土壤的礦物質

第一節 土壤礦物質與巖石的風化（聯系前后的部分，多理解后面才好學）

一 土壤三相組成：固相、液相和氣相

固相 （50％）：礦物質：95%

有機質：5%

液相（15％~35％）：土壤液體

氣相（15％~35％）：土壤氣體

二、巖石的風化（了解，理解）

1、主要成土礦物、巖石：（巖石）一種和數種礦物的集合體（區分巖與石的叫法區別）

大致分為三種：巖漿巖、變質巖、沉積巖（要知道三者的區別和關系，知道各自的基本特性，這是土壤學的常識性問題，土壤形成過程中的母質就是由這三種巖石風化而來，母質中三種巖石配比不同，未來的土壤的理化性質也不同，即，有相互關聯）

（1）巖漿巖：巖漿冷凝而成

a.酸性巖：SiO265% 易風化，K豐富，砂粘適中，花崗巖

b.中性巖：SiO22-65% 大量粘土礦物，K豐富，正長巖

c.基性巖：（堿性）SiO242-52% Ca、Mg、Fe 鹽基，輝長巖、玄武巖（2）沉積巖: 在地表常溫常壓下，先生成的巖石風化剝蝕的產物以及生物作用與火山作用的產物在原地或經外力搬運形成沉積層，再經固結成巖作用而成的巖石。雖占地殼重量5%，占大陸面積75%）

礫巖（顆粒直徑2毫米）

砂巖（0.05-2毫米）

粉砂巖（0.005-0.05毫米）

粘土巖（0.005毫米）

石灰巖（貝類動物的殘骸堆積、壓實和固結而成；也有純化學沉淀作用生成的石灰巖）

(3)變質巖:巖漿巖或沉積巖受到地殼運動或巖漿運動造成的高溫高壓和熱氣熱液

作用, 而發生變質的巖石。在變質過程中礦物重新結晶或產生新礦物，或作定向

排列，使原有巖石的結構、構造和礦物成分發生變化。

片麻巖（多由花崗巖變質而成）

石英巖（由石英砂巖變質而成）

大理巖（由石灰巖重新結晶而成）

片巖（由基性巖和超基性巖變質而成）

千枚巖（頁巖、長石砂巖和酸性噴出巖變質而成）

三者的關系：

①沉積巖和巖漿巖通過變質作用形成變質巖。

②巖漿巖和變質巖通過母巖的風、剝蝕和一系列的沉積作用而形成沉積巖。

③變質巖和沉積巖進入地下深處后，在高溫高壓條件下發生熔融形成巖漿，經結晶作用而變成巖漿巖

3、巖石礦物對土壤性質的影響

質地：石英含量多，質地粗，通透性好，保水肥差（花崗巖、石英巖）；

粘粒多，通透性差，保水肥力強（黑云母，角閃石、輝石等）。

養分：K（正長石、云母）、P（磷灰石）、Ca、Mg、Fe（橄欖石、角閃石等）。

土壤酸堿性：花崗巖：酸 ；石灰巖：堿。

三.土壤的簡單形成過程（后來章節有具體講解，在此只做了解）

風化 風化

巖石——→ 母質——→ 土壤

具體：巖石→風化破碎→疏松的堆積物→成土母質（地質堆積，重新沉積）→土壤

母質：原生基巖經過風化、搬運、堆積等作用在地表形成的一層疏松的堆積物，是形成土壤的基礎

風化作用：巖石、礦物在外界因素和內部因素的共同作用下，逐漸發生分解和崩解的過程。

物理、化學、生物作用三種作用同時進行

a.物理風化：物理崩解 、 T、結冰、水流、風

b.化學風化：化學變化產生新物質的過程，H2O， CO2，O2

c.生物風化：生物作用+分泌+有機產物 物理+化學作用

風化作用的類型（重點理解，記憶）

（1）物理風化作用

指使巖石產生物理變化而成為碎屑狀態的過程.

特點:成分未變。

類型：

a、主要是溫度引起巖石的熱力學變化–晝夜溫差、凍結。

b、鹽類結晶的裂脹作用、流水沖刷和磨蝕、風砂磨蝕。

產物：顆粒較粗，多偏砂、石礫多，養分不易釋放出來。

2）化學風化作用

指巖石在水和空氣（主要是氧氣和二氧化碳）的參與下進行的溶解作用、水化作用、水解作用、氧化作用等的總稱。

特點：是巖石可進一步破碎成膠體狀微粒，使原生礦物成分發生改變，產生在地表條件下比較穩定的次生礦物。

方式（了解）：a、溶解作用 CaCO3+H2O+CO2=Ca2++2HCO3-

b、水化作用 CaSO4+2H2O ? CaSO4 ? 2H2O

(硬石膏) （石膏）

2Fe2O3 + 3H2O ? 2Fe2O3 ? 3H2O

(赤鐵礦) (褐鐵礦)

c、水解作用–最基本

2KalSi3O8 + CO2 + 2H2O → H2Al2Si2O8. H2O + 2SiO2 + K2CO3

(正長石) (高嶺石) (含水二氧化硅) (鉀鹽)

d、氧化作用 2FeS2 + 16H2O +7O2 = 2FeSO4 .7H2O + 2H2SO4

(黃鐵礦) (硫酸亞鐵)

3）生物風化作用

指動物、植物、微生物的生命活動及其分解產物對巖石礦物的風化作用。

類型：a、根系的擠壓；

b、地衣、苔蘚保蓄水分，加強化學風化；

c、呼吸產生的二氧化碳和有機酸，分解礦物等。

四、五大成土因素（重點理解）

1.氣候因素：氣溫、降雨量

溫暖和潮濕的環境下，氣溫高，降雨量大，植物茂密，微生物活躍，化學風化作用速度快而充分，巖石的分解向縱深發展可形成巨厚的風化層。

在極地和沙漠地區，由于氣候干冷，化學風化的作用不大，巖石易破碎為棱角狀的碎屑。

2.母質因素：礦物學和化學組成

土壤的 物理性質：孔隙度、團聚體

化學性質：養分

3.地形因素：對母質在地表的再分配；對水、熱、氣的再分配。

地勢起伏大的山區，風化產物易被外力剝蝕而使基巖裸露，加速風化。山坡的方向涉及到氣候和日照強度，如山體的向陽坡日照強，雨水多，風化強烈。

4.生物因素（動物、植物、微生物）：營養元素的生物積累，腐殖質的形成。

5.時間因素：成土所需的時間：成土速率

紫色砂巖十幾年

俄羅斯平原，3000年形成40cm厚土層

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