第一章土壤矿物质(1)
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一、层状硅酸盐粘土矿
（一）构造特征 3、单位晶层
2：1型
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿（晶体)
（一）构造特征 4、同晶替代
组成矿物的中心离子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。
例如：Al3+与Fe3+ Si4+被Al3+ Al3+被Mg2+
由于同晶替代作用产生负电荷，称为永久电荷。
15cmol(+)/kg 4) 胶体性较弱，较其它粘土矿物粗，塑性，粘结性，吸湿性弱。
0.2-2µm
第一章土壤矿物质(1)
第一章土壤矿物质(1)
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
2、蒙蛭组 2：1型膨胀型粘土矿物，蒙脱石、绿脱石、
拜来石、蛭石，东北 华北 西北较多。 1）2：1型 2）胀缩性大 0.96-2.14nm层间分子引力 3）电荷数量多：80-120cmol(+)/kg 发生铝片Al3+被
3）颗粒较小：力学性质，吸湿性适中。
第一章土壤矿物质(1)
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
二、非硅酸盐粘土矿物
1）水化程度不等的铁、锰、铝、硅氧化物和水铝英石。 2）既可带正电荷，又可带负电荷，电荷产生是由质
子化或表面—OH的H+解离产生。称为可变电荷。
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
第一章土壤矿物质(1)
第一章土壤矿物质(1)
第一节 土壤矿物质的组成
二、土壤矿物质的矿物组成
原生矿物：岩浆冷凝形成的矿物，土壤中未发生化学改 变。
次生矿物：原生矿物在H2O、CO2、O2、生物等作用下， 矿物组成、结构、性质发生改变而形成的矿物。
第一章土壤矿物质(1)
第一节 土壤矿物质的组成
二、土壤矿物质的矿物组成 1、土壤中的原生矿物
第一章土壤矿物质(1)
2020/11/16
第一章土壤矿物质(1)
主要内容:
第一节 土壤矿物质的组成 第二节 粘土矿物 第三节 我国粘土矿物分布规律
第一章土壤矿物质(1)
第一节 土壤矿物质的组成
一、土壤矿物质的元素组成
地壳中、土壤中多的元素有： 1）O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、P、S 地壳中：O 47% Si 29% Al 8.05% Fe 4.65% 合计88.7 土壤中：O 49% Si 33% Al 7.13% Fe 3.8% 合计92.3% 2）植物生长所需 P、S<0.1% N<0.01% 3）土壤继承地壳化学组成遗传特点, 地壳中多的土壤中 也多，地壳中少的土壤中也少，但元素含量发生变化，增加 的有O、Si、C、N，显著下降的有Ca、Na、K、Mg。
原生矿物的类型和数量很大程度上取决于矿物的稳定性，抗风 化能力强，土壤中就多，
如：石英、正长石、白云母、磷灰石。 原生矿物是植物养分重要来源，P、K、Ca、Mg、S、微量元素。
第一章土壤矿物质(1)
第一章土壤矿物质(1)
第一节 土壤矿物质的组成
二、土壤矿物质的矿物组成
2、土壤中次生矿物
1）易溶盐、微溶盐： K+、Na+、Ca2+、Mg2+等盐 Cl-、SO42-、CO32-、PO43-等盐，硫化物
二、非硅酸盐粘土矿物
3、水铝英石：xAl2O3.ySiO2.nH2O
1）非晶质矿物 2）Si/Al 约为1~2 3）阳离子交换量大，10-15 cmol(+)/kg 受PH影响 4）表面积大，非晶态 5）火山灰土中主要粘土矿物，在高海拔，低温，中量， 林下土壤心土层也存在。
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
第一章土壤矿物质(1)
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/16
第一章土壤矿物质(1)
二、非硅酸盐粘土矿物
1、氧化铁
1）针铁矿：Fe2O3.H2O，晶体小，呈现针状，故针铁矿。 大点的黄色，小点的棕色。一部分Fe3+被Al3+ 结晶程度差。
温带、亚热带、热带土壤中大量存在。 2）赤铁矿：2Fe2O3.H2O
红色，六角形板状 红壤、赤红壤、砖红壤发红的原因。
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
第一章土壤矿物质(1)
二、土壤矿物质的矿物组成
1、土壤中的原生矿物
6）黑云母：KH2(Mg,Fe)3AlSi3O12黑，片状解理，硬度2.5-3，易 物理风化，化学风化。
7）辉石：Ca(Mg,Fe,Al)[(Si,Fe)2O6]绿黑色，硬度5-6，易风化。 8）角闪石：Ca2Na(Mg,Fe)4(Al,Fe)[(Si,Al)4O11](OH)2 褐色或黑 色，硬度5.5-6，易风化。 9）橄榄石：(Mg,Fe)2 SiO4绿色，极易风化。 10）磷灰石：Ca5(PO4)3(F,Cl)颜色较多（灰白、黄、绿、黄褐）， 硬度5，抵抗风化能力强。 11）黄Fe矿：FeS2金黄色，硬度6-6.5，极易风化。
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿（晶体)
（二）硅酸盐类粘土矿物的种类及一般特性 1、高岭组： 1：1型非膨胀型粘土矿物，高岭石、珍珠陶
土、迪恺石、埃洛石热带、亚热带土壤中多。华中、华南、西南。 1）1：1型 2）无膨胀性，氢键作用0.72nm，膨胀性小于5% 3）电荷数量少，同晶替代弱或无，负电荷来源断键，3-
二、非硅酸盐粘土矿物
4、氧化硅 1）结晶类 α—石英 2）非晶态：蛋白石（SiO2.nH2O），凝胶
富含铁质热带土壤 灰化土中 来源于植物残体，植物体内SiO2多为凝胶或蛋白石
第一章土壤矿物质(1)
第三节 我国粘土矿物分布规律
一、粘土矿物形成假说 二、影响因素 三、我国粘土矿物的分布规律
第一章土壤矿物质(1)
第三节 我国粘土矿物分布规律
一、粘土矿物形成假说
1、新生：风化沉淀说
风化释放酸胶基SiO2.nH2O 碱胶基Fe2O3.nH2O、 Al2O3.nH2O 合成粘土矿物
2、转变：直接从原来矿物转变来
白云母-水云母-蛭石-蒙脱石-高岭石-三水铝石
第一章土壤矿物质(1)
第三节 我国粘土矿物分布规律
二、影响因素
第一章土壤矿物质(1)
第一章土壤矿物质(1)
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
二、非硅酸盐粘土矿物
2、氧化铝
三水铝石：Al2O3.3H2O
➢
热带、带热带高风化酸性土壤中，北纬30度以南
➢
作为脱硅富铝化的指标。
➢
铁铝氧化物：土壤中有：
➢
离子态——无定形态——晶态
➢
前二者非晶态，颗粒小，表面积大，土壤中作用强
➢wenku.baidu.com
后者晶态，颗粒大，表面积小，土壤中作用弱。
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
2）粘土矿物：层状铝硅酸盐类矿物 (晶体) Si Fe Al氧化物及水化氧化物。
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿物(晶体)
1 、高岭组 2 、蒙蛭组 3、水化云母组 4、绿泥石组
二、非硅酸盐粘土矿物
1、氧化铁 2、氧化铝 3、水铝英石 4、氧化硅
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
常见的有：石英、长石（正长石、斜长石）、云母（黑云 母、白云母）、辉石、角闪石、橄榄石、磷灰石、黄铁矿等等。
1）石英：SiO2 原子晶体，乳白色，硬度7，抵抗物理、化 学风化作用强。
2）钾长石： 多肉红色，硬度6，抵抗风化能力强。 3）钠长石：NaAlSi3O8多灰白色，抵抗风化能力强。 4）钙长石：CaAl2Si2O8多灰白色，抵抗风化能力强 5）白云母：KAl2Si3O10(OH)2 白，片状解理，硬度2-3，易 物理风化，抗化学风化。
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
硅氧四面体：SiO44- 正四面体形状。第一章土壤矿物质(1)
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）
第一章土壤矿物质(1)
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-
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿物(晶体) （一）构造特征
2、铝氧八面体和铝氧片
铝氧片
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿晶体)
（一）构造特征
3、单位晶层
1：1型
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
1、气候： 干燥气候 蒙脱石、伊利石多 湿热气候 高岭石、氧化物多
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。
Mg2+替代。 4）胶体性质突出：颗粒细小。 0.01-1µm
第一章土壤矿物质(1)
第一章土壤矿物质(1)
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
3、水化云母组：
2：1型非膨胀性粘土矿物，青藏高原 东北 西北 华北 1）2：1型 2）无膨胀性：k+位六边形晶六中，起键联作用，层 间1.0nm 3）电荷数量较多：同晶替代普遍，发生硅片Si4+被 Al3+替代，20-40cmol(+)/kg 4）胶体特性：大小介于前二者之间，力学性质介于 前二者之间。
（一）构造特征 3、单位晶层
2：1型
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿（晶体)
（一）构造特征 4、同晶替代
组成矿物的中心离子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。
例如：Al3+与Fe3+ Si4+被Al3+ Al3+被Mg2+
由于同晶替代作用产生负电荷，称为永久电荷。
15cmol(+)/kg 4) 胶体性较弱，较其它粘土矿物粗，塑性，粘结性，吸湿性弱。
0.2-2µm
第一章土壤矿物质(1)
第一章土壤矿物质(1)
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
2、蒙蛭组 2：1型膨胀型粘土矿物，蒙脱石、绿脱石、
拜来石、蛭石，东北 华北 西北较多。 1）2：1型 2）胀缩性大 0.96-2.14nm层间分子引力 3）电荷数量多：80-120cmol(+)/kg 发生铝片Al3+被
3）颗粒较小：力学性质，吸湿性适中。
第一章土壤矿物质(1)
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
二、非硅酸盐粘土矿物
1）水化程度不等的铁、锰、铝、硅氧化物和水铝英石。 2）既可带正电荷，又可带负电荷，电荷产生是由质
子化或表面—OH的H+解离产生。称为可变电荷。
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
第一章土壤矿物质(1)
第一章土壤矿物质(1)
第一节 土壤矿物质的组成
二、土壤矿物质的矿物组成
原生矿物：岩浆冷凝形成的矿物，土壤中未发生化学改 变。
次生矿物：原生矿物在H2O、CO2、O2、生物等作用下， 矿物组成、结构、性质发生改变而形成的矿物。
第一章土壤矿物质(1)
第一节 土壤矿物质的组成
二、土壤矿物质的矿物组成 1、土壤中的原生矿物
第一章土壤矿物质(1)
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第一章土壤矿物质(1)
主要内容:
第一节 土壤矿物质的组成 第二节 粘土矿物 第三节 我国粘土矿物分布规律
第一章土壤矿物质(1)
第一节 土壤矿物质的组成
一、土壤矿物质的元素组成
地壳中、土壤中多的元素有： 1）O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、P、S 地壳中：O 47% Si 29% Al 8.05% Fe 4.65% 合计88.7 土壤中：O 49% Si 33% Al 7.13% Fe 3.8% 合计92.3% 2）植物生长所需 P、S<0.1% N<0.01% 3）土壤继承地壳化学组成遗传特点, 地壳中多的土壤中 也多，地壳中少的土壤中也少，但元素含量发生变化，增加 的有O、Si、C、N，显著下降的有Ca、Na、K、Mg。
原生矿物的类型和数量很大程度上取决于矿物的稳定性，抗风 化能力强，土壤中就多，
如：石英、正长石、白云母、磷灰石。 原生矿物是植物养分重要来源，P、K、Ca、Mg、S、微量元素。
第一章土壤矿物质(1)
第一章土壤矿物质(1)
第一节 土壤矿物质的组成
二、土壤矿物质的矿物组成
2、土壤中次生矿物
1）易溶盐、微溶盐： K+、Na+、Ca2+、Mg2+等盐 Cl-、SO42-、CO32-、PO43-等盐，硫化物
二、非硅酸盐粘土矿物
3、水铝英石：xAl2O3.ySiO2.nH2O
1）非晶质矿物 2）Si/Al 约为1~2 3）阳离子交换量大，10-15 cmol(+)/kg 受PH影响 4）表面积大，非晶态 5）火山灰土中主要粘土矿物，在高海拔，低温，中量， 林下土壤心土层也存在。
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
第一章土壤矿物质(1)
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
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2020/11/16
第一章土壤矿物质(1)
二、非硅酸盐粘土矿物
1、氧化铁
1）针铁矿：Fe2O3.H2O，晶体小，呈现针状，故针铁矿。 大点的黄色，小点的棕色。一部分Fe3+被Al3+ 结晶程度差。
温带、亚热带、热带土壤中大量存在。 2）赤铁矿：2Fe2O3.H2O
红色，六角形板状 红壤、赤红壤、砖红壤发红的原因。
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
第一章土壤矿物质(1)
二、土壤矿物质的矿物组成
1、土壤中的原生矿物
6）黑云母：KH2(Mg,Fe)3AlSi3O12黑，片状解理，硬度2.5-3，易 物理风化，化学风化。
7）辉石：Ca(Mg,Fe,Al)[(Si,Fe)2O6]绿黑色，硬度5-6，易风化。 8）角闪石：Ca2Na(Mg,Fe)4(Al,Fe)[(Si,Al)4O11](OH)2 褐色或黑 色，硬度5.5-6，易风化。 9）橄榄石：(Mg,Fe)2 SiO4绿色，极易风化。 10）磷灰石：Ca5(PO4)3(F,Cl)颜色较多（灰白、黄、绿、黄褐）， 硬度5，抵抗风化能力强。 11）黄Fe矿：FeS2金黄色，硬度6-6.5，极易风化。
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿（晶体)
（二）硅酸盐类粘土矿物的种类及一般特性 1、高岭组： 1：1型非膨胀型粘土矿物，高岭石、珍珠陶
土、迪恺石、埃洛石热带、亚热带土壤中多。华中、华南、西南。 1）1：1型 2）无膨胀性，氢键作用0.72nm，膨胀性小于5% 3）电荷数量少，同晶替代弱或无，负电荷来源断键，3-
二、非硅酸盐粘土矿物
4、氧化硅 1）结晶类 α—石英 2）非晶态：蛋白石（SiO2.nH2O），凝胶
富含铁质热带土壤 灰化土中 来源于植物残体，植物体内SiO2多为凝胶或蛋白石
第一章土壤矿物质(1)
第三节 我国粘土矿物分布规律
一、粘土矿物形成假说 二、影响因素 三、我国粘土矿物的分布规律
第一章土壤矿物质(1)
第三节 我国粘土矿物分布规律
一、粘土矿物形成假说
1、新生：风化沉淀说
风化释放酸胶基SiO2.nH2O 碱胶基Fe2O3.nH2O、 Al2O3.nH2O 合成粘土矿物
2、转变：直接从原来矿物转变来
白云母-水云母-蛭石-蒙脱石-高岭石-三水铝石
第一章土壤矿物质(1)
第三节 我国粘土矿物分布规律
二、影响因素
第一章土壤矿物质(1)
第一章土壤矿物质(1)
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
二、非硅酸盐粘土矿物
2、氧化铝
三水铝石：Al2O3.3H2O
➢
热带、带热带高风化酸性土壤中，北纬30度以南
➢
作为脱硅富铝化的指标。
➢
铁铝氧化物：土壤中有：
➢
离子态——无定形态——晶态
➢
前二者非晶态，颗粒小，表面积大，土壤中作用强
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后者晶态，颗粒大，表面积小，土壤中作用弱。
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
2）粘土矿物：层状铝硅酸盐类矿物 (晶体) Si Fe Al氧化物及水化氧化物。
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿物(晶体)
1 、高岭组 2 、蒙蛭组 3、水化云母组 4、绿泥石组
二、非硅酸盐粘土矿物
1、氧化铁 2、氧化铝 3、水铝英石 4、氧化硅
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
常见的有：石英、长石（正长石、斜长石）、云母（黑云 母、白云母）、辉石、角闪石、橄榄石、磷灰石、黄铁矿等等。
1）石英：SiO2 原子晶体，乳白色，硬度7，抵抗物理、化 学风化作用强。
2）钾长石： 多肉红色，硬度6，抵抗风化能力强。 3）钠长石：NaAlSi3O8多灰白色，抵抗风化能力强。 4）钙长石：CaAl2Si2O8多灰白色，抵抗风化能力强 5）白云母：KAl2Si3O10(OH)2 白，片状解理，硬度2-3，易 物理风化，抗化学风化。
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
硅氧四面体：SiO44- 正四面体形状。第一章土壤矿物质(1)
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）
第一章土壤矿物质(1)
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-
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿物(晶体) （一）构造特征
2、铝氧八面体和铝氧片
铝氧片
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿晶体)
（一）构造特征
3、单位晶层
1：1型
第一章土壤矿物质(1)
第二节 粘土矿物
1、气候： 干燥气候 蒙脱石、伊利石多 湿热气候 高岭石、氧化物多
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。
Mg2+替代。 4）胶体性质突出：颗粒细小。 0.01-1µm
第一章土壤矿物质(1)
第一章土壤矿物质(1)
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
3、水化云母组：
2：1型非膨胀性粘土矿物，青藏高原 东北 西北 华北 1）2：1型 2）无膨胀性：k+位六边形晶六中，起键联作用，层 间1.0nm 3）电荷数量较多：同晶替代普遍，发生硅片Si4+被 Al3+替代，20-40cmol(+)/kg 4）胶体特性：大小介于前二者之间，力学性质介于 前二者之间。