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下一节:2.1 土壤矿物(一)

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2.1 土壤矿物(一)课程教案、知识点、字幕

同学们大家好

今天 我们开始进入第二章

土壤固相组成及其诊断特性的学习

土壤是由固相

液相和气相组成的三相开放系统

其中液相指土壤水分

这个水分不是纯水

是指含有多种有机无机溶质的土壤溶液

气相指土壤空气

土壤固相部分也称为土壤基质

主要由土壤矿物和土壤有机质构成

土壤中的三相物质相互联系

相互作用

相互影响

一般来说

较为理想的壤质土容积构成大致为

土壤孔隙约占50%

用于容纳土壤空气和水分

另外50%是固相部分

其中土壤矿物约占45%

有机质约占5%

从重量来看

大多数土壤中

土壤矿物占土壤固相物质重量的90%

甚至95%以上

是土壤的主要组成部分

对土壤的物理化学性质

结构和功能影响很大

现在我们就首先来了解和学习

和有关土壤矿物的理论和知识

第1节

土壤矿物

矿物是指

由各种地质作用形成的且内部质点如原子

离子或分子

在三维空间有序排列

周期性重复的

具有格子构造的均匀固体

其化学组成固定并可用化学式表达

矿物不仅是组成岩石圈的 基本单元

也是构成土壤的骨骼

土壤矿物来源于地表岩石特别是岩浆岩

这些岩石被称为 母岩

岩石风化后形成的疏松碎屑物被称为

岩石风化后形成的疏松碎屑物被称为

成土母质

成土母质

按照发生类型

可将土壤矿物划分为原生矿物

次生矿物可溶性矿物(盐类)三大类等三大类

原生矿物是指直接来源于母岩

岩石受到不同程度的物理风化

而未经化学风化的碎屑物

其原来的化学组成和结晶构造都没有改变

颗粒较粗

有些表面可能受到轻微蚀变

内部结晶仍然完好

原生矿物具有坚实而稳定的晶格

都是晶质矿物

它们不具物理——化学吸收性能

不膨胀

除少量稳定矿物外

在一定的条件下会被逐渐破坏

岩浆岩所含的矿物主要有长石

石英

辉石

角闪石

云母等硅酸盐矿物

这些矿物也是土壤中主要的原生矿物

硅酸盐矿物

占岩石圈重量的80%-90%

因此我们重点介绍土壤中的硅酸盐矿物

硅酸盐矿物是三大类岩石

岩浆岩

变质岩

沉积岩

的主要造岩矿物

组成硅酸盐矿物的元素主要是惰气型离子

和部分过渡型离子

除去主要由硅和氧组成的络阴离子团外

还可以出现附加阴离子如

氧离子

氢氧离子

氟离子

氯离子

硫离子

碳酸根离子

硫酸根离子等

此外

还可以有水分子参加

在硅酸盐结构中

每个硅一般为4个氧所包围

构成硅氧四面体

它是硅酸盐矿物晶体结构中最基本的单位

由于硅离子的化合价为4价

配位数为4

它赋于每一个氧离子的电价为1

即等于氧离子电价的一半

氧离子另一半电价可以用来联系其他阳离子

也可以与另一个硅相联

因此

在硅酸盐结构中

硅氧四面体既可以孤立地被其他阳离子包围

也可以彼此以共用顶端氧的方式

联结起来形成各种型式的络阴离子团

我们称硅氧四面体及其共角顶相联形成的络阴离子团

为硅氧骨干

硅氧骨干可以联结成双四面体

岛状

环状

链状

层状和架状等骨干结构

在硅氧四面体共角顶处

氧同时与两个硅成键

无剩余电荷

称为惰性氧或桥氧

非共用角顶处的氧有一剩余电荷

称活性氧或端氧

由于

铝离子和硅离子的离子半径

离子性质都很相近

普遍存在铝离子代替硅离子进入硅氧骨干

铝离子代替硅离子导致正电荷减少

从而使氧离子带有部分剩余电荷

得以与骨干外的其他阳离子结合

形成铝硅酸盐

如钠长石

钙长石等

铝在硅酸盐结构中起着双重作用

一方面它可以呈四次配位

代替部分的硅离子形成铝硅酸盐

如上述的钠长石

钙长石

另一方面它也可以存在于硅氧骨干之外

呈八面体配位起着像镁离子

铁离子等一般阳离子的作用

形成铝的硅酸盐

有时铝可以在同一晶体结构中

以上述两种形式存在

形成铝的铝硅酸盐

如白云母等

1

硅酸盐矿物长石类

自然界产出的长石大多是由钾长石

钠长石

钙长石

这3种长石端元分子组合而成的固溶体

长石类矿物是岩石中分布最广的矿物

约占地壳重量50~60%

约占土壤重量10~15%

长石的晶体结构为架状硅氧骨干

骨干内四面体中有部分铝离子荷

由此产生多余的负电荷

与骨干外其他阳离子结合

因为负电荷较低

骨干外多是一些低电价

大半径的阳离子

如钾

钙等

钙等

长石的风化产物为高岭石

二氧化硅

风化过程中释放大量的盐基离子

是土壤中钾素的重要来源

2云母类矿物

云母类矿物可分为

白云母

金云母

和黑云母

晶体结构为层状硅氧骨架

其结构形式为两层硅氧四面体

中间加一层八面体为一个结构单元层

八面体中心阳离子为铝

镁等

结构单元层与结构单元层之间为层间域

层间域中为阳离子钾

钠等

云母类矿物约占地壳重量的3.8%

白云母不易风化

但黑云母极易风化

破碎成极细的鳞片

是土壤中钾素的主要来源

同时放出许多微量元素

3

橄榄石类矿物

橄榄石的晶体结构为孤立的岛状硅氧骨架

硅氧四面体靠骨干外的阳离子

镁、铁等联结起来

极易风化

4

辉石和角闪石

辉石晶体结构为单链状硅氧骨干

硅氧四面体共角顶相联结

形成沿一维方向无限延伸的链

角闪石

晶体结构为双链状硅氧骨干

硅氧四面体共角顶相联结

形成沿一维方向无限延伸的双链

相当于两个辉石单链相联结而成

辉石和角闪石硅氧骨干中的硅

常被少量的铝离子所替代

含钙

镁的颜色浅

含铁锰的颜色深

角闪石与辉石在化学成分上较近似

但辉石比角闪石含钙多

角闪石含有较多的铁

角闪石的稳定性稍大于辉石

它们均属于易风化矿物

盐基丰富

风化后可变成绿泥石

绿帘石或方解石等次生矿物

最后变成富含铁的黏土

碳酸盐类及氧化铁等

角闪石与辉石约占岩浆岩重量17%

颜色从绿到黑

是构成岩浆岩暗色矿物的主要成分

5

氧化物类

土壤中的氧化物矿物主要包括

石英

铁矿类如赤铁矿

锆石等

石英约占地壳重量的12%

是土壤中最为常见的一种矿物

是土壤砂粒的主要成分

石英在土壤中极稳定

是土壤的基底物

赤铁矿在热带

亚热带土壤中常见

色赤

易水化

水化物使土壤呈明显的黄

棕等色调

这些氧化物矿物性质稳定

对植物养分意义不大

6

硫化物类

硫化物矿物约占地壳重量的0.1%

分布较为普遍

主要有黄铁矿

白铁矿

白铁矿与黄铁矿属于同质异构物

化学成分相同

易风化

分解后形成硫酸盐

成为土壤中硫素的主要来源

7

磷酸盐类

磷灰石在自然界以氟磷灰石最常见

氯离子、氢氧离子

代替氟离子多的分别称为氯磷灰石

羟磷灰石

磷灰石的风化分解

是土壤中无机磷的重要来源

这节课的内容就讲到这里

请同学们课后 思考两个问题

1. 土壤中主要的原生矿物有哪些

2.土壤矿物在土壤中的主要作用是什么

我们下节课再见

土壤地理学课程列表:

第一章 绪论

-1.1 土壤、土壤圈的相关基本概念

--1.1 土壤、土壤圈的相关基本概念

--1.1 土壤、土壤圈的相关基本概念

--1.1 土壤、土壤圈的相关基本概念

-1.2 土壤圈的地位与作用

--1.2 土壤圈的地位与作用

--1.2 土壤圈的地位与作用

--1.2 土壤圈的地位与作用

-1.3 土壤地理学发展简史

--1.3 土壤地理学发展简史

--1.3 土壤地理学发展简史

--1.3 土壤地理学发展简史

第二章 土壤固相组成及其诊断特性

-2.1 土壤矿物(一)

--2.1 土壤矿物(一)

--2.1 土壤矿物(一)

--2.1 土壤矿物(一)

-2.2 土壤矿物(二)

--2.2 土壤矿物(二)

--2.2 土壤矿物(二)

--2.2 土壤矿物(二)

-2.3 土壤矿物(三)

--2.3 土壤矿物(三)

--2.3 土壤矿物(三)

--2.3 土壤矿物(三)

-2.4 土壤有机质(一)

--2.4 土壤有机质(一)

--2.4 土壤有机质(一)

--2.4 土壤有机质(一)

-2.5 土壤有机质(二)

--2.5 土壤有机质(二)

--2.5土壤有机质(二)

--2.5 土壤有机质(二)

-2.6 土壤圈的物质循环(一)

--2.6 土壤圈的物质循环(一)

--2.6 土壤圈的物质循环(一)

--2.6 土壤圈的物质循环(一)

-2.7 土壤圈的物质循环(二)

--2.7 土壤圈的物质循环(二)

--2.7 土壤圈的物质循环(二)

--2.7 土壤圈的物质循环(二)

-2.8 土壤固相的物理诊断特性(一)

--2.8 土壤固相的物理诊断特性(一)

--2.8 土壤固相的物理诊断特性(一)

--2.8 土壤固相的物理诊断特性(一)

-2.9 土壤固相的物理诊断特性(二)

--2.9 土壤固相的物理诊断特性(二)

--2.9 土壤固相的物理诊断特性(二)

--2.9 土壤固相的物理诊断特性(二)

第三章 土壤流体组成及其诊断特性

-3.1 土壤空气及其运动

--3.1 土壤空气及其运动

--3.1 土壤空气及其运动

--3.1 土壤空气及其运动

-3.2 土壤热量状况

--3.2 土壤热量状况

--3.2 土壤热量状况

--3.2 土壤热量状况

-3.3 土壤水分形态

--3.3 土壤水分形态

--3.3 土壤水分形态

--3.3 土壤水分形态

-3.4 土壤水势

--3.4 土壤水势

--3.4 土壤水势

--3.4 土壤水势

-3.5 土壤胶体

--3.5 土壤胶体

--3.5 土壤胶体

--3.5 土壤胶体

-3.6 土壤溶液

--3.6 土壤溶液

--3.6 土壤溶液

--3.6 土壤溶液

第四章 土壤形成因素学说

-4.1 道库恰耶夫成土因素学说

--4.1道库恰耶夫成土因素学说

--4.1 道库恰耶夫成土因素学说

--4.1 道库恰耶夫成土因素学说

-4.2 土壤形成的气候因素

--4.2 土壤形成的气候因素

--4.2 土壤形成的气候因素

--4.2 土壤形成的气候因素

-4.3 土壤形成的生物因素

--4.3 土壤形成的生物因素

--4.3 土壤形成的生物因素

--4.3土壤形成的生物因素

-4.4 土壤形成的岩石圈(母质)和地形因素

--4.4土壤形成的岩石圈(母质)和地形因素

-- 4.4土壤形成的岩石圈(母质)和地形因素

--4.4土壤形成的岩石圈(母质)和地形因素

-4.5 土壤形成的水圈(水文)因素

--4.5 土壤形成的水圈(水文)因素

--4.5 土壤形成的水圈(水文)因素

--4.5 土壤形成的水圈(水文)因素

-4.6 土壤形成时间因素的作用

--4.6 土壤形成时间因素的作用

--4.6 土壤形成时间因素的作用

--4.6 土壤形成时间因素的作用

第五章 土壤形成过程

-5.1 土壤形成过程的概念

--5.1 土壤形成过程的概念

--5.1 土壤形成过程的概念

--5.1 土壤形成过程的概念

-5.2 基本土壤形成过程

--5.2 基本土壤形成过程

--5.2 基本土壤形成过程

--5.2 基本土壤形成过程

-5.3 土壤剖面形态特征

--5.3 土壤剖面形态特征

--5.3 土壤剖面形态特征

--5.3土壤剖面形态特征

第六章 土壤分类与世界土壤资源参比基础

-6.1土壤分类概述

--6.1土壤分类概述

--6.1土壤分类概述

--6.1土壤分类概述

-6.2 中国土壤地理发生分类

--6.2 中国土壤地理发生分类

--6.2 中国土壤地理发生分类

--6.2 中国土壤地理发生分类

-6.3 中国土壤系统分类

--6.3 中国土壤系统分类

--6.3 中国土壤系统分类

--6.3 中国土壤系统分类

-6.4美国土壤系统分类(ST)

--6.4美国土壤系统分类(ST)

--6.4美国土壤系统分类(ST)

--6.4美国土壤系统分类(ST)

-6.5 世界土壤资源参比基础-WRB

--6.5 世界土壤资源参比基础-WRB

--6.5 世界土壤资源参比基础-WRB

--6.5 世界土壤资源参比基础-WRB

-6.6 不同土壤分类系统的参比

--6.6 不同土壤分类系统的参比

--6.6 不同土壤分类系统的参比

--6.6 不同土壤分类系统的参比

第七章 "土壤类型及其地域分布规律 "

-7.1 地带性土壤类型1剖析

--7.1 地带性土壤类型1剖析

--7.1 地带性土壤类型1剖析

--7.1地带性土壤类型1剖析

-7.2 地带性土壤类型2剖析

--7.2 地带性土壤类型2剖析

--7.2 地带性土壤类型2剖析

--7.2 地带性土壤类型2剖析

-7.3 非地带性土壤类型剖析

--7.3 非地带性土壤类型剖析

--7.3 非地带性土壤类型剖析

--7.3 非地带性土壤类型剖析

-7.4 土壤空间分布规律剖析

--7.4 土壤空间分布规律剖析

--7.4 土壤空间分布规律剖析

--7.4 土壤空间分布规律剖析

-7.5 新疆土壤类型及其空间分布

--7.5 新疆土壤类型及其空间分布

--7.5 新疆土壤类型及其空间分布

--7.5 新疆土壤类型及其空间分布

第八章 土壤分布和土壤分区

-8.1 土壤广域性分布规律

--8.1 土壤广域性分布规律

--8.1 土壤广域性分布规律

--8.1 土壤广域性分布规律

-8.2 全球各州土壤分布规律

--8.2 全球各州土壤分布规律

--8.2 全球各州土壤分布规律

--8.2 全球各州土壤分布规律

-8.3 中国土壤广域分布规律

--8.3 中国土壤广域分布规律

--8.3 中国土壤广域分布规律

--8.3 中国土壤广域分布规律

-8.4 土壤的垂直地带性

--8.4 土壤的垂直地带性

--8.4 土壤的垂直地带性

--8.4 土壤的垂直地带性

-8.5 土壤负向垂直地带性及垂直-水平复合分布规律

--8.5 土壤负向垂直地带性及垂直-水平复合分布规律

--8.5 土壤负向垂直地带性及垂直-水平复合分布规律

--8.5 土壤负向垂直地带性及垂直-水平复合分布规律

-8.6 土壤中域/微域性及耕地土壤的分布规律

--8.6 土壤中域/微域性及耕地土壤的分布规律

--8.6 土壤中域/微域性及耕地土壤的分布规律

--8.6 土壤中域/微域性及耕地土壤的分布规律

-8.7 土被结构的基本类型与空间格局

--8.7 土被结构的基本类型与空间格局

--8.7 土被结构的基本类型与空间格局

--8.7 土被结构的基本类型与空间格局

-8.8 土壤流体组成及其诊断特性土壤区划

--8.8 土壤流体组成及其诊断特性土壤区划

--8.8 土壤流体组成及其诊断特性土壤区划

--8.8 土壤流体组成及其诊断特性土壤区划

第九章 土壤资源评价与可持续利用对策

-9.1 土壤资源的含义与生态环境功能

--9.1 土壤资源的含义与生态环境功能

--9.1 土壤资源的含义与生态环境功能

--9.1 土壤资源的含义与生态环境功能

-9.2 世界土壤资源概况及其空间特征

--9.2 世界土壤资源概况及其空间特征

--9.2 世界土壤资源概况及其空间特征

--9.2 世界土壤资源概况及其空间特征

-9.3 中国土壤资源特点与土壤质量概念

--9.3 中国土壤资源特点与土壤质量概念

--9.3 中国土壤资源特点与土壤质量概念

--9.3 中国土壤资源特点与土壤质量概念

-9.4 土壤质量的指标体系

--9.4 土壤质量的指标体系

--9.4 土壤质量的指标体系

--9.4 土壤质量的指标体系

-9.5 土壤质量指标功能与土壤质量评价方法

--9.5 土壤质量指标功能与土壤质量评价方法

--9.5 土壤质量指标功能与土壤质量评价方法

--9.5 土壤质量指标功能与土壤质量评价方法

-9.6 土地开发整理、土壤退化与侵蚀

--9.6 土地开发整理、土壤退化与侵蚀

--9.6 土地开发整理、土壤退化与侵蚀

--9.6 土地开发整理、土壤退化与侵蚀

-9.7 土壤侵蚀方法、影响因素及防治对策

--9.7 土壤侵蚀方法、影响因素及防治对策

--9.7 土壤侵蚀方法、影响因素及防治对策

--9.7 土壤侵蚀方法、影响因素及防治对策

-9.8 土壤风蚀沙化

--9.8 土壤风蚀沙化

--9.8 土壤风蚀沙化

--9.8 土壤风蚀沙化

-9.9 土壤盐渍化和荒漠化

--9.9 土壤盐渍化和荒漠化

--9.9 土壤盐渍化和荒漠化

--9.9 土壤盐渍化和荒漠化

-9.10 土壤污染

--9.10 土壤污染

--9.10 土壤污染

--9.10 土壤污染

第十章 现代土壤调查技术与土壤信息系统

-10.1 土壤地理调查

--10.1 土壤地理调查

--10.1 土壤地理调查

--10.1 土壤地理调查

-10.2 现代技术在土壤调查中的应用

--10.2 现代技术在土壤调查中的应用

--10.2 现代技术在土壤调查中的应用

--10.2 现代技术在土壤调查中的应用

-10.3 土壤信息库

--10.3 土壤信息库

--10.3 土壤信息库

--10.3 土壤信息库

考试试卷

-土壤地理学 试卷一

--土壤地理学 试卷一

-土壤地理学 试卷二

--土壤地理学 试卷二

-土壤地理学 试卷三

--土壤地理学 试卷三

-土壤地理学 试卷四

--土壤地理学 试卷四

-土壤地理学 试卷五

--土壤地理学 试卷五

-土壤地理学 试卷六

--土壤地理学 试卷六

2.1 土壤矿物(一)笔记与讨论

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