第一节土壤的形成

第一节土壤的形成

岩石在一定的水热条件和生物的作用下，经过一系列物理、化学和生物化学的作用而形成土壤母质，土壤母质在各种自然成土因素作用下，变成自然土壤。

一、成土的岩石

根据成因，可把土壤及其他自然环境中的岩石分为三大类，即岩浆岩、沉积岩和变质岩。

1、岩浆岩:概念，特点，意义

土壤肥料

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岩浆岩是指在岩浆冷却过程中凝聚而成的一类岩石。（火成岩、先成岩）特点是没有层次，不含化石及其他有机物质。

意义：大部分岩浆岩由于在形成时与地表的环境条件相差较大，当它们裸露在地球表面时比较容易风化，在地表的含量相对较低。

2、沉积岩:概念，特点，意义

概念：沉积岩是指由各种原先存在的岩石(岩浆岩、变质岩及原先的沉积岩)经风化、搬运、沉积后重新固结而成的岩石。水成岩。

特点：

可能含有化石，由于沉积时可能有动植物的遗骸或生物新陈代谢的产物埋藏其内，这些物质在一定的条件下可形成相应的化石。

一般具有成层性。图片展示。

意义：沉积岩在地表出露最多，面积最大，由沉积岩发育的土壤面积一般高于其他种类的岩石形成的土壤。

3．变质岩

概念，

变质岩是指地壳中原先存在的各种岩石在地壳运动或岩浆活动的影响下，经高温高压的作用重新结晶形成的岩石。

特点是极易风化。

意义在地表和土壤中含量较低。

重点掌握：沉积岩

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表2-1 主要成土岩石的性质

类

名称矿物成分分解产物

型

岩花岗岩主要由长石、石英、云母等组成风化后易形成砂粒、素含量高风化

浆

岩

闪长岩

玄武岩

主要由斜长石、角闪石组成主要

由斜长石、辉石组成

产物是土壤砂粒的重要来源，风化

产物富含黏粒，养分含量高

沉

积

岩

砂岩

砾岩

叶岩

石灰岩

主要由粒径>2mm的颗粒组成，颗

粒多为石英

由粒径0.1～2mm颗粒组成，颗粒

多为石英、长石等

由粒径<0.1mm颗粒组成，成分多

为黏土矿物

主要成分为CaCO3

风化产物含砂粒多，养分缺乏

易风化，砂岩含黏粒量高，养分丰

富，反之风化后砂粒含量高，养分

缺乏

其产物质地黏重，有时呈碱性

变

质

岩

片麻岩

千枚岩

板岩

由花岗岩经高温高压变化而来，

成分也与其相同

由黏土矿物变化而来，云母含量

高

由黏土矿物变化而来

风化特点与花岗岩相似，抗风化能

力弱于花岗岩

易风化，产物质地黏重，养分含量

高，钾素含量高

其产物与页岩相似

二、岩石风化

（一）概念

当岩石矿物由于地质运动露出到地表后，地表的水分、温度、气体等环境条件与它们形成时不一样，岩石矿物必然发生形态、结构、等变化，岩石矿物在地表自然因素作用下发生的这些物理变化和化学变化就是风化作用。

（二）风化作用类型

物理风化、化学风化及生物风化三种类型。

1、物理风化物理风化也称为机械风化，是指岩石矿物在自然因素作用下发生的物理反应，其变化主要是大小、外形的变化。有多种因素导致物理风化，其主要有温度、结冰、水流和风力的磨蚀作用等。

（1）温度作用：引起岩石内外胀缩不一致，岩石是热不良导体。

(2)结冰作用（冰劈作用）

(3)风和水的磨蚀作用：风沙磨蚀岩石，使之表面裸露，加速物理风化。

物理风化结果；坚硬变疏松，大块变小块的碎屑物质。属于机械破碎，不改变矿物质化学组成。但为化学风化作用奠定了基础。

2、化学风化是指岩石矿物在自然因素的作用下所发生的化学变化或反应，其主要表现形式有元素组成和结晶结构发生变化两方面。化学风化的形式有溶解、水化、水解和氧化还原等。

（1）溶解作用

水是一种极性溶剂，岩石中的矿物都是无机盐，虽然占绝大部分的硅酸盐和铝硅酸盐矿物溶解度很小，但很大的地质年代中，水溶解的规模是相当大的，况且地表的水常常溶有CO2、NO2以及有机酸等，这样大大提高了水的溶解能力。滴水穿石。

（2）水化作用指无水矿物与水结合成为含水矿物的作用。

CaSO4＋2H2O CaSO4.2H2O

硬石膏结晶石膏

2Fe2O3＋3H2O 2Fe2O3.nH2O

赤铁矿褐铁矿

（３）水解作用

水解

2KAlSi3O8＋3H2O Al2Si2O5(OH) ＋ 4SiO2＋2KOH

钾长石高岭石

碳酸化水解作用

2KAlSi3O8＋CO2＋2H2O AlSi2O5(OH)＋4SiO2＋K2CO3

CO2溶于水时，对碳酸盐的溶解力，较纯水增强几十倍。

KAlSi3O8＋H2CO3 KHAl2Si6O16 ＋KHCO3

酸性铝硅酸盐

KHAl2Si6O16＋H2CO3 H2Al2Si6O16 ＋KHCO3

游离铝硅酸

H2Al2Si6O16 ＋H2CO3 H2Al2Si2O3 ＋Si2O3 ＋CO2

高岭石

在化学风化过程中水分起着关键作用。上述反应水分均是在水中进行的，同时水分还及时把化学风化产物，即可溶性物质和小的颗粒迁移出去，使得化学风华偿断进行下去。

化学风化结果：

把固定在矿物质中的养分释放出来，为植物生长和吸收养分创造条件。

生成新的矿物，黏土矿物。

改变了母质的理化性质

第二章土壤的形成与组成

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(3)生物风化是指岩石矿物在生物作用下发生的物理变化和化学变化。动物、植物、微生物均能够导致岩石矿物的生物风化。

生物风化的方式有多种。例如，岩石块在生物作用下发生的崩解破碎作用，搬迁作用，生物生命活动释放的酸性物质对矿物的溶解作用，生命活动释放的螯合剂将阳离子从矿物中移出，生物物质经转化后形成的腐殖酸和植物根系的存在能够改善土壤剖面中水分的有效性，生物的呼吸作用及根系的活动可改变土壤的pH 及影响阳离子交换作用等。

岩石矿物的风化是土壤形成的基础。风化产物无论是残留在原地，还是在重力、风、水、冰川等作用下通过搬运和沉积作用，均可成为各种类型的土壤母质。