物中的植物营养元素 能在母质表层累积和集中，同时累积了有 机质，发展了肥力，所以生物参与风化作 用，也就意味着成土作用的开始。
• （2）、 土壤粒级的分类（陆欣P30） • 土粒分级一般是将土粒分为石砾、砂粒、粉粒和粘粒四级。 • ① 国际制土粒分级： • 特点：十进位制，易于记忆，但人为性大。
② 卡庆斯基制：
• 前苏联土壤学家卡庆斯基提出的土壤粒级分类标准,既细 致又简明，细致方案对粉粒划分较细，符合我国许多土壤 中粉粒多样化的特点；
• 1)、物理风化：岩石受物理因素作用而崩 解碎裂的过程。
• 物理风化的因素主要是：温度引起的热胀 冷缩，冰冻的挤压，流水的冲刷，风、冰 川等自然动力的磨蚀、根系的穿插等。
• 其结果使岩石由大块→小块→细粒，使岩 石有了对水分和空气的通透性，为岩石的 进一步风化，尤其是化学风化创造条件， 但没有改变岩石的矿物组成和化学组成。
浆岩的类型：
• S45iO%2～＞5625%%基酸性性岩岩；；＜524%5%～超65基%性中岩性岩； • 共同特征：没有层次、没有化石、不含有机沉
2土壤矿物质Soilmineral-PPT文档资料61页
47.0
49.0
29.0
33.0
8.05
7.13
4.65
3.80
2.96
1.37
2.50
1.67
2.50
1.36
1.37
0.60
0.10
0.085
元素
P S C N Cu Zn B Mo
பைடு நூலகம்
地壳中 土壤中
0.093 0.09 0.023 0.01 0.01 0.005 0.003 0.003
0.08 0.085
实验教学与实验安排： 12周、13周、14周：生态学、土壤学、测量学教学实习。 实验室B502 实验一：岩石和矿物的识别（第3周周五不上，第3周周六上 午连排两个班的实验）。3月20日
实验二：土壤样品的采集与制备（第4周周六在实验室集中 上课，采样，第5周五不上课）。业余时间利用晚上分开处 理土壤样品（不占用课时）3月27日
网状 石英 quartz
Relationship of structural arrangement and stability of silicate minerals
硅酸盐矿物构造与稳定性的关系
单晶 橄榄石
单链 辉石
augite
双链 角闪石
amphibol
稳定性增加
片 黑云母 biotite
网 石英
chlorite 绿泥石
two silicon-oxygen sheet to one aluminum-oxygen sheet， forming a 2:1 layer structure, to one further Mg-O (brucite) sheet which occupies the interlayer position.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
硅铝率：土壤粘粒部分SiO2和Al2O3的分子比。 硅铁率：土壤粘粒部分SiO2和Fe2O3的分子比。
硅铝铁率可以反映土壤母质的化学风化程度。 硅铝铁率还可以反映土壤的成土过程和保肥能力。
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
例：某土壤粘粒部分SiO2含量为41.89%，Al2O3含量 33.27%，Fe2O3含量11.85%，计算其硅铝铁率、硅 铁率。
二、矿物组成
表2—2
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
(一)原生矿物 1. 原生矿物以硅酸盐和铝硅酸盐为主；
以氧化硅和硅酸盐矿物占绝对优势。常见石英、 长石、云母、辉石、角闪石等。
2. 原生矿物类型和数量决定于矿物的稳定性； 石英最稳定，是粗土粒的主要成分； 白云母和长石较稳定，在粗土粒中较多； 黑云母、角闪石、辉石等暗色矿物易风化。
解：
41.89
33.27
SiO2的分子含量＝——— ＝0.698 Al2O3的分子含量＝——— ＝0.326
60
102
11.85 Fe2O3的分子含量＝——— ＝0.074
160
SiO2
0.698
——— ＝——————＝1.75
R2O3 0.326+0.074
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
(2) 膨胀性小 晶层间距约0.72nm,硅片和铝片之间存在氢键 (3) 电荷数量少 同晶替代极少 (4) 颗粒较大（有效直径0.2～2μm）， 可塑性、 粘结性、吸湿性、粘着性弱
(一)构造特征 1. 基本结构单位 (1)硅氧四面体（SiO44-→Si2O52-→Si4O104- ）
硅氧四面体
土壤学
硅氧四面体的构造图示法
资源环境学院土地资源与农业化学系
硅氧四面体
土壤学
铝氧八面体
资源环境学院土地资源与农业化学系
(2)铝氧八面体(AlO69-→Al4O1212-→Al4（OH）8O44- )
铝氧八面体
2. 单位晶片 硅氧四面体
铝氧八面体
土壤学
铝氧八面体的构造图示法
硅层 铝层
资源环境学院土地资源与农业化学系
硅片（硅氧片）图示法
土壤学
铝片（水铝片）图示法
资源环境学院土地资源与农业化学系
3. 单位晶层 （1）1:1型
一层硅层与一层铝层重叠而成
土壤学
1:1型层状硅酸盐(高岭石)晶体结构示意图
第二章 土壤矿物质
土壤学
主要内容
教学目标 与要求
1.土壤的矿物组成和化学组成； 2.层状硅酸盐矿物的特征和种类； 3.土壤中的氧化物； 4.粘土矿物的形成和分布规律。
1.了解土壤矿物的矿物和化学组成； 2.掌握层状硅酸盐矿物的结构特征； 3.掌握土壤中常见的硅酸盐矿物； 4.了解我国土壤粘土矿物的分布规律。
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
3. 原生矿物是植物养分的重要来源 。 Ca、Mg、K、P、S等
（二）次生矿物 原生矿物分解转化形成的矿物。 以粘土矿物为主，又以结晶层状硅酸盐矿物为主； 此外有Si、Al、Fe的氧化物及其水合物 。
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿物
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
第一节 土壤矿物质的 矿物组成和化学组成
一、元素组成
表2-1 地壳和土壤的平均化学组成（重量%）
元素 地壳中 土壤中 元素 地壳中 土壤中
O Si Al Fe Ca Na K Mg 土壤学Mn
47.0
49.0
P
0.093
0.08
29.0
33.0
S
0.09
0.085
2. 蒙脱石组 包括蒙脱石、绿脱石、蛭石等。 特点：(1) 2:1型 单位晶胞的理论化学式：Al4Si8O20(OH)4·nH2O 蒙脱石理论硅铝率SiO2/Al2O3=8/2=4
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
(2) 膨胀性大
晶层以分子引力联结，晶层间距： 蒙脱石0.96～2.14nm 蛭石0.96～1.45nm (3) 电荷数量大 同晶替代现象普遍 (4) 颗粒较细，呈片状 可塑性、粘结性、吸湿性、粘着性显著，对耕 作不利。 蒙脱石在我国北方土壤分布较广，蛭石分布在 风化不太强而排水良好的土壤中。
同晶替代现象普遍，主要发生在硅片，电荷量较
大，但部分被层间K+中和，有效电荷量少于蒙脱石。
土壤学
பைடு நூலகம்
资源环境学院土地资源与农业化学系
(4) 可塑性等性质介于高岭组和蒙脱组之间。 伊利石主要存在于我国北方干旱地区土壤中。
四川盆地紫色土和河流冲积土一般以伊利石为主。
4. 绿泥石组（以绿泥石为代表，富含镁、铁） 特点：(1) 2:1:1型
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
3. 水化云母(伊利石)组（又称2 :1型非膨胀性矿物）
特点：(1) 2 :1型
单位晶胞化学式：
K2(Al·Fe·Mg)4(Si·Al)8O20(OH)4·nH2O SiO2/Al2O3：3～4
(2) 非膨胀性
晶层之间吸附的K+的强吸附力，层间距1.0nm。
(3) 电荷数量大
资源环境学院土地资源与农业化学系
（2）2:1型
两层硅层中间夹一铝层
2:1型层状硅酸盐（蒙脱石）晶体结构示意图
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
（3）2:1 :1型 2:1型基础上增加一铝层(或镁层)
土壤学
2:1:1型层状硅酸盐（绿泥石）结构示意图
资源环境学院土地资源与农业化学系
4. 同晶替代 指硅酸盐矿物的中心离子被电性相同、大小相近的
8.05
7.13
C
0.023
2.0
4.65
3.80
N
0.01
0.1
2.96
1.37
Cu
0.01
0.002
2.50
1.67
Zn
0.005
0.005
2.50
1.36
B
0.003
0.001
1.37
0.60
Mo
0.003
0.0003
0.10
0.085
资源环境学院土地资源与农业化学系
1. 几乎包括元素周期表中所有元素； 2. O、Si、Al、Fe为主，四者共占88.7%以上； 3. 植物必需营养元素含量低，分布不平衡。
其它离子所代替而矿物晶格构造保持不变的现象。 发生同晶替代后，硅酸盐矿物产生负电荷。
(二)硅酸盐矿物的种类 1. 高岭(石)组 包括高岭石、埃洛石、珍珠陶土等。
特点：(1) 1:1型 单位晶胞（层）化学式：Al4Si4O10(OH)8
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
SiO2/Al2O3=4/2=2 硅铝铁率：土壤粘粒部分的SiO2和Fe2O3、Al2O3 （R2O3）含量的分子比。