土壤矿物soil minerals.PPT

第二节土壤矿物soil minerals Silicon (Si) and oxygen (O) are the two most abundant elements in the earth’s crust -27 percent and 47 percent, respectively. These two elements, along with lesser amounts of others, combine in different ways to form a huge array of minerals. 土壤矿物元素组成主要是：氧、硅、铝、铁，其它元素的量相对较比较少。 一.土壤矿物基本组成composition of soil minerals （一）原生矿物 primary minerals 土壤原生矿物 3.原生矿物对土壤肥力的贡献 (1)构成了土壤的骨骼—粗的土粒 (2)提供潜在养分—通过风化作用逐渐释放 原生矿物的组成和比例很少能反映土壤形成过 程特点，但是，它们说明成土母质成因特征。土壤 中原生矿物丰富，说明土壤相当年轻。随着土壤年 龄增长，原生矿物含量和种类逐渐减少。 传统观念：黄土不缺钾来由（？） 钾素与质地关系（砂土钾素问题） （二） 次生矿物 secondary minerals 1.次生矿物的概念 在风化和成土过程中新形成的矿物。次生矿物一般比较小，属于 粘粒范围，因此，也有人叫它粘土矿物或者粘粒矿物(clay minerals). 粘土矿物（粘粒矿物）clay mineral ；粒径大小在粘粒范围内的 次生矿物称之。 2.粘土矿物意义:粘土矿物的类型和特征综合地反映土壤的风化和成 土条件。研究和鉴定它的类型、数量和特征具有以下意义： （1）可以帮助人们了解各种土壤在发生学上的地位，在土壤分类 学中，次生矿物成为鉴别土类的主要依据。 （2）有助于了解土壤一系列理化性状（吸湿性、可塑性、胀缩 性、离子吸附性），判断土壤肥力特征。 （必须更加关注粘土矿物） （三） 土壤矿物质主要元素组成和硅铝铁律 1.土壤矿物质元素组成 （三） 土壤矿物质主要元素组成和硅铝铁律 （三） 土壤矿物质主要元素组成和硅铝铁律 土壤矿物质元素组成特点： 1.土壤矿物质主要元素组成为O、Si、Al、Fe. O+Si=76%, O+Si+Fe+Al=88.7% 2.不同粒级颗粒的矿物质化学组成有所不同 3.在地壳中植物生长的必须营养元素含量很低，其中P+S0.1% N0.001%,且分布不均匀。 （三） 土壤矿物质主要元素组成和硅铝铁律 2.硅铝铁律概念 硅铝率（silica-alumina ratio) 又称Sa 值：土壤粘粒中二氧化硅与 三氧化二铝的分子数（摩尔数）之比。 Sa=SiO2/Al2O3 硅铝铁率（silica-sesquioxide ratio）又称Saf值：土壤粘粒矿物 的二氧化硅分子数与三氧化二铁、三氧化二铝分子数之和的比。 Saf=SiO2/Fe2O3+Al2O3) =SiO2/R2O3 意义 （1）判断粘土矿物的组成及大体特征。 （2）与土壤母岩对比，分析土壤成土过程；Sa增大，土壤有脱铝 现象（酸性淋溶---灰化土）；Sa减小，土壤有富铝化作用（红壤） （3）对照土壤剖面上下各层硅铝率，说明物质淋溶状况。 （4）判断土壤带电性。SiO2叫酸胶基，带负电； R2O3叫碱胶基，带正电。 二.粘土矿物clay mineral 二. 粘土矿物 clay minerals （一）铝硅酸盐粘土矿物的构造特征 1.粘土矿物的基本结构单元 Most clay minerals are aluminosilicates, the major elements in their structure being oxygen, silicon ,and aluminum. Silicon atoms are in tetrahedra, and the aluminumu atoms are in octahedra. 为什么氧原子和硅原子形成四面体构造，而铝原子和氧原子形成八面体构造？电性平衡、几何原因，追求稳定性 同晶替代isomorphous substitution 同晶替代概念 (同晶置换，同形异质现象)：粘土矿物晶架结构中原子被另外一个 大小相近、典型相同的离子代替，但不破坏晶架结构的现象 The atoms’ arrangement (morphology) in the minerals does not