第一章土壤的形成和发育
![第一章土壤的形成和发育](https://img.360docs.net/img34/165k1as4v3yki4of5bz6xlydvnbfg5ri-41.webp)
- 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)。
第一章土壤的形成和发育教学重点
了解主要成土矿物、岩石及其基本特性。掌握风化作用的几种类型,影响物理、化学风化作用和生物风化作用的因素。了解不同土壤母质类型的成因和特点。
正确理解岩石与母质的关系。了解土壤的成土因素;熟悉主要成土因素在土壤形成过程中的作用,以及各成土因素之间的相互关系。
掌握自然土壤的形成过程和实质,并区别与农业土壤形成的不同之处。
第一节形成土壤母质的矿物岩石
一、主要的成土矿物
(一)矿物(mineral) 的概念矿物是地壳中的化学元素在各种地质作用下形成的自然产物。
有的矿物是由单一元素所组成的。有的是由几种元素组成的化合物,它们具有一定的化学性质,内部构造和物理特性,并以各种形态, (固、液、气)存在于自然界中
(二)成土的主要矿物
1、原生矿物(primary mineral) 由地壳深处的岩浆冷凝而成的矿物,在风化过程中没有改变原来的化学成分和结构,只遭到物理性的破坏,而留存于土壤中。
在土壤中常见的原生矿物有石英、长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石、磷灰石等。
2、次生矿物(secondary mineral)
由原生矿物经过化学变化, (如变质作用和风化作用)形成的新矿物。它的性质、成分、形态都发生了变化。
土壤中颗粒最细的粘粒大都是次生矿物,由于这些次生矿物颗粒很细,又称粘土矿物。
它们有高岭石、蒙脱石、水云母(伊利石) ,含水氧化物和二、三氧化物,铝土矿AI2O3・3H2O、褐铁矿2Fe2O3・3H2O、针铁矿等。
不同地理环境中次生矿物形成的一般模式
二、成土的主要岩石
(一)岩石(rock ) 的概念岩石是由一种或数种矿物组成的自然集合体。
由多种矿物集合而成的岩石称为复成岩,如花岗石就是一种复成岩,它是由石英、长石和云母以及少量的其它矿物组成的。
由一种矿物组成的岩石称为单成岩,如烧石灰用的石灰岩,就是一种单成岩,是由方解石一种矿物组成的。
(二)成土的岩石
1 、岩浆岩(magmatic rock ) 火成岩岩浆岩是由地下的岩浆,经熔融作用以后上升到地表或地壳内,经过冷凝以后形成的岩石。在地壳深处冷凝的叫侵入岩,岩浆流出地表形成的叫喷出岩。
(1)酸性岩含SiO2> 65%,有花岗岩、花岗斑岩、石英斑岩、流纹岩,主要含石英、长石等难以风化的矿物。
( 2)中性岩含SiO252%~65% ,有正长石、粗面岩,所含矿物以石英、长石为主,闪长岩、安山岩主要含斜长石,角闪石。
(3)基性岩含SiO245%~52% ,常见的有辉长岩、玄武岩等,含盐基丰富,无游离SiO2。
(4)超基性岩含SiO2 V 45%,常见的有橄榄岩、辉岩。
岩浆岩的共同特点是不具层理、不含化石,侵入岩多具大形的矿物结晶,喷出岩则具玻璃质结晶与气孔构造。
2、沉积岩(sedimentary rock)沉积岩是由地壳上早期形成的各种岩石,经风化、搬运、沉积、胶结作用形成的岩石。其特点是有明显的层理,常含有化石、所含矿物成分极其复杂常见的有砾岩、砂岩、页岩、石灰岩等。
3、变质岩(metamorphic rock)变质岩是由岩浆岩、沉积岩在高温高压下发生变质作用所形成的,其矿物组成、结构和化学成分较岩浆岩、沉积岩有显著改变。
一般特点是片状(或片麻状)组织,变质后的岩石较变质前致密、坚硬、比较不容易风化。常见的有片麻岩、板岩、石英岩、大理岩。
主要成土岩石的风化和风化产物
三、矿物岩石对土壤性质的影响
(一)影响土壤颗粒的粗细如花岗岩、石英岩、片麻岩、含石英多、抗风化力强形成的土壤粗的颗粒多,土壤通气透水
性好,保水保肥力差,由云母、角闪石、页岩、板岩、玄武岩形成的土壤粘重,其保水保肥性强。(二)影响土壤的酸碱性石灰岩地区,岩石内含CaCO3 多,土壤为碱性、微碱性、花岗岩地区,由于含大量酸性硅酸盐土壤呈酸性反应。
(三)影响土壤养分状况如母质中含长石、云母较多时,土壤中遗留的钾素较多,含有磷灰石则土壤中磷素含量增加,
含辉石、角闪石、橄榄石、褐铁矿、白云母等矿物。土壤中的Ca2+、Mg2+、Fe3+等养分物质
较多。含石英较多时,则土壤中养分贫乏。
第二节岩石矿物的风化与土壤母质
一、风化过程(weathering porocess)
(一)概念
岩石风化指的是露出地面的大块岩石,在地表各种自然因素的作用下,逐渐由大块散碎成小块,同时化学成分也发生了改变,岩石所发生的这一切变化,就叫岩石的风化过程。
(二)风化作用的类型
1、物理风化作用(physical weathering)岩石在外力影响下,机械地分裂成碎屑,只改变大小与形状,而不改变其成分的过程。影响物理风化的因素
(1)温度
温度主要影响岩石的膨胀及收缩。由于组成岩石的各种矿物具有不同的吸热和膨胀系数,因此,白天因增温而膨胀,夜间因降温而收缩的能力不均一,同时由于岩石导热率小,热量不易传导,白天岩石表面受热增温强度大于内部,夜间则相反,这样岩石的表面和内部因增温不均一就产生了上下交错的裂隙。天长日久,岩石则破碎崩解。
如石英的膨胀系数为0.000036,正长石为0.000017,角闪石为0.000028,方解石为0.00002 。
(2)冻结
主要使冰的体积增大,使岩石分裂成大小不同的多角形碎块,一旦岩石有了裂隙,水分便可进入其中促使裂隙扩大加速崩解作用,一般冻结后体积可增大1/11,所产生的压力可高达
960kg/cm2 这种作用对含水的多的岩石(如砂岩含水10%~25%)特别明显。
(3)水分雨水冲刷的重力作用。如屋檐下的砖被雨水滴成洞,河流两岸的岩石,由于浪击,被磨蚀。(4)风将岩石表面的碎屑吹走,使岩石暴露,从而加速岩石的物理风化。
物理风化的结果,使紧密的实体变成了疏松的多孔体,给水分、空气进入创造了条件,风化产物较粗,形成的母质偏砂,石砾多,养分不易释放。
2、化学风化作用(chemical weathering)
岩石在外界条件的影响下,引起化学成分的改变,产生新的物质的过程。影响化学风化的因素
(1)水的溶解作用
指矿物溶于水的作用,一般矿物不溶于水,但在大量水分和较高温度下,也可以使矿物的溶解度增大,尤其是当水中溶有二氧化碳(生物呼吸作用和有机物分解产生)而形成碳酸时,可大大促进矿物的溶解。
例:滑石的溶解度1:115000 云母1:340000
石英1:10000(热水70°以上)
据估计,地球上所有的河流每年把溶解状态的盐类带入海洋的量达40 亿公斤。
(2)水化作用
无水的矿物与水接触后,生成含水矿物的作用。常使矿物体积增大一半至一倍半,因而促进岩石崩解。
(3)水解作用
是化学风化过程中最基本的,也是最重要的作用,当水中含有CO2 或其他酸类时,由于水的解离作用而产生氢离子。