土壤学 第03章 土壤矿物质

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1、第三章土壤矿物质主要内容（重点）：1.主要成土母岩及其性质2.土壤矿物质的矿物组成和化学组成3.粘土矿物（重点）4.我国土壤粘土矿物分布规律教学目标与要求：1.了解常见成土母岩种类和性质2.了解常见的土壤原生矿物和次生矿物的种类3.重点掌握土壤黏土矿物的结构单元、结构类型、同晶代换以及不同类型黏土矿物的特性。固相矿物质有机质液相气相土壤液体土壤气体95%5%土壤矿物是土壤的主要组成物质，构成了土壤的“骨骼”第一节主要造岩矿物和成土母岩一、几种主要岩石类型和特性二、主要成土矿物的组成和特性三、岩石的风化作

2、用与成土母质一、几种主要岩石的类型和特性岩浆岩概念：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：非碎屑状的块状构造；没有规则的层次排列；不含化石。主要造岩矿物：橄榄石、辉石、角闪石、云母、斜长石、钾长石、石英岩浆岩分类：按二氧化硅含量不同：按不同位置冷却流纹构造—流纹岩气孔和杏仁构造—玄武岩块状构造—花岗岩岩浆在结晶作用过程中,由于物理化学条件的改变,先析出的矿物与岩浆发生反应,鲍温反应系列使矿物成分发生变化,产生新的矿物。①连续系列（浅色的——斜长石）,矿物的结晶格架不发

3、生大的改变,在成分上有连续渐变关系；②不连续系列（深色的——铁镁矿物）,相邻矿物之间结晶格架发生显著变化。上述两系列又联合成一个不连续的反应系列，依次形成钾长石、白云母和石英。鲍温反应系列沉积岩沉积岩：地壳表面的岩石经风化、搬运、沉积等作用后，在一定条件下胶结硬化所形成的岩石。其约占地表总面积的75%。共性：有明显的层理构造；矿物成分复杂并呈碎屑状组织；有时含有化石。例如：砾岩、砂岩、页岩、石灰岩。砾岩砂岩页岩石灰岩芦笛岩七星岩变质岩变质岩：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

4、、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，大理岩等。片麻岩大理岩石英岩（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。（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。（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、主要成土矿物的组成和特性（五）氧化铁类矿物赤铁矿（Fe2O3），常使土壤染

5、成红色。磁铁矿（Fe3O4），具磁性。黄铁矿（FeS2），分解后形成硫酸盐。（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。（八）褐铁矿（Fe2O33H2O）由赤铁矿水化形成的一种含水氧化铁，是土壤黄色和棕色染色剂。三、岩石的风化作用与成土母质（一）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。所产生的疏松物质就是土壤母质。形态变化：岩石破碎组成变化：矿物组成和化学组成的改变性质变化：坚硬

6、→疏松（二）风化作用的类型1、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。（1）主要是温度引起岩石的热力学变化--昼夜温差、冻结。（2）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。图3-2由于冰的冻结扩大了岩石的裂隙图3-1气温变化引起岩石胀缩不均而崩解过程示意图a、b、c、d表示风化过程【风蚀残土墩】【风蚀留砾】【魔鬼城】2、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

7、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。CaCO3+H2O+CO2Ca2++2HCO3-（2）水化作用CaSO4+2H2OCaSO42H2O(硬石膏)（石膏）2Fe2O3+3H2O2Fe2O33H2O(赤铁矿)(褐铁矿)（1）溶解作用Fe2O3（赤铁矿）……………………………红色2Fe2O3H2O（赤褐铁矿）…………………浅红棕色Fe2O3H2O（针铁矿）……………………棕色2Fe2O33H2O（褐铁矿）…………………棕

8、黄色Fe2O32H2O（褐铁矿）……………………黄色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)(磷酸二氢钙)（3）水解作用--最基本、最重要（4）氧化作用2FeS2+16H2O+7O22FeSO47H2O+2H2SO4(黄铁矿)(硫酸亚铁)3、生物风化作用指动物、