土壤矿物质 河北农业大学
土壤矿物质 河北农业大学
第一节土壤矿物质的矿物组成和化学组成 ·矿物是天然产生于地壳中具有一定化学组 成、物理性质和内在结构的物体,是组成 岩石的基本单位。土壤矿物是土壤的主要 组成物质,一般占土壤固相部分重量的95 98%左右。 土壤矿物质的组成、结构和性质如何,对 土壤物理性质、化学性质、以及生物与生 物化学性质均有深刻的影响
第一节 土壤矿物质的矿物组成和化学组成 • 矿物是天然产生于地壳中具有一定化学组 成、物理性质和内在结构的物体，是组成 岩石的基本单位。土壤矿物是土壤的主要 组成物质，一般占土壤固相部分重量的95- 98%左右。 • 土壤矿物质的组成、结构和性质如何，对 土壤物理性质、化学性质、以及生物与生 物化学性质均有深刻的影响
土壤矿物质的主要元素组成 土壤中矿物质,主要由岩石中矿物变化而来。 表01—01列了地壳和土壤的平均化学组成,从 表1中可见: ·(1)氧(0)和硅(Si)是地壳中含量最多的 二种元素,分别占了47%和29%,两者合计占地 壳重量的76.0%;铁、铝次之,四者相加共占 88.7%的重量。在组成地壳的化合物中,极大 多数是含氧化合物,其中以硅酸盐最多。 (2)在地壳中,植物生长必需要的营养元素 含量很低,其中如磷、硫均不到0.1%,氮只有 0.01%,而且分布很不平衡
一、土壤矿物质的主要元素组成 • 土壤中矿物质，主要由岩石中矿物变化而来。 表01－01列了地壳和土壤的平均化学组成，从 表1中可见： • （1）氧（O）和硅（Si）是地壳中含量最多的 二种元素，分别占了47%和29%，两者合计占地 壳重量的76.0％；铁、铝次之，四者相加共占 88.7％的重量。在组成地壳的化合物中，极大 多数是含氧化合物，其中以硅酸盐最多。 • （2）在地壳中，植物生长必需要的营养元素 含量很低，其中如磷、硫均不到0.1%，氮只有 0.01％，而且分布很不平衡
元素地壳中 土壤中 素 地壳中 土壤中 47.0 49.0 0.10 0.085 29.0 33.0 P 0,093 0.08 Al 8.05 7.13 0.09 0.085 Fe 4,65 3.80 0.023 2.0 2.96 1.37 0.01 0.1 Na 2.50 1.67 0.01 0.002 K 2.50 1.36 0.005 0.005 Mg 1.37 0.60 0 0,003 0.0008 T 0.45 0.40 B 003 0.001 H (0.15) ? M 0.003 0.0003 表01-01地壳和土壤的平均化学组成(重量%)
表01-01 地壳和土壤的平均化学组成（重量%）
口0 日Si 口A1 口Fe ■Ca 口N 口Mg ■其它元素 图01-01为土壤的化学组成
图01-01 为土壤的化学组成
土壤的矿物组成 (一)土壤的原生矿物和次生矿物 土壤矿物按矿物的来源,可分为原生矿物和次生 矿物 土壤原生矿物是指那些经过不同程度的物理风化, 未改变化学组成和结晶结构的原始成岩矿物。它 们主要分布在土壤的砂粒和粉砂粒中 土壤次生矿物是在风化及成土过程中新生成的矿 物。由原生矿物分解转化而成。粘粒主要由次生 矿物组成,故次生矿物也叫粘土矿物
二、土壤的矿物组成 • （一）土壤的原生矿物和次生矿物 • 土壤矿物按矿物的来源，可分为原生矿物和次生 矿物。 • 土壤原生矿物是指那些经过不同程度的物理风化， 未改变化学组成和结晶结构的原始成岩矿物。它 们主要分布在土壤的砂粒和粉砂粒中。 • 土壤次生矿物是在风化及成土过程中新生成的矿 物。由原生矿物分解转化而成。粘粒主要由次生 矿物组成，故次生矿物也叫粘土矿物
原生矿物分子式 稳定性常量元索 微量元素 橄榄石0Mg,Fe)si0 易风化 mg,Pe, Si Ni, Co, Mn, Li, Zn, Cu, Mo 角闪石c8EFe:L,Fe)s;:),0n( Mg, Fe, Ca, Al, Si Ni, Co, Mn, Li, Se, V, Zn, Cu, Ga 辉石CaFe,A1)si,A)20 Ca, Mg, Fe, Al, Si Ni, Co, Mn, Li, Se, V, Pb, Cu, Ga 黑云母K0MgFe)A.si00H2 K,Mg, Fe, Al, Si Rb,Ba,Ni, Co, Se, Li,Mn,V,Zn,Cu 斜长石c4A:si:0 Ca,Al,Si Sr, Cu, Ga, Mo 钠长石xA1si0 图aAL,Si 石榴子石 较稳定 u, Mg, Fe,A,Sin,Cx,Ga 正长石K1si:0 K, Al, Si Ra, Ba, Sr, Cu,Ga 白云母|31:usi0)02 A Si F, Rb, Sr, Ga, V, Ba 钛铁矿 Co, Ni,Cr,V 铁矿 Zn,Co, Ni,Cr,V 电气石 Cu, Mg, Fe, Al, Si 锆英石 陌石英sig 极稳定i 表01-02土壤中主要的原生矿物组成
表01-02 土壤中主要的原生矿物组成
第二节粘土矿物 层状硅酸盐粘土矿物 ·(一)构造特征 1、基本结构单位 构成层状硅酸盐粘土矿物晶格的基本结构单位 是硅氧四面体和铝氧八面体。 硅氧四面体基本的结构是由一个硅离子(Si4) 和四个氧离子(02)所构成。 铝氧八面体基本的结构是由一个铝离子(A3+) 和六个氧(O2)离子(或氢氧离子所构成
第二节 粘土矿物 • 一、层状硅酸盐粘土矿物 • （一）构造特征 • 1、基本结构单位 • 构成层状硅酸盐粘土矿物晶格的基本结构单位 是硅氧四面体和铝氧八面体。 • 硅氧四面体基本的结构是由一个硅离子（Si4+） 和四个氧离子(O2-)所构成。 • 铝氧八面体基本的结构是由一个铝离子(Al3+) 和六个氧(O2- )离子(或氢氧离子)所构成
硅氧四面体 铝氧八面体 (SIO4) (AIO
硅氧四面体 铝氧八面体 (SiO 4 ) 4 - (AlO 6 ) 9 -
2、单位晶片 图01-02硅氧四面体在平面 图01-03铝氧八面体在平面 图上相互连接成硅片图形 上相互连接铝片图形
图01－02 硅氧四面体在平面 图上相互连接成硅片图形 图01－03 铝氧八面体在平面 上相互连接铝片图形 2、单位晶片