第一章土壤矿物质.ppt

文档介绍：第一章土壤矿物质
汇报人:
图2-17 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
图2-18 由于冰的冻结扩大了岩石的裂隙
风蚀残土墩
风蚀根露
1、基本结构单位
（1）硅氧四面体（或简称四面体）
硅氧四面体是硅酸盐矿物的最基本的结构单位，不同的连接组合方式形成不同的硅酸盐矿物。
粘土矿物分类
（2）铝氧八面体（或简称八面体）
3、单位晶层
1:1型单位晶层:
由一个硅片和一个铝片构成。硅片顶端的活性氧与铝片底层的活性氧通过共用的方式形成单位晶层。这样1:1型层状铝硅酸盐的单位晶层有两个不同的层面，一个是由具有六角形空穴的氧原子层面，一个是由氢氧构成的层面。
2:1型单位晶层
由两个硅片夹一个铝片构成。两个硅片顶端的氧都向着铝片，铝片上下两层氧分别与硅片通过共用顶端氧的方式形成单位晶层。这样2:1型层状硅酸盐的单位晶层的两个层面都是氧原子面。
2:1:1型单位晶层
在2:1单位晶层的基础上多了一个八面体片水镁片或水铝片，这样2:1:1型单位晶层由两个硅片、一个铝片和一个镁片（或铝片）构成。
4、同晶替代
是指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。
＊同晶替代的结果使土壤产生永久电荷，能吸附土壤溶液中带相反电荷的离子,使土壤具有保肥能力。
土壤中同晶替代的规律：
1、高价阳离子被低价阳离子取代的多；因
此，土壤胶体一般其净电荷为阴性。
2、四面体中的Si4+被Al3+离子所替代，八面体中Al3+被Mg2+替代。
3、同晶替代现象在2:1和2:1:1型的粘土矿物中较普遍，而1:1型的粘土矿物中则相对较少。
硅铝铁率（SiO2/R2O3)
SiO2/R2O3
SiO2分子数
Fe2O3+Al2O3分子数
＝
1、判断土壤矿物的风化程度与成土阶段；
2、作为土壤分类的数量指标之一；
3、代表土壤中酸胶基和碱胶基的数量；
（二）、硅酸盐粘土矿物的种类及一般特性
四个类组：
高岭组
蒙蛭组
水化云母组
绿泥石组矿物
特点：(1）1:1型的晶层结构
单位晶胞的分子式可表示为Ai4Si4O10(OH)8。
（2）无膨胀性 两个晶层的层面间产生了键能较强的氢
键，膨胀系数一般小于5％.。
（3）电荷数量少阳离子交换量只有3-15Cmoles(+)Kg-1。
（4）胶体特性较弱 较粗（-2m），颗粒的总表面积相
对较小，为10－20×103m2kg-1
高岭组粘土矿物是南方热带和亚热土壤中普遍而大量存在的粘土矿物，在华北、西北、东北及西藏高原土壤中含量很少。
高岭组（1:1型矿物）
包括：高岭石、珍珠陶土、迪恺石及埃洛石等
高岭石的矿物结构
特征：
（1）2:1型的晶层结构蒙脱石是其典型代表。单位晶胞的分子式可表示Al4Si8O20(OH)4·nH2O。
（2）胀缩性大 -，蛭虫的膨胀性比蒙脱石小，-。
（3）电荷数量大 同晶替代现象普遍。
（4）胶体特性突出 ，较细（-1m），总表面积为600－800×103m2kg-1，且80％是内表面。蛭石一般为400×103m2kg-1。
蒙蛭组（2:1型膨胀性矿物 包括：蒙脱石、绿脱石、拜来石、蛭石等。
蒙脱石组在我国东北、华北和西北地区的土壤中分布较广
蒙脱石主要发生在铝片中，一般以Mg2+代Al3+，
蛭石的同晶替代主要发生在硅片中。
蒙脱石的理想结构式为：
（）Si8O20(OH)
式中X表示补偿异价离子置换引起的电荷亏缺的层间可交换阳离子
蒙托石的矿物结构
特征：
（1）2:1型晶层结构伊利石是其主要代表，。分子 式为K2(AlFeMg)4 (SiAl)8O20(OH)4nH2O。
（2）无膨胀性 在伊利石晶层之间吸附有钾离子， 对相邻两晶层产生了很强的键联效果，使晶层不易膨胀，。