当前课程知识点:土壤地理学 > 第二章 土壤固相组成及其诊断特性 > 2.2 土壤矿物(二) > 2.2 土壤矿物(二)
同学们大家好
上次课我们讲解了什么是土壤矿物
什么是土壤的原生矿物
介绍了土壤中存在的主要原生矿物
硅酸盐矿物
土壤矿物
都是是由母岩经过风化作用形成的
土壤之中原生矿物的数量和种类
可用以反映
土壤与母岩之间发生联系的紧密程度
以及土壤的发育程度
原生矿物通过风化
与成土过程
持续地为植物生长提供矿质营养元素
如
磷
钾
硫
钙
镁
等以及其他微量元素
今天我们介绍土壤中
矿物的风化与次生矿物的形成
风化作用包括物理风化
化学风化和生物风化三个过程
物理风化又称机械崩解作用
是指岩石在物理因素如温度变化
冻融作用下发生机械破碎
而没有化学成分及结晶构造没有发生变化
物理风化造成矿物的裂隙
孔隙和比表面面积的增加
为空气
水
及生物的侵入
蓄存
创造了条件并加速了化学风化过程
化学风化是指
矿物在水分
氧气
二氧化碳等
参与下发生的
化学分解作用
化学风化不仅使
矿物的成分
结晶构造
性质等发生改变
还会产生新矿物-次生矿物
矿物化学风化的主要是溶解
水化
水解和氧化过程
矿物溶解是指
在极性水分子作用下
矿物颗粒表面阴阳离子
解离形成水合离子的过程
如
氯化钠固体在水中溶解为钠离子和氯离子
土壤矿物溶解程度的大小
主要与矿物本身组成
结晶构造和水体温度有关
衡量矿物溶解程度定量指标
有溶解度和溶度积
通常
在室温20℃下
矿物溶解度大于
10 g/100 g时
称为易溶矿物
10~1 g/100 g时
称为可溶矿物
1~0.01 g/100 g时
称为微溶矿物
小于0.01 g/100 g时
称为难溶矿物
从下面这张表可以看出
土壤中的硫酸盐矿物石膏
比碳酸盐矿物方解石的溶解度要大得多
水化作用
矿物断裂面产生不饱和键能
极性水分子定向排列在矿物表面的现象
称为矿物表面的水化
矿物表面发生水化作用时
形成水化层或水化膜
矿物不同
或者
破碎时断裂面的
表面不饱和键及键能不同
吸附水分子的多少也不同
水化作用使矿物失去光泽
膨胀
松软
如
赤铁矿三氧化二铁
在水花作用下
形成含水氧化铁
形成含水氧化铁
水解作用
是指
水电解离的氢离子
对矿物的分解作用
即矿物的晶格中
发生阳离子被水中的氢离子所取代的过程
具体包括
脱盐基阶段
氢离子交换出矿物中的盐基 离子
形成可溶盐
而被淋溶的过程
脱硅阶段
矿物中硅
以游离硅酸形式被析出
并开始淋溶的过程
富铝化阶段
矿物被彻底分解
硅酸
继续淋溶而氢氧化铝相对富集的过程
以正长石的水解为例
脱盐基阶段
正长石中的钾离子
被氢离子交换出来
形成酸性铝硅酸盐
继续水解脱钾
形成酸性铝硅酸盐
之后是脱硅阶段
进一步水解脱硅酸
形成高岭石
高岭石继续脱硅酸
在富铝化阶段形成氧化铝
矿物氧化作用通常都是在有水的条件下进行的
如岩浆岩中的铁
多呈低价铁
可被氧化成高铁
从而破坏了矿物晶格
生物风化是指生物在生命活动
和死亡后的残体分解物
对岩石
矿物的分解作用
如植物根系
在生长发育中
会对岩石或矿物产生机械压力
促使岩石或矿物破碎裂解
再如
穴居动物也会对岩石
矿物产生各种各样的机械破坏作用
另外生物呼吸作用产生二氧化碳
生物生理代谢过程及生物残体分解
可产生多种有机酸
有机酸通过酸解作用
将矿石中钠离子
钾离子和钙离子等碱金属
和碱土金属阳离子
遇氢发生交换而溶出
一些有机酸如柠檬酸
草酸等
易于与岩石中的高价金属离子
如铁、铝、铜、锌和锰等
通过络合作用
形成络合物
也大幅度增加这些元素的溶出
下面我们来看一下
下面我们来看一下
影响土壤矿物的风化的主要因素
1
土壤矿物的组成
结晶构造
及其理化性质
是影响其风化过程
和程度的内在因素
一般来说
矿物化学成分
复杂(如含盐基离子较多)的矿物
较易于物理风化
及化学分解
也比较复杂
原生矿物
由自熔岩
按照温度的冷却而渐次结晶析出
其最先结晶的矿物越易被风化
在地理环境中水分和温度
以及
环境介质的pH值
和氧化还原电位值
是影响矿物风化过程的主要外在因素
一般随着温度湿度和酸度的增加
矿物的化学风化程度也随之增强
如在高温高湿
强酸性热带雨林地区的矿物风化过程
最为强烈
其表土中原生矿物已被风化殆尽
2
土壤矿物风化不仅有阶段性
还有一定的地带性特征
如极端寒冷
干旱
及寒漠地区矿物风化以物理风化为主
地表以饱和硅铝型风化物为主
在温带
亚热带干旱荒漠地区
矿物风化以物理风化
和溶解为主
地表以碳酸盐
石膏等风化壳为主
在温暖
湿润温带地区
矿物风化以水化脱盐基为主
地表以碎屑状硅铝风化壳为主
在高温高湿矿物风化则以脱硅富铝化为主
地表则以硅铁质
硅铝质风化壳为主
这节课的内容就讲到这里
请同学们课后思考两个问题
1.
简述不同风化成土过程的意义
和相互之间的联系
2.
影响土壤矿物风化的主要因素有哪些
我们下节课再见
-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
-1.3 土壤地理学发展简史
--1.3 土壤地理学发展简史
-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)
-2.3 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)
-2.5 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)
-2.7 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)
-2.9 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)
-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
-3.3 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
-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
-4.3 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
-4.5 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
-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
-5.3 土壤剖面形态特征
--5.3 土壤剖面形态特征
-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
-6.3 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)
-6.5 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
-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
-7.3 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
-7.5 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
-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
-8.3 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
-8.5 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
-8.7 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
-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
-9.3 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
-9.5 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
-9.7 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
-9.9 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
-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
-10.3 土壤信息库
--10.3 土壤信息库
-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