土壤学课件第2章土壤矿物质
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图2-21 植物根的机械破坏作用
三 、风化物类型和特点
1、成土母质：矿物岩石经各种风化作用后形成的疏松多孔体
2、土壤母质与岩石和土壤相比，有很大区别。
母质有别于岩石，其颗粒小，单位体积或单位质量的表面积增大，颗粒间多孔 隙，疏松，有一定的透水性、通气性及吸附性能。母质所具有的这些肥力因素还 远远不能满足植物的需要。
第二章 土壤矿物质
第一节 岩石的风化和土壤形成
一 、矿物、岩石的概念
矿物：天然产生于地壳中的单质和化合物，是组成岩石的基本单位。 矿物的种类很多，共约3300多种以上。成土矿物、肥料和土壤改良剂 来源的矿物
岩石：一种或数种矿物的集合体。 岩浆岩 沉积岩 变质岩
*、几种主要岩石的类型和特性
岩浆岩
岩浆岩：
3、母质类型
岩石矿物风化形成的母质，有的就地堆积，但大多数是在重力、水流、风力、 冰川等外力的作用下搬运到其他地方，形成各种沉积物，有的甚至经过多次搬运 沉积。
四、土壤的形成和土壤剖面的发展 土壤形成过程是地壳表面的岩石风化体及其搬运的沉积 体，受其所处环境因素的作用，形成具有一定剖面形态 和肥力特征的土壤的历程。
加共占88.7％的重量。在组成地壳的化合物中，以硅酸盐最多。 ➢ 在地壳中，植物生长必需要的营养元素含量很低而且分布很不平衡
土壤中的矿物组成
原生矿物—直接来源于母岩的矿物，其中岩浆岩是其主要来源；在
矿物 风化过程中没有改变化学组成的原始成岩矿物，如石英、长石、云
来源
母等。
次生矿物—在风化过程中新形成的矿物。如高岭石，蒙脱石、 氧化
土壤的元素组成（%）：
元素 O
Si
地壳 47.0 29.0 土壤 49.0 33.0
Al
Fe 小计 C
N
P
K
8.05 4.65 88.7 0.023 0.01 0.09 2.50 7.13 3.8 93.0 2.0 0.1 0.08 1.67
➢ 土壤与地壳元素组成相似；均以铝硅酸盐为主。 ➢ 成土过程中，C、N积聚明显。 ➢ 氧（O）和硅（Si）是地壳中含量最多的二种元素,铁、铝次之，四者相
（一）物理风化作用
指使岩石产生物理变化而成为碎屑状态的过程，特点是成分未变 主要是温度引起岩石的热力学变化--昼夜温差、冻结。 盐类结晶的裂胀作用、流水冲刷和磨蚀、风砂磨蚀
产物：颗粒较粗，多偏砂、石砾多，养分不易释放出来。
由于冰的冻结扩大了岩石的裂隙
气温变化引起岩石胀 缩不均而崩解过程示 意图
(硬石膏)
（石膏）
Fe2O3（赤铁矿）…………………………… 2Fe2O3 H2O（赤褐铁矿）………………… Fe2O3 H2O（针铁矿）…………………… 2Fe2O3 3H2O（褐铁矿）………………… Fe2O3 2H2O（褐铁矿）……………………
红色 浅红棕色 棕色 棕黄色 黄色
3、水解作用--最基本、最重要
（六）磷酸盐类矿物 磷灰石是制造磷肥的主 要原料，是植物磷元素 的主要来源。
（七）方解石（CaCO3） 方解石是土壤中碳酸钙的主要来源。
（三）角闪石与辉石类矿物
含盐基丰富，化学稳定性低，
容易被彻底分解。
（四）石英矿物
不易风化，是土壤中砂粒的
主要来源。
二 、风化的概念和类型
风化作用：岩石在地表受到种种外力作用，逐渐 破碎成为疏松物质，这一过程叫做风化作用。
指水分子解离出的氢离子与矿物中盐基离所 起的置换作用
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)
铝等。
结晶质
结晶 状态
非晶质
* 土壤中主要的原生矿物
（一）长石类矿物 正长石，又称钾长石， 是土壤中钾元素的重要 来源。斜长石
（五）氧化铁类矿物 磁铁矿（Fe3O4） ，
具磁性。
黄铁矿（FeS2） ， 分解后形成硫酸盐。
（二）云母类 白云母，又称钾云母， 是土壤中钾元素的来源 之一。黑云母也是钾元 素的来源，更易分解， 风化。
指地球内部熔融岩浆上浸 地壳的一定深度或喷出地 表冷却凝固所形成的岩石。
共 性：
非碎屑壮的块状构造；没 有规则的层次排列； 不含化石。
岩浆岩：玄武岩
沉积岩
沉积岩：
地壳表面的岩石经风化、
搬运、沉积等作用后， 共 性：
在一定条件下胶结硬化
有明显的层理构造；矿
所形成的岩石。其约占
物成分复杂并呈碎屑状
地表总面积的75%。
组织；有时含有化石。
来自百度文库
变质岩
变质岩：
沉积岩、岩浆岩经过高温
高压或受岩浆侵入的影响, 其矿物组成、结构、构造, 以至化学成分发生剧烈改
变后形成的。
共 性：
一般具有片理及片麻构造；
矿物质地致密，坚硬；不易风化。 例如片麻岩，石英岩，板岩，片 岩，千枚岩，大理岩等。
土壤矿物质的主要元素组成
土壤中的矿物质占固体部分的95%以上，是 土壤的骨胳，对土壤的理化性质有重要影响。 元素周期表中的全部元素，主要20余种。
【魔鬼城】
雅丹地貌现泛指干燥地区一种风蚀地貌，河湖相土状沉积物所形成的地面，经风化 作用、间歇性流水冲刷和风蚀作用，形成与盛行风向平行、相间排列的风蚀土墩和 风蚀凹地（沟槽）地貌组合。
是丝绸古道西出敦煌进入西域北道和中道的必经关口
（二） 化学风化作用
指岩石在水和空气（主要是氧气和二氧化碳）的参与下进行的溶解作用、水化 作用、水解作用、氧化作用等的总称，特点是岩石可进一步破碎成胶体状微粒 ，使原生矿物成分发生改变，产生在地表条件下比较稳定的次生矿物。
(磷酸二氢钙)
4、氧化作用
指大气中的氧与矿物发生的作用
2FeS2 + 16H2O +7O2 2FeSO4 7H2O + 2H2SO4
(黄铁矿)
(硫酸亚铁)
（三）生物风化作用
指动物、植物、微生物的生命活动及其分解产物对岩石矿物的风化作用。 1、根系的挤压； 2、地衣、苔藓保蓄水分，加强化学风化； 3、呼吸产生的二氧化碳和有机酸，分解矿物等。
1、溶解作用: 岩石溶解于水中的作用
CaCO3+H2O+CO2Ca2++2HCO3石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用能转化为可溶性的碳酸氢钙。
2、水化作用:
指矿物与水化合成为一种含水矿物的作用。水化后的矿物往往体积 增大，成为易于崩解的疏松状态。
CaSO4+2H2O CaSO4 2H2O
三 、风化物类型和特点
1、成土母质：矿物岩石经各种风化作用后形成的疏松多孔体
2、土壤母质与岩石和土壤相比，有很大区别。
母质有别于岩石，其颗粒小，单位体积或单位质量的表面积增大，颗粒间多孔 隙，疏松，有一定的透水性、通气性及吸附性能。母质所具有的这些肥力因素还 远远不能满足植物的需要。
第二章 土壤矿物质
第一节 岩石的风化和土壤形成
一 、矿物、岩石的概念
矿物：天然产生于地壳中的单质和化合物，是组成岩石的基本单位。 矿物的种类很多，共约3300多种以上。成土矿物、肥料和土壤改良剂 来源的矿物
岩石：一种或数种矿物的集合体。 岩浆岩 沉积岩 变质岩
*、几种主要岩石的类型和特性
岩浆岩
岩浆岩：
3、母质类型
岩石矿物风化形成的母质，有的就地堆积，但大多数是在重力、水流、风力、 冰川等外力的作用下搬运到其他地方，形成各种沉积物，有的甚至经过多次搬运 沉积。
四、土壤的形成和土壤剖面的发展 土壤形成过程是地壳表面的岩石风化体及其搬运的沉积 体，受其所处环境因素的作用，形成具有一定剖面形态 和肥力特征的土壤的历程。
加共占88.7％的重量。在组成地壳的化合物中，以硅酸盐最多。 ➢ 在地壳中，植物生长必需要的营养元素含量很低而且分布很不平衡
土壤中的矿物组成
原生矿物—直接来源于母岩的矿物，其中岩浆岩是其主要来源；在
矿物 风化过程中没有改变化学组成的原始成岩矿物，如石英、长石、云
来源
母等。
次生矿物—在风化过程中新形成的矿物。如高岭石，蒙脱石、 氧化
土壤的元素组成（%）：
元素 O
Si
地壳 47.0 29.0 土壤 49.0 33.0
Al
Fe 小计 C
N
P
K
8.05 4.65 88.7 0.023 0.01 0.09 2.50 7.13 3.8 93.0 2.0 0.1 0.08 1.67
➢ 土壤与地壳元素组成相似；均以铝硅酸盐为主。 ➢ 成土过程中，C、N积聚明显。 ➢ 氧（O）和硅（Si）是地壳中含量最多的二种元素,铁、铝次之，四者相
（一）物理风化作用
指使岩石产生物理变化而成为碎屑状态的过程，特点是成分未变 主要是温度引起岩石的热力学变化--昼夜温差、冻结。 盐类结晶的裂胀作用、流水冲刷和磨蚀、风砂磨蚀
产物：颗粒较粗，多偏砂、石砾多，养分不易释放出来。
由于冰的冻结扩大了岩石的裂隙
气温变化引起岩石胀 缩不均而崩解过程示 意图
(硬石膏)
（石膏）
Fe2O3（赤铁矿）…………………………… 2Fe2O3 H2O（赤褐铁矿）………………… Fe2O3 H2O（针铁矿）…………………… 2Fe2O3 3H2O（褐铁矿）………………… Fe2O3 2H2O（褐铁矿）……………………
红色 浅红棕色 棕色 棕黄色 黄色
3、水解作用--最基本、最重要
（六）磷酸盐类矿物 磷灰石是制造磷肥的主 要原料，是植物磷元素 的主要来源。
（七）方解石（CaCO3） 方解石是土壤中碳酸钙的主要来源。
（三）角闪石与辉石类矿物
含盐基丰富，化学稳定性低，
容易被彻底分解。
（四）石英矿物
不易风化，是土壤中砂粒的
主要来源。
二 、风化的概念和类型
风化作用：岩石在地表受到种种外力作用，逐渐 破碎成为疏松物质，这一过程叫做风化作用。
指水分子解离出的氢离子与矿物中盐基离所 起的置换作用
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)
铝等。
结晶质
结晶 状态
非晶质
* 土壤中主要的原生矿物
（一）长石类矿物 正长石，又称钾长石， 是土壤中钾元素的重要 来源。斜长石
（五）氧化铁类矿物 磁铁矿（Fe3O4） ，
具磁性。
黄铁矿（FeS2） ， 分解后形成硫酸盐。
（二）云母类 白云母，又称钾云母， 是土壤中钾元素的来源 之一。黑云母也是钾元 素的来源，更易分解， 风化。
指地球内部熔融岩浆上浸 地壳的一定深度或喷出地 表冷却凝固所形成的岩石。
共 性：
非碎屑壮的块状构造；没 有规则的层次排列； 不含化石。
岩浆岩：玄武岩
沉积岩
沉积岩：
地壳表面的岩石经风化、
搬运、沉积等作用后， 共 性：
在一定条件下胶结硬化
有明显的层理构造；矿
所形成的岩石。其约占
物成分复杂并呈碎屑状
地表总面积的75%。
组织；有时含有化石。
来自百度文库
变质岩
变质岩：
沉积岩、岩浆岩经过高温
高压或受岩浆侵入的影响, 其矿物组成、结构、构造, 以至化学成分发生剧烈改
变后形成的。
共 性：
一般具有片理及片麻构造；
矿物质地致密，坚硬；不易风化。 例如片麻岩，石英岩，板岩，片 岩，千枚岩，大理岩等。
土壤矿物质的主要元素组成
土壤中的矿物质占固体部分的95%以上，是 土壤的骨胳，对土壤的理化性质有重要影响。 元素周期表中的全部元素，主要20余种。
【魔鬼城】
雅丹地貌现泛指干燥地区一种风蚀地貌，河湖相土状沉积物所形成的地面，经风化 作用、间歇性流水冲刷和风蚀作用，形成与盛行风向平行、相间排列的风蚀土墩和 风蚀凹地（沟槽）地貌组合。
是丝绸古道西出敦煌进入西域北道和中道的必经关口
（二） 化学风化作用
指岩石在水和空气（主要是氧气和二氧化碳）的参与下进行的溶解作用、水化 作用、水解作用、氧化作用等的总称，特点是岩石可进一步破碎成胶体状微粒 ，使原生矿物成分发生改变，产生在地表条件下比较稳定的次生矿物。
(磷酸二氢钙)
4、氧化作用
指大气中的氧与矿物发生的作用
2FeS2 + 16H2O +7O2 2FeSO4 7H2O + 2H2SO4
(黄铁矿)
(硫酸亚铁)
（三）生物风化作用
指动物、植物、微生物的生命活动及其分解产物对岩石矿物的风化作用。 1、根系的挤压； 2、地衣、苔藓保蓄水分，加强化学风化； 3、呼吸产生的二氧化碳和有机酸，分解矿物等。
1、溶解作用: 岩石溶解于水中的作用
CaCO3+H2O+CO2Ca2++2HCO3石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用能转化为可溶性的碳酸氢钙。
2、水化作用:
指矿物与水化合成为一种含水矿物的作用。水化后的矿物往往体积 增大，成为易于崩解的疏松状态。
CaSO4+2H2O CaSO4 2H2O