第一章 土壤矿物质优秀课件
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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。
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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。
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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。
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10、没人能让我输，除非我不想赢！
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11、花开不是为了花落，而是为了开的更加灿烂。
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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
PPT展示-土壤基本组成
c、含磷化合物 植素、核酸、磷脂等
d、含硫化合物 e、脂溶性物质和木质素
2、腐殖质（特异性物质）是指有机生物残体经土壤微生物分解和 再合成作用重新形成的一类特殊的高分子有机化合物。
2.土壤有机质的含量、组成及性质 含量： 土壤有机质在自然土壤中差异很大，高的可超过20%，称为 有机质土壤。比如某些泥炭土，低于20%以下的土壤称为矿 质土壤，矿质土壤占绝大多数，有些低的不足0.5％，主要 为一些漠境或沙漠土壤。 土壤有机质对土壤肥力和植物生长起到良好的作用，在 农业上常把保持土壤有机质平衡和逐步提高有机质含量 作为土壤培肥的中心环节。
低洼、积水有利于有机质的积累
4.通气性 通气不良易有机质累积
5.温度 最适宜温度大约为25-35℃
⑶植物残体的特性 新鲜程度 1、物理状态 破碎程度
紧实程度
2、C/N比（碳氮比大的有机物分解矿化较困难或速度很慢）
微生物自身的碳氮比大约是8:1
（四）土壤有机质的作用及其生态与环境意义 1、有机质与重金属离子的作用
*
土壤中 0.085 0.08 0.085 2.0 0.1 0.002 0.005 0.0008 0.001 0.0003
* 根据克拉克等(1924)、费尔斯曼(1939)和泰勒(1964)的估计,地壳的化学元素组成与此表稍有不同,但总 的趋势是一致的。
分布规律
（1）氧（O）和硅（Si）是地壳中含量最多的二
（二）土壤水的能态
1、土水势及其分势 土壤水在各种力如吸附力、毛管力、重力等的作用下，与 同样温度、高度和大气压等条件的纯自由水相比（即以自 由水作为参比标准，假定其势值为零），其自由能必然不 同，这个自由能的差用势能来表示即为土水势（符号为 ψ ）。 土壤水总是有土水势高处流向土水势低处。
第1章 土壤矿物质
八面体在水平方向上相邻八面体通过共用两个氧离子 的方式，在平面两维方向上无限延伸，排列成八面体 片（简称水铝片或铝片），铝片两层氧都有剩余的负 电荷，铝片可用n(Al4O12)12-表示。
15 / 56
单位晶片——四面体片(tetrahedral sheet)
平视图
俯视图
16 / 56
单位晶片——八面体片(octahedral sheet)
➢ 在总的含量中如用氧化物的形态来表示仍以SiO2、A12O3、Fe2O3三者为主 要成分，如表：
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表： 土壤中主要原生矿物的近似化学组成(％)
矿物 石英
SiO2 100
A12O3 Fe2O3
－
－
CaO －
MgO －
K2O －
正长石 62－66 18－20 －
0－3
－ 9－15
钠长石 61－70 19－26 －
➢ 胶体特性弱
矿物颗粒大小属胶体（<100毫微米）范围，但仍较粗，总表面积小。
➢ 电荷数量少
硅片、铝片同晶替代极少。
负电荷来源：一是晶体外表面的断键；二是晶体边面OH基在碱性中性条 件下解离。
对水和阳离子的吸附力弱，CEC=3-15 cmol(+)/kg-1
➢ 主要存在于风化程度较高的土壤中。
0－9
－
0－4
钙长石 40－45 28－37 － 10－20 －
0－2
白云母 44－46 34－37 0－2
－
0－3 8－11
黑云母 33－36 13－30 3－11 0－2 2－20 6－9
辉 石 45－55 3－10 0－6 16－26 6－20 －
橄榄石 25－43 －
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单位晶片——四面体片(tetrahedral sheet)
平视图
俯视图
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单位晶片——八面体片(octahedral sheet)
➢ 在总的含量中如用氧化物的形态来表示仍以SiO2、A12O3、Fe2O3三者为主 要成分，如表：
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表： 土壤中主要原生矿物的近似化学组成(％)
矿物 石英
SiO2 100
A12O3 Fe2O3
－
－
CaO －
MgO －
K2O －
正长石 62－66 18－20 －
0－3
－ 9－15
钠长石 61－70 19－26 －
➢ 胶体特性弱
矿物颗粒大小属胶体（<100毫微米）范围，但仍较粗，总表面积小。
➢ 电荷数量少
硅片、铝片同晶替代极少。
负电荷来源：一是晶体外表面的断键；二是晶体边面OH基在碱性中性条 件下解离。
对水和阳离子的吸附力弱，CEC=3-15 cmol(+)/kg-1
➢ 主要存在于风化程度较高的土壤中。
0－9
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钙长石 40－45 28－37 － 10－20 －
0－2
白云母 44－46 34－37 0－2
－
0－3 8－11
黑云母 33－36 13－30 3－11 0－2 2－20 6－9
辉 石 45－55 3－10 0－6 16－26 6－20 －
橄榄石 25－43 －
1.1土壤矿物质
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3、粒级分类制
土壤颗粒大小是连续分布的，要确定土壤颗粒 的分级，需要研究土壤颗粒大小和性状间关系，找 到由量变到质变分界点、突变点，就可以作为划分 类别的依据。
通常根据土粒的有效直径把土粒由粗粒到细粒 划分为：石砾、砂粒、粉砂粒和黏粒。受人为因素 的影响，当前土壤粒级分类制有：
留在原地的风化物；
崩积和坡积母质
洪积母质
运积母质是指母质经外力， 如水、风、冰川和地心引力等 作用而迁移到其它地区的物质。
冲积母质 湖积母质 海积母质 风积母质
黄土及黄土性母质
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冰碛母质
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二、土壤矿物质土粒
（一）土壤颗粒
土壤的固体颗粒简称为土粒。
在自然状况下，这些大小不一的土粒有的单个地存 在于土壤中，称为单粒；有的则相互黏结成为集合 体，称为复粒。
次生矿物：原生矿物经风化作用，改变了原 来的化学成
结晶质矿物 非晶质矿物
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原生矿物
1.种类 有硅酸盐类、氧化物类、硫化物类和磷化物类。 主要种类包括：石英、长石、云母、角闪石及辉石等。
2.作用 构成土壤的骨骼－土粒 通过风化作用供应养分
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石英
正长石
斜长石
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云母
角闪石
辉石
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次生矿物
蒙脱石 伊利石 高岭石
据黏粒矿物的结晶 状态可将其分为
粘土矿物意义：
结晶质矿物: 主要为铝硅酸盐。
非晶质矿物：主要为胶膜状态， 以氧化物及其水化物存在。
（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。
土壤矿物质ppt课件
土壤中 0.085 0.08 0.085
2.0 0.1 0.002 0.005 0.0008 0.001 0.0003
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1. 地壳元素组成的特点
（1）地壳中的元素以氧、硅、铝、铁四种 元素为主。其中又以氧和硅的含量最多，分 别占地壳重量的47%和29%；铝和铁次之， 分别占地壳重量的8.05%和4.65%。所以，在 组成岩石的各种化合物中，绝大多数是含氧 化合物，其中又以硅酸盐最多。
板状或粒状，灰白色，硬度6.5左右， 较易分解，为土壤提供钙。
辉石[Ca(Mg,Fe)Si2O6]： 绿黑色，短柱状或近似粒状，硬度5～6，玻璃光泽;
易风化，为土壤提供钙、铁、镁等养分。
角闪石[Ca(Mg,Fe)Si4O12]： 黑绿色，长柱状或近似细长条状，硬度5～6，玻璃光泽；
易风化，为土壤提供钙、铁、镁等养分。
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也就是说，土壤矿物质中其余90多种元素合 在一起，也不过占土壤矿物质重量的7.07%。 所以，在组成土壤矿物质的化合物中，绝大 多数也是含氧化合物，其中又以硅酸盐最多。 土壤矿物质化学组成的这一特点与岩石是相 似的。
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（2）植物生长必需的营养元素不仅含量很 低，而且分布很不平衡。 例如，N只有0.1%，而P、S均不到0.1%。 这样低的含量远远不能满足植物和微生物营 养的需要。这一化学组成特点与岩石也是相 似的。
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第二章 土壤矿物质（Soil minerals）
土壤中各种粗细不同的矿物颗粒。 它们来源于岩石风化物，即由成土母质继承和演变而来， 是土壤的主要组成物质之一，约占土体固相重量的95％以上， 占土体容积的38％以上，故称之为土壤的“骨架”。 土壤矿物质又是植物矿质营养的源泉，是全面影响土壤肥 力高低的一个重要因素。
第一章 土壤母质与矿物质PPT课件
.
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第二节 土壤矿物质的矿物组成和化学 组成
矿物是天然产生于地壳中具有一定化学 组成、物理性质和内在结构的物体，是 组成岩石的基本单位。土壤矿物是土壤 的主要组成物质，一般占土壤固相部分 重量的95-98%左右。
土壤矿物质的组成、结构和性质如何， 对土壤物理性质、化学性质、以及生物 与生物化学性质均有深刻的影响。
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第三节 我国土壤粘土矿物分布规律
一、风化和成土作用与粘土矿物组成的关系
粘土矿物是在风化及成土过程中新生成的次生 矿物。
其类型分布一方面受母岩、母质的矿物学组成 的影响，另一方面又和风化、成土条件有密切 关系。
不同环境下，气候、生物、母质、地形等因素 的影响不同，粘土矿物组成和数量就具有不同 的特点。一般随气候、生物纬度的变化而具有 纬度地带性。
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六、土壤母质的类型
1 残积体；2 坡积体；3 洪积体 4 冲积体 ： 冲积体是风化的碎屑物质，经河流常年性流水
的侵蚀、搬运、沉积在河流两岸的沉积物。 冲积物最明显的特征是：垂直剖面上层次分明，
层间界线清晰而整齐，每层内或砂或粘，磨圆 度高，粗细均一。在水平分布上，距河床愈近， 沉积物愈粗，越远越细。
第一节 土壤母质
一、 几种主要岩石类型 岩石的风化产物就是土壤母质（或称成
土母质）。 母质是形成土壤的基本物质，构成土壤
的“骨架”。它既区别于土壤，又对土 壤形成和肥力发展有着深刻的影响，母 质的很多性状都遗传给了土壤。
.
1
岩石是由矿物所构成，是矿物的天然集合体， 土壤母质来源于岩石、矿物
（一）构造特征
1、基本结构单位
构成层状硅酸盐粘土矿物晶格的基本结构单位 是硅氧四面体和铝氧八面体。
第一章 土壤矿物质
●
阳离子交换量，为10－15 cmol(+)kg-1。
温带半湿润和湿润地区，以及热带地区玄 武岩和火山灰发育的幼年土壤中、有森林覆盖、
高海拔、低温、中高雨量条件下的土壤，其心
土层中也存在水铝英石。
4、氧化硅
结晶态氧化硅： 主要是－石英 非晶质的氧化硅：蛋白石（SiO2· nH2O) 蛋白石经进一步脱水结晶后可变为：玉髓、石
Al2O3· 4SiO2· H2O+nH2O。
蒙脱石晶体结构示意图
2、电荷数量大 在其晶架内，普遍存在同晶替代作用，主要
产生于两边的硅氧片中，通常是Si+4被Al+3所代替，
在水铝片中，以Al+3被Mg2+代替为主。
这样，使蒙脱石类带大量负电荷，蒙脱 石类粘土矿物有很强的吸收阳离子的能力， 可吸附阳离子80～100m· e/100g，或80～100 cmol (+) /kg。
性质，又称为粘土矿物。
次生矿物的重要性：
首先，由于次生矿物能够反应成土条件和
土壤形成过程，它们对于土壤科学研究有重要
意义。它可以帮助人们了解各种土壤在发生学
上的地位，在现代土壤分类中，次生矿物的类
型对鉴别土壤种类起重要作用。
其次，次生矿物类型可以影响土壤的理化 性质，如吸湿性、膨胀性、收缩性、可塑性、 对离子的吸收性能等。
地壳中，矿物总数可达3300多种。
土壤中主要原生矿物有石英、长石、云母、
辉石、方解石、白云石、石膏，各种磷灰石和
铁矿，约40多种。
其中最重要的矿物是石英，其次是长石、
云母、角闪石、辉石等。
原生矿物在土壤中的作用：
1、构成土壤骨架，影响土壤的物理性质。 2、是植物养料的重要来源。长石、云母风 化后提供钾素，辉石、方解石风化后提 供Ca、Mg等元素。
阳离子交换量，为10－15 cmol(+)kg-1。
温带半湿润和湿润地区，以及热带地区玄 武岩和火山灰发育的幼年土壤中、有森林覆盖、
高海拔、低温、中高雨量条件下的土壤，其心
土层中也存在水铝英石。
4、氧化硅
结晶态氧化硅： 主要是－石英 非晶质的氧化硅：蛋白石（SiO2· nH2O) 蛋白石经进一步脱水结晶后可变为：玉髓、石
Al2O3· 4SiO2· H2O+nH2O。
蒙脱石晶体结构示意图
2、电荷数量大 在其晶架内，普遍存在同晶替代作用，主要
产生于两边的硅氧片中，通常是Si+4被Al+3所代替，
在水铝片中，以Al+3被Mg2+代替为主。
这样，使蒙脱石类带大量负电荷，蒙脱 石类粘土矿物有很强的吸收阳离子的能力， 可吸附阳离子80～100m· e/100g，或80～100 cmol (+) /kg。
性质，又称为粘土矿物。
次生矿物的重要性：
首先，由于次生矿物能够反应成土条件和
土壤形成过程，它们对于土壤科学研究有重要
意义。它可以帮助人们了解各种土壤在发生学
上的地位，在现代土壤分类中，次生矿物的类
型对鉴别土壤种类起重要作用。
其次，次生矿物类型可以影响土壤的理化 性质，如吸湿性、膨胀性、收缩性、可塑性、 对离子的吸收性能等。
地壳中，矿物总数可达3300多种。
土壤中主要原生矿物有石英、长石、云母、
辉石、方解石、白云石、石膏，各种磷灰石和
铁矿，约40多种。
其中最重要的矿物是石英，其次是长石、
云母、角闪石、辉石等。
原生矿物在土壤中的作用：
1、构成土壤骨架，影响土壤的物理性质。 2、是植物养料的重要来源。长石、云母风 化后提供钾素，辉石、方解石风化后提 供Ca、Mg等元素。
第一章 土壤组成 矿物质、有机质
常见的土壤原生矿物
硅酸盐类 氧 化 物 类 硫化 物类 磷化物类
常见的土壤次生矿物
粘 土 矿 物 氧化物及其水化物 简单盐类 次生层状硅酸盐
（二）土壤矿物质的化学组成
表 1-1 地壳和土壤的平均化学组成（重量%） 元 O Si Al Fe Ca Na K Mg Ti H 素 地壳中 47.0 29.0 8.05 4.65 2.96 2.50 2.50 1.37 0.45 (0.15) 土壤中 49.0 33.0 7.13 3.80 1.37 1.67 1.36 0.60 0.40 ? （维诺格拉多夫，1950、1962） 元 素 地壳中
第一章 土壤组成
第一章 土壤组成
第一节 土壤矿物质 第二节 土壤有机质 第三节 土壤水 第四节 土壤空气和热量状况
第一节 土壤矿物质
岩石风化形成的矿物质颗粒统称为土壤矿物质。 岩石风化形成的矿物质颗粒统称为土壤矿物质。
岩石
风化作用
母质
成土作用
土壤
土壤矿物质是土壤的主要组成物质， 土壤矿物质是土壤的主要组成物质，一般占土壤固 相部分重量的95% 98%左右 是土体的“骨架” 95%～ 左右， 相部分重量的95%～98%左右，是土体的“骨架”， 故土壤矿物质的组成、 故土壤矿物质的组成、结构和性质对土壤性质影响 极大。土壤矿物质组成也是鉴定土壤类型， 极大。土壤矿物质组成也是鉴定土壤类型，识别土 壤形成过程的基础。 壤形成过程的基础。
（二） 化学风化作用
化学风化的结果： 使岩石进一步分解， 化学风化的结果 ： 使岩石进一步分解 ， 彻底改变 了原来岩石的矿物组成和性质， 了原来岩石的矿物组成和性质 ， 产生了一批新的 次生粘土矿物， 使母质开始具有吸附能力、 次生粘土矿物 ， 使母质开始具有吸附能力 、 粘性 和可塑性， 并出现了毛管现象， 有一定的蓄水性， 和可塑性 ， 并出现了毛管现象 ， 有一定的蓄水性 ， 同时也释放了一些可溶性盐， 同时也释放了一些可溶性盐 ， 是植物养分的最初 来源。 来源。
第一章土壤矿物质
1）转变说：风化强度不断增加 2）新生说：K+丰富（水云母），Mg+多（蒙脱石），盐基少（高岭
石） 2、母质影响 不同母质粘土矿物差异较大
1）河流冲积物：富含水云母 2）湖积物、淤积物：富含蒙脱石、水云母 3）黑云母：易形成蛭石或黑云母蛭石夹层矿物 4）表土层：矿物组成具有明显地带性，受风化淋溶成土作用强烈。 3、地形因素影响 1）水热再分配影响风化强度，影响粘土矿物类型。 2）影响风化产物搬云堆积。
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿
（二）硅酸盐类粘土矿物的种类及一般特性
4、绿泥石组：
混层型矿物，富含Mg Fe极少量铬，由母质遗留下来 较多，也可由其它粘土矿物转化而来。
片。
1）2：1：1型： 1层2：1型晶片，1层水镁片或水铝
2）同晶替代普遍：含Mg2+, Al3+, Fe3+, Si4+ 还含有 Cr, Mn, Ni, Li 10~40cmol(+)/kg
（一）构造特征 1、硅氧四面体和硅氧片
硅氧四面体：SiO44- 正四面体形状。
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿物(晶体) （一）构造特征
1、硅氧四面体和硅氧片
硅氧片：（单位晶片）
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿（晶体)
（一）构造特征
2、铝氧八面体和铝氧片
铝氧八面体：AlO69-
第二节 粘土矿物
➢
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年10月 上午3时 32分20.10.1903:32Oc tober 19, 2020
➢
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月19日星期 一3时32分55秒 03:32:5519 October 2020
石） 2、母质影响 不同母质粘土矿物差异较大
1）河流冲积物：富含水云母 2）湖积物、淤积物：富含蒙脱石、水云母 3）黑云母：易形成蛭石或黑云母蛭石夹层矿物 4）表土层：矿物组成具有明显地带性，受风化淋溶成土作用强烈。 3、地形因素影响 1）水热再分配影响风化强度，影响粘土矿物类型。 2）影响风化产物搬云堆积。
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿
（二）硅酸盐类粘土矿物的种类及一般特性
4、绿泥石组：
混层型矿物，富含Mg Fe极少量铬，由母质遗留下来 较多，也可由其它粘土矿物转化而来。
片。
1）2：1：1型： 1层2：1型晶片，1层水镁片或水铝
2）同晶替代普遍：含Mg2+, Al3+, Fe3+, Si4+ 还含有 Cr, Mn, Ni, Li 10~40cmol(+)/kg
（一）构造特征 1、硅氧四面体和硅氧片
硅氧四面体：SiO44- 正四面体形状。
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿物(晶体) （一）构造特征
1、硅氧四面体和硅氧片
硅氧片：（单位晶片）
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿（晶体)
（一）构造特征
2、铝氧八面体和铝氧片
铝氧八面体：AlO69-
第二节 粘土矿物
➢
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年10月 上午3时 32分20.10.1903:32Oc tober 19, 2020
➢
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月19日星期 一3时32分55秒 03:32:5519 October 2020
(土壤学教学课件)第一章-土壤矿物质
20微米 2.0毫米
粘粒
粉粒
砂粒
石砾
美国制
2微米
粘粒
粉粒
50微米
砂粒
石砾
10微米
1.0毫米
卡庆斯基制 物理性粘粒
物理性砂粒
石砾
中国制
2微米
粘粒
粉粒
50微米
砂粒
石砾
四、土粒基本性质
石砾（gravel）：岩石碎块，山区和河漫滩土壤中 常见。吸持性能很差，通透性极强。
砂粒（sand）：山前平原和冲积平原土壤中常见。 吸持性能弱，无粘结性和粘着性，表现松散，通透 性良好。
② 胀缩性大，蒙脱石晶层间距变化在0.96-2.14 nm之 间，蛭石的膨胀性比蒙脱石小，其晶层间距在0.961.45 nm之间。
③ 电荷数量大，同晶替代现象普遍。 ④ 胶体特性突出 ，较细（直径0.01-1 m），总表面
积为600－800 m2g-1，且80％是内表面。蛭石一般为 400 m2g-1。
x
y
2：1型的晶层
tet
oct
tet
z
x
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4.同晶替代 （Isomorphic Substitution）
组成矿物的中心离子（ Si 4+, Al3+ ) 被电性相同、大小相近的离子所替 代而晶格构造保持不变的现象。
tet
oct
z
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y
Si4+ Al3+
Al3+, Fe2+ Mg2+
高岭组（1:1型矿物）
三水铝石(gibbsite)：分布较广
具有很强的固磷作用
水铝英石：火山灰土壤中的主要粘土矿物 氧化硅：石英、蛋白石（火山灰土壤）
PPT展示-土壤基本组成..
PPT 展示
第一节 土壤生态系统的基本组成
第一节 土壤生态系统的基本组成
环境工程
孙春意
王国庆
矿物质—来自岩石的风化，包括原生矿 物和次生矿物，约占固体重量的95%以上。 固体土壤（约 占土壤总容积 的50%） 有机质—动物残体及其转化产物，约占固 体重量的5%以下。
土壤空气—一部分由地上大气层进入，主要
（一）土壤矿物质的化学组成
土壤
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 O Si Al Fe Ca Na K Mg Ti H 地壳中 47.0 29.0 8.05 4.65 2.96 2.50 2.50 1.37 0.45 (0.15) 土壤中 49.0 33.0 7.13 3.80 1.37 1.67 1.36 0.60 0.40 ? 元 素 Mn P S C N Cu Zn Co B Mo 地壳中 0.10 0.093 0.09 0.023 0.01 0.01 0.005 0.003 0.003 0.003
2、同晶替代
矿物形成时，性质相近的元素，在矿物晶体中相互替换而不
破坏晶体结构的现象。
＊同晶替代的结果使土壤产生永久电荷，能吸附土壤溶 液中带相反电荷的离子,使土壤具有保肥能力。
3、粘粒矿物的种类
五个类组：（了解）
高岭组 蒙蛭组 水化云母组 绿泥石组 氧化物组
二、土壤有机质
广义：存在于土壤中的各种含碳的有机物的总称。它包括各种动 植物残体，微生物体及其分解合成的有机物质。
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.
第一节 土壤生态系统的基本组成
第一节 土壤生态系统的基本组成
环境工程
孙春意
王国庆
矿物质—来自岩石的风化，包括原生矿 物和次生矿物，约占固体重量的95%以上。 固体土壤（约 占土壤总容积 的50%） 有机质—动物残体及其转化产物，约占固 体重量的5%以下。
土壤空气—一部分由地上大气层进入，主要
（一）土壤矿物质的化学组成
土壤
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 O Si Al Fe Ca Na K Mg Ti H 地壳中 47.0 29.0 8.05 4.65 2.96 2.50 2.50 1.37 0.45 (0.15) 土壤中 49.0 33.0 7.13 3.80 1.37 1.67 1.36 0.60 0.40 ? 元 素 Mn P S C N Cu Zn Co B Mo 地壳中 0.10 0.093 0.09 0.023 0.01 0.01 0.005 0.003 0.003 0.003
2、同晶替代
矿物形成时，性质相近的元素，在矿物晶体中相互替换而不
破坏晶体结构的现象。
＊同晶替代的结果使土壤产生永久电荷，能吸附土壤溶 液中带相反电荷的离子,使土壤具有保肥能力。
3、粘粒矿物的种类
五个类组：（了解）
高岭组 蒙蛭组 水化云母组 绿泥石组 氧化物组
二、土壤有机质
广义：存在于土壤中的各种含碳的有机物的总称。它包括各种动 植物残体，微生物体及其分解合成的有机物质。
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.
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
土壤肥料学土壤的物质组成培训课件
土壤肥料学土壤的物质组成培训课件四部分组成成分相互混合构成极其复杂的单个土体：矿物质（土壤固相）38%有机质（土壤固相）12%土壤空气（土壤气相）25-30%土壤水（土壤液相）12-25%第一节土壤矿物质1.主体物质——“骨骼”——95%~98%2.土壤母质I经风化成土作用2形成3.对土壤的物理性质3和化学性质,以及生物与生物化学性质5均有深刻的影响一、土壤矿物质的来源（-）主要的成土岩石一、土壤矿物质的来源（-）主要的成土岩石一、土壤矿物质的来源（-）主要的成土岩石＞沉积岩和岩浆岩通过变质作用形成变质岩。
＞岩浆岩和变质岩通过母岩的风化、剥蚀和一系列的沉积作用而形成沉积岩。
＞变质岩和沉积岩进入地下深处后，在高温高压条件下发生熔融形成岩浆，经结晶作用而变成岩浆岩（二）岩石的风化风化作用：岩石、矿物在外界因素和内部因素的共同作用下, 逐渐发生分解和崩解的过程。
可分为：a∙物理风化：物理崩解、T、结冰、水流、风b.化学风化：化学变化产生新物质的过程，H2O,CO2,O2C.生物风化：生物作用+分泌+有机产物物理+化学作用-1.物理风化-因温度变化和孔隙中水的冻融以及盐类的结晶而产生的机械崩解过程。
只有物理形状的改变，由大变小，而不会引起岩石的成分和性质的改变。
-D热力作用受热因昼夜和季节的不同而变化，因而气温与地表温度均有相应的日变化和年变化。
-2）冰劈作用在寒冷地带、岩石的孔隙或裂隙中的水在冻结成冰时，由于体积的膨胀，产生960kg∕c m2的压力，使岩石逐渐崩解为岩屑。
-3）盐崩作用随着水分的蒸发，浓度逐渐达到饱和，对周围裂隙壁产生巨大的压力，使岩石崩裂。
物理风化是机械力作用的结果流水的冲击、风、冰川等自然动力对岩石的磨蚀，树根生长时对岩石造成的挤压作用，均能加速岩石的破碎。
物理风化的结果，产生许多岩石碎屑和细粒，获得了岩石所没有的透水性和通气性。
但由于物理风化只是岩石在机械力作用下的破碎，产生的岩屑一般都大于0∙Imnb没有毛管作用，所以对水的保蓄性能很差。
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多姿多彩的变质岩
三、岩石的风化作用Weathering process
（一）风化作用概念
风化作用是地球表面或近地球表面的岩石 在大气圈各种营力作用下所产生的物理化学变 化。岩石发生物理和化学的变化称为风化。
（二）风化作用的类型
由于作用因子的不同，岩石风化作用过程的特点各异， 可分为物理风化，化学风化和生物风化三大类型。
Temperature change Frost action Rainfall Running water Wind and ice Abrasion Other physical phenomena
引起物理风化作用的因素很多，主要有：
★ 热力作用 岩石受热后引起表层和内部热胀冷缩不同引起。
★ 冰劈作用 进入岩石裂缝中的水反复融化与冻结，对岩面产生劈裂
Loosening particles
3.生物风化作用(Biological weathering) 岩石和矿物在生物影响下发生的物理和化学变化称生
物风化作用。生物风化作用主要有两个方面： A:生物的机械破碎作用 由生物的生命活动引起的岩石机械破碎作用(物理风
化)。例如：根劈作用。
B:生物的化学分解作用
1.物理风化(Mechanical /physical weathering): 岩石发生疏松、崩解等机械破坏过程，只造成岩石结构、
构造的改变，一般不引起化学成分的变化的过程称为物理风化。 (见下图）
岩石的层状剥落示意图
Mechanical Weathering
➢ Disintegrates rocks by:
1. 残积物(residual deposit)： 原积物也称残积物。指基岩 风化后残留于原地的物质。母质的性质受母岩影响较大， 一般上层颗粒细，下层粗，逐渐过渡到母岩层 。
2. 坡积物(slop deposit)： 坡积物是基岩风化物被雨水或 融雪水在重力作用下，沿斜坡运行，堆积在山坡和山麓的 一种运积母质。肥力较高。
➢ Metamorphic（变质岩）：在高温高压下岩石中的矿物 发生重新结晶或结晶定向排列而形成的岩石称为变质岩。
三大岩类物质循环
Magmatic Rocks （岩浆岩）
➢ Formed from magma（岩浆） ➢ Coarse or fine grained ➢ Coarse-Grained:
作用而引起。
★ 风和流水的作用
主要风和流水把岩石表层剥落的碎屑吹走、冲走及磨蚀。
★ 冰川作用 冰川底部和两侧的岩石会受到冰川的压力和磨蚀作用而
破碎。
★ 卸荷作用 指由岩石卸荷释重而引起的剥离作用。在花岗岩分布区最 为常见。
2.化学风化作用（chemical weathering）
岩石和矿物在大气，水及生物的相互作用下发生 的化学成分和矿物组成的变化，称化学风化。
Chemical Weathering Actions
➢ Increased volume of material (breakdown) ➢ Dissolves Parts of rock matter:
Yields voids in rock
➢ React with cementing（胶结） material:
第一章 土壤矿物质
第一节 岩石风化与土壤矿物质
➢ 一、地壳的元素组成 ➢ 二、成土的主要矿物和岩石 ➢ 三、岩石的风化作用
矿物质是构成土壤的基本物质，又是植物矿质营养的 源泉，是全面影响土壤肥力高低的一个重要因素。
土壤中的矿物质来自岩石的风化物。而岩石又是由矿 物组成的，不同的矿物构成不同的岩石。不同的岩石经过 风化作用，形成土壤中的矿物质。所以矿物能影响土壤的 理化性质和土壤养分状况。
Granite（花岗岩） = Most common Hard & rich in quartz Widely used Used for monuments ➢ Fine-Grained: Basalt（玄武岩） = most common Hard, dense, durable High bearing capacity
岩石(Rock):
是一种或几种矿物组合而成的自 然集合体。岩石都有一定的矿物组成， 结构和构造。
一、地壳的元素组成
二、成土的主要矿物和岩石
➢ Magmatic rock（岩浆岩）：岩浆岩是地球内部岩浆侵入 地壳或喷出地表冷凝形成的岩石。
➢ Sedimentary（沉积岩）：由各种先成的岩石பைடு நூலகம்风化、搬 运、沉积、重新固结而成或由生物遗体堆积而成的岩石称 为沉积岩。
Chemical Weathering
➢ Reactions with: Oxygen Acids Water Salts
➢ With processes such as: Oxidation（氧化） Solution carbonation Leaching（淋溶） Hydrolysis （水解）
Sedimentary Rocks （沉积岩）
sediments
gravel
sand
silt
sedimentary rocks
clay
conglomerate
sandstone
siltstone
shale
Metamorphic Rock（变质岩）
原来存在的岩石在 新的地壳变动或岩浆活动 产生的高温、高压下，使 岩石的矿物重新结晶，重 新排列，改变其结构、构 造和化学成分，而形成的 新岩石，称变质岩。
引起化学风化作用的主要因素有: ●溶解作用
指岩石矿物溶解于水的作用。 ●水化作用
指水分子与矿物化合生成含水矿物的化学作用。
●水解作用 指矿物与水发生反应而分解的作用。 ● 氧化作用 岩石中的很多矿物都能被自然界的氧氧化生成新矿物。 ● 碳酸化作用 碳酸与岩石中的金属离子发生反应形成碳酸盐的作用称
之为碳酸化作用。这种现象在石灰岩地区最为常见。
有些生物在生命活动中靠分泌酸类物质分解岩石， 从中吸取营养物质。
Biological weathering
二、母质的性质及类型
（
（一）母质的形成
成土母质指岩石风化后形成的疏松碎屑物，通过 成土过程可发育为土壤。可分为残积母质和运积母质。 这种物质是形成土壤的基础，因此称为成土母质，简称 母质。
（二）成土母质的类型