土壤矿物质7PPT教案

1、土壤矿物质土壤矿物质7第1页/共97页（1）花岗岩：）花岗岩：（2）流纹岩：）流纹岩：（3）正长岩：）正长岩：（4）玄武岩、玄武岩、（5）橄榄岩）橄榄岩第2页/共97页主要矿物主要矿物石英石英正长石正长石 黑云母黑云母也有角闪石也有角闪石 斜长石斜长石 由于矿物结晶颗粒较大，组成复杂，由于矿物结晶颗粒较大，组成复杂，容易发生物理风化。容易发生物理风化。第3页/共97页因结晶颗粒较小，难以发生物理风化。因结晶颗粒较小，难以发生物理风化。 灰白、浅黄或浅红色。灰白、浅黄或浅红色。斑状结构斑状结构斑晶为圆柱状的石英和长方形长石。斑晶为圆柱状的石英和长方形长石。颜色颜色第4页/共97页不含石英不含石英

2、 有少量的灰石、磁铁矿有少量的灰石、磁铁矿浅红色浅红色呈块状或粒状构造。呈块状或粒状构造。 颜色颜色第5页/共97页化学成分与辉长岩相当。化学成分与辉长岩相当。色暗近似黑色色暗近似黑色隐晶质结构，常有气孔构造隐晶质结构，常有气孔构造风化后质地较黏，含盐基物质较多。风化后质地较黏，含盐基物质较多。颜色颜色 第6页/共97页颜色：颜色：组成：组成：主要由橄榄石和主要由橄榄石和辉石组成。辉石组成。一般为暗绿色或黑绿色一般为暗绿色或黑绿色全晶质粗粒或中粒结构全晶质粗粒或中粒结构容易风化容易风化第7页/共97页第8页/共97页（5）橄榄岩：）橄榄岩： 主要由橄榄石和辉石组成，一般为暗绿色或黑绿色，全晶质

3、粗粒或中粒结构，容易风化。 第9页/共97页沉沉 积积 岩岩第10页/共97页砾岩砾岩砂岩砂岩页岩页岩石灰岩石灰岩第11页/共97页砾岩是各种岩石碎块经过搬运沉积再经胶结硬化而成。砾岩是各种岩石碎块经过搬运沉积再经胶结硬化而成。石砾一般在石砾一般在2 mmmm，经河水长途搬运，其经河水长途搬运，其棱角磨圆，其间有空棱角磨圆，其间有空隙，易透水，风化后隙，易透水，风化后呈沙砾状。呈沙砾状。第12页/共97页第13页/共97页一般由直径一般由直径0.10.12.0 mm2.0 mm的沙粒胶结而成的沙粒胶结而成主要成分为石英，其次为长石、白云母、磁铁矿、主要成分为石英，其次为长石、白云母、磁铁矿、石

4、榴石等石榴石等石英含量大于石英含量大于95%95%的为石英砂岩的为石英砂岩长石含量达长石含量达25%25%60%60%的为长石砂岩的为长石砂岩第14页/共97页一般由直径一般由直径0.10.12.0 mm2.0 mm的沙粒胶结而成的沙粒胶结而成主要成分为石英，其次为长石、白云母、磁铁矿、主要成分为石英，其次为长石、白云母、磁铁矿、石榴石等石榴石等石英含量大于石英含量大于95%95%的为石英砂岩：的为石英砂岩：长石含量达长石含量达25%25%60%60%的为长石砂岩的为长石砂岩以氧化硅为胶结剂的称之为硅质砂岩以氧化硅为胶结剂的称之为硅质砂岩硅质砂岩硅质砂岩以氧化铁为胶结剂的称为铁质砂岩；以氧化铁

5、为胶结剂的称为铁质砂岩；以黏土为胶结剂的称为泥质砂岩。以黏土为胶结剂的称为泥质砂岩。砂岩胶结紧密抗风化力强，形成土层薄沙性大。砂岩胶结紧密抗风化力强，形成土层薄沙性大。第15页/共97页含浮游生物化石泥质粉砂岩含浮游生物化石泥质粉砂岩 砂 岩第16页/共97页含狼鳍鱼化石的页岩含狼鳍鱼化石的页岩第17页/共97页黏土经过压实、脱水和胶结作用，硬化后变成页岩。黏土经过压实、脱水和胶结作用，硬化后变成页岩。矿物组分较复杂矿物组分较复杂颜色：颜色：多为灰色、紫红色，也有黄色、黑色。多为灰色、紫红色，也有黄色、黑色。比砂岩容易风化，形成的土质较粘，养分含量较比砂岩容易风化，形成的土质较粘，养分含量较丰

6、富。丰富。第18页/共97页石灰岩由化学沉积和生物沉积作用而形成的石灰岩由化学沉积和生物沉积作用而形成的矿物组成：矿物组成：主要有方解石主要有方解石岩体层理明显岩体层理明显多为致密结构多为致密结构硬度小硬度小遇稀酸可发生气泡反应遇稀酸可发生气泡反应颜色：颜色：灰、青灰色，有机质含量高时呈黑色灰、青灰色，有机质含量高时呈黑色石灰岩风化主要是化学溶解作用，风化后土层薄石灰岩风化主要是化学溶解作用，风化后土层薄稍粘，钙质丰富，抗酸力强稍粘，钙质丰富，抗酸力强石灰岩由化学沉积和生物沉积作用而形成的石灰岩由化学沉积和生物沉积作用而形成的矿物组成：矿物组成：主要有方解石主要有方解石岩体层理明显岩体层理明显

7、多为致密结构多为致密结构硬度小硬度小第19页/共97页第20页/共97页变变 质质 岩岩第21页/共97页 石英岩石英岩板板 岩岩片片 岩岩大理岩大理岩第22页/共97页由花岗岩或砂岩变质而成。矿物组成：由花岗岩或砂岩变质而成。矿物组成：石英、长石云母等石英、长石云母等因受到高温高压，矿物结晶呈带状排列因受到高温高压，矿物结晶呈带状排列具有一定的方向性，呈条带状具有一定的方向性，呈条带状第23页/共97页第24页/共97页由石英沙岩在高温高压条件下经过重结晶变质由石英沙岩在高温高压条件下经过重结晶变质而成。而成。硬度大，抗机械性和抗化学腐蚀性强，硬度大，抗机械性和抗化学腐蚀性强，不易风化。不易

8、风化。一般为乳白色，如含有有少量氧化铁呈红色一般为乳白色，如含有有少量氧化铁呈红色和褐色。和褐色。风化后形成沙质或砾质颗粒风化后形成沙质或砾质颗粒第25页/共97页板岩由泥质页岩、粉沙岩和其它板岩由泥质页岩、粉沙岩和其它细粒碎屑沉积物质变质而成。细粒碎屑沉积物质变质而成。有完整的片理，劈开后呈平的薄有完整的片理，劈开后呈平的薄块状平面块状平面（北方农民开采后做房瓦用。）（北方农民开采后做房瓦用。）矿物组成主要是云母、绿泥石、石英等，颜色矿物组成主要是云母、绿泥石、石英等，颜色多为青灰色多为青灰色第26页/共97页片岩由各种岩石在高温高压下变质而成片岩由各种岩石在高温高压下变质而成也可由千枚岩进

9、一步变质而成。也可由千枚岩进一步变质而成。具有明显的片状构造，片理面呈粗糙皱纹状具有明显的片状构造，片理面呈粗糙皱纹状含有云母、角闪石及少量长石含有云母、角闪石及少量长石第27页/共97页大理岩由碳酸盐类（石灰岩、白云岩）变质而成。大理岩由碳酸盐类（石灰岩、白云岩）变质而成。一般由方解石、白云石和少量的石英、角闪石和一般由方解石、白云石和少量的石英、角闪石和辉石矿物组成辉石矿物组成具有各色花纹，是优良的建筑装饰材料具有各色花纹，是优良的建筑装饰材料纯白的大理岩称为汉白玉，在我国云南分布较广纯白的大理岩称为汉白玉，在我国云南分布较广第28页/共97页第29页/共97页土壤矿物质来源于岩石、矿物风

10、化产物土壤矿物质来源于岩石、矿物风化产物岩石矿物质影响土壤的物理化学性质岩石矿物质影响土壤的物理化学性质土壤颗粒粗细土壤颗粒粗细土壤酸碱性土壤养分土壤酸碱性土壤养分第30页/共97页与土壤矿物质组成密切相关的矿物叫成土矿物与土壤矿物质组成密切相关的矿物叫成土矿物包括：原生矿物和次生矿物包括：原生矿物和次生矿物成土矿物成土矿物:第31页/共97页原生矿物是指由熔融的岩浆直接冷凝所形成的矿物原生矿物是指由熔融的岩浆直接冷凝所形成的矿物土壤中的原生矿物包括：土壤中的原生矿物包括：（1）长石类矿物）长石类矿物包括正长石和斜长石包括正长石和斜长石（2）云母类矿物）云母类矿物包括白云母和黑云母包括白云母和

11、黑云母（3）角闪石与辉石类矿物）角闪石与辉石类矿物铁镁矿物，属于偏硅酸盐矿物铁镁矿物，属于偏硅酸盐矿物（4）石英矿物）石英矿物（5）氧化铁类矿物）氧化铁类矿物（6）磷酸盐类矿物）磷酸盐类矿物（7）方解石）方解石（8）褐铁矿）褐铁矿（9）石膏）石膏第32页/共97页钠长石钠长石CaAl2Si2O8NaAlSi3O8KAlSi3O8第33页/共97页正长石（正长石（KAlSiKAlSi3 3O O8 8）（包括斜长石）（包括斜长石）又称钾长石，颜色多呈肉红色，广泛分布于浅色岩浆岩中，又称钾长石，颜色多呈肉红色，广泛分布于浅色岩浆岩中，如花岗岩、正长岩、斑岩等。如花岗岩、正长岩、斑岩等。正长石抗风化

12、能力较弱，风化后形成的次生黏土矿物是土壤正长石抗风化能力较弱，风化后形成的次生黏土矿物是土壤中钾元素的重要来源。中钾元素的重要来源。第34页/共97页白云母白云母黑云母黑云母第35页/共97页第36页/共97页白云母白云母KAlKAl2 2SiSi3 3O O1010(OH)(OH)2 2，又称钾云母。颜色为无色或浅色，有时带绿色颜色为无色或浅色，有时带绿色呈透明或半透明状，薄片状呈透明或半透明状，薄片状白云母片状崩解成碎片后化学分解困难，往往混杂在沙土中白云母片状崩解成碎片后化学分解困难，往往混杂在沙土中反光性很明显反光性很明显在分解过程中释放出钾在分解过程中释放出钾成为土壤中钾元素的来源之

13、一成为土壤中钾元素的来源之一黑云母黑云母KHKH2 2(Mg(MgFe)Fe)2 2AlSiAlSi3 3O O1212其性状与白云母相似，只是颜色呈黑色，不透明或半透明其性状与白云母相似，只是颜色呈黑色，不透明或半透明容易分解，风化后形成黏土矿物，释放出钾元素容易分解，风化后形成黏土矿物，释放出钾元素第37页/共97页第38页/共97页第39页/共97页 角闪石角闪石CaCa2 2Na(MgNa(MgFe)Fe)4 4(Al(AlFe)(SiAl)Fe)(SiAl)4 4O O1111(OH)(OH)2 2颜色呈褐或黑色，主要分布于岩浆岩中颜色呈褐或黑色，主要分布于岩浆岩中 辉石辉石Ca(M

14、gCa(MgFeFeAl)(SiAl)(SiFe)Fe)2 2O O6 6颜色呈绿黑色，短柱状晶体颜色呈绿黑色，短柱状晶体二者属于深色矿物，含盐基丰富，化学稳定性低，容易被彻底分解二者属于深色矿物，含盐基丰富，化学稳定性低，容易被彻底分解第40页/共97页第41页/共97页普通石英呈透明或半透明的晶粒状的集合体普通石英呈透明或半透明的晶粒状的集合体纯石英为无色纯石英为无色含有杂质时呈白、灰、黄、红、绿、天蓝及紫色含有杂质时呈白、灰、黄、红、绿、天蓝及紫色完整晶形为两端锥形的六方柱状晶体或不规则块状完整晶形为两端锥形的六方柱状晶体或不规则块状除氟酸外，不与任何酸类起作用，物理及化学性质稳定，除氟

15、酸外，不与任何酸类起作用，物理及化学性质稳定，不易风化，常以颗粒状残留于土壤中，是土壤中沙粒的主要来源不易风化，常以颗粒状残留于土壤中，是土壤中沙粒的主要来源第42页/共97页赤铁矿第43页/共97页第44页/共97页赤铁矿（赤铁矿（Fe2O3），）， 红色，红色， 条痕樱红色，条痕樱红色， 常使土壤染成红色。常使土壤染成红色。磁铁矿（磁铁矿（Fe3O4），常呈八面体晶形，铁黑色，条痕为黑色，），常呈八面体晶形，铁黑色，条痕为黑色，具有磁性。具有磁性。黄铁矿（黄铁矿（FeS2），金黄色，类似金属铜，断口参差状，金属光泽，），金黄色，类似金属铜，断口参差状，金属光泽，条痕绿色至深棕色，较易风化，

16、分解后形成硫酸盐。条痕绿色至深棕色，较易风化，分解后形成硫酸盐。 第45页/共97页第46页/共97页磷灰石磷灰石Ca(POCa(PO4 4) )3 3(F(FCl)Cl)呈六方柱状晶体，颜色灰白、黄、绿、黄褐色呈六方柱状晶体，颜色灰白、黄、绿、黄褐色是制造磷肥的主要原料，高品位的磷灰石是制造磷肥的主要原料，高品位的磷灰石含含P P2 2O O5 5 42.3% 42.3%，一般含，一般含P P2 2O O5 5 28%28%30%30%时，可时，可用来生产过磷酸钙肥料用来生产过磷酸钙肥料 第47页/共97页第48页/共97页第49页/共97页方解石是大理岩、石灰岩的主要组成矿物方解石是大理岩

17、、石灰岩的主要组成矿物易溶于酸，化学性质不稳定易溶于酸，化学性质不稳定是土壤中碳酸钙的主要来源是土壤中碳酸钙的主要来源第50页/共97页是赤铁矿水化而形成的一种含水氧化铁是赤铁矿水化而形成的一种含水氧化铁分布较广。一般为棕色、黄色分布较广。一般为棕色、黄色是土壤黄色和棕色染色剂，以胶状包是土壤黄色和棕色染色剂，以胶状包被于土粒的表面被于土粒的表面第51页/共97页第52页/共97页石膏不含结晶水称为硬石膏石膏不含结晶水称为硬石膏含结晶水石膏（含结晶水石膏（CaSOCaSO4 42H2H2 2O O）称为结晶石膏）称为结晶石膏白色，玻璃光泽，有时呈珍珠光泽，白色，玻璃光泽，有时呈珍珠光泽，纤维状

18、，解理完全纤维状，解理完全是土壤中钙和硫元素的重要来源是土壤中钙和硫元素的重要来源第53页/共97页由原生矿物经风化过程新形成的矿物，称为次生矿物，由原生矿物经风化过程新形成的矿物，称为次生矿物，也称次生黏粒矿物也称次生黏粒矿物次生黏粒矿物有：次生黏粒矿物有：1 1、次生层状铝硅酸盐，如高岭石、蒙脱石和水化云母类等次生层状铝硅酸盐，如高岭石、蒙脱石和水化云母类等2 2、含水的氧化铁、氧化铝、氧化硅等氧化物类含水的氧化铁、氧化铝、氧化硅等氧化物类3 3、简单的盐类，如碳酸盐、硫酸盐和氯化物等简单的盐类，如碳酸盐、硫酸盐和氯化物等第54页/共97页次生层状铝硅酸盐黏粒矿物，按其结晶构造和性质的差异

19、，可分为：次生层状铝硅酸盐黏粒矿物，按其结晶构造和性质的差异，可分为：高岭石组高岭石组蒙脱石组蒙脱石组水化云母水化云母四大组：四大组：每一组又包括若干种黏粒矿物每一组又包括若干种黏粒矿物铝硅酸盐黏粒矿物的基本构造特点：铝硅酸盐黏粒矿物的基本构造特点：黏粒矿物大部分都具有一定的层状结晶构造黏粒矿物大部分都具有一定的层状结晶构造其晶型结构由两个基本单位构成，即硅氧片和铝氧片其晶型结构由两个基本单位构成，即硅氧片和铝氧片间层型黏粒矿物间层型黏粒矿物第55页/共97页硅氧片是由硅氧四面体连接而成硅氧片是由硅氧四面体连接而成一个硅氧四面体是由四个氧原子和一个硅原子所组成一个硅氧四面体是由四个氧原子和一个

20、硅原子所组成第56页/共97页铝氧片由铝氧八面体连接而成铝氧片由铝氧八面体连接而成铝氧八面体由六个氧原子围绕一个铝原子构成铝氧八面体由六个氧原子围绕一个铝原子构成第57页/共97页第58页/共97页这一组包括：高岭石、迪凯石、埃洛石和富硅高岭石等黏粒矿物。这一组包括：高岭石、迪凯石、埃洛石和富硅高岭石等黏粒矿物。其共同特点是：其共同特点是：一层硅氧片和一层水铝片重叠而成一层硅氧片和一层水铝片重叠而成 晶架内部水铝片和硅氧片中没有或极少同晶代换晶架内部水铝片和硅氧片中没有或极少同晶代换相邻的两个底面由氢键相联相邻的两个底面由氢键相联 颗粒一般较蒙脱石组矿物粗颗粒一般较蒙脱石组矿物粗 南方热带、亚

21、热带土壤中普遍存在南方热带、亚热带土壤中普遍存在 第59页/共97页蒙脱石组粘粒矿物蒙脱石组粘粒矿物第60页/共97页蒙脱石组粘粒矿物蒙脱石组粘粒矿物第61页/共97页此组黏粒矿物包括：蒙脱石、绿泥石、拜来石和蛭石等。此组黏粒矿物包括：蒙脱石、绿泥石、拜来石和蛭石等。其共同特点是：其共同特点是： 晶架结构都是由两层硅氧片和一层水铝片相间重叠而成晶架结构都是由两层硅氧片和一层水铝片相间重叠而成 晶架内普遍存在着同晶代换现象晶架内普遍存在着同晶代换现象此类矿物胀缩性大，吸湿性强此类矿物胀缩性大，吸湿性强 矿物外形呈片状，且颗粒微细矿物外形呈片状，且颗粒微细 在东北的黑钙土和华北地区的褐色土、栗钙土

22、和西北地区在东北的黑钙土和华北地区的褐色土、栗钙土和西北地区灰钙土中含量较多。灰钙土中含量较多。第62页/共97页同晶代换（替代）是指组成矿物的中心离子被电性相同大小同晶代换（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代换（替代）相近的离子所代换（替代） ，而晶格构造保持不变的现象。，而晶格构造保持不变的现象。在次生粘粒矿物形成的过程中，晶架内普遍存在着同晶代换现象。在次生粘粒矿物形成的过程中，晶架内普遍存在着同晶代换现象。同晶代换主要发生在两边的硅氧片中，一般同晶代换主要发生在两边的硅氧片中，一般AlAl3+ 3+ 替代替代SiSi4+4+， 也也有的发生在水铝片中，一般以有的发

23、生在水铝片中，一般以MgMg2+2+替代替代AlAl3+3+。这种替代结果，使。这种替代结果，使矿物带有永久的负电菏。矿物带有永久的负电菏。第63页/共97页 粘粒矿物粘粒矿物水化云母组水化云母组第64页/共97页主要代表为伊利石主要代表为伊利石其特点：其特点：1 1、晶体构造同属、晶体构造同属2 2：1 1型，同晶代换主要发生在硅氧片中以型，同晶代换主要发生在硅氧片中以AlAl3+ 3+ 替代替代Si Si 4+ 4+ ，还有少量发生在水铝片中，以，还有少量发生在水铝片中，以MgMg2+ 2+ 、FeFe2+ 2+ 替代替代 AlAl3+ 3+ 。晶架产生负电菏，故在晶架基面上吸附阳离子，主

24、要的是。晶架产生负电菏，故在晶架基面上吸附阳离子，主要的是K K+ + ，依次，含伊利石粘粒矿物多的土壤，钾的元素贮量较丰富。，依次，含伊利石粘粒矿物多的土壤，钾的元素贮量较丰富。2 2、吸附于伊利石晶架基面上的、吸附于伊利石晶架基面上的K K+ + ，实际上是半陷在由晶层表，实际上是半陷在由晶层表面六个氧离子所构成的六角网中，它同时手相邻两晶架的负电面六个氧离子所构成的六角网中，它同时手相邻两晶架的负电菏的吸附，而产生了键联的效果，使它们不易张开。菏的吸附，而产生了键联的效果，使它们不易张开。3 3、伊利石的、伊利石的 保肥性和吸湿性介于蒙脱石组和高岭石组之间。保肥性和吸湿性介于蒙脱石组和高

25、岭石组之间。代换量为代换量为202040cmol(+)/kg40cmol(+)/kg。第65页/共97页结晶型与非结晶型两种。结晶型与非结晶型两种。结晶型：三水铝石（结晶型：三水铝石（ 2Al2Al2 2O O3 3 3 H3 H2 2O O ）水铝石（）水铝石（ 2Al2Al2 2O O3 3 3H3H2 2O O ）针铁矿（针铁矿（ FeFe2 2O O3 3 H H2 2O O ）褐铁矿（）褐铁矿（ 2Fe2Fe2 2O O3 3 3H 3H2 2O O ）非晶质无定型不同水化程度非晶质无定型不同水化程度:SiO:SiO2 2 nH nH2 2O, FeO, Fe2 2O O3 3 nH

26、 nH2 2O, O, AlAl2 2O O3 3 n Hn H2 2O ,MnOO ,MnO2 2 nH nH2 2O O相互复合形成凝胶相互复合形成凝胶AlAl2 2O O3 3 2SiO 2SiO2 2 nH nH2 2O, O, （1 1）它们中的电荷的产生，不是通过同晶代换，而是通过表面羟基）它们中的电荷的产生，不是通过同晶代换，而是通过表面羟基H H+ +的离解。既带负电菏也可能带正电菏。的离解。既带负电菏也可能带正电菏。特点：特点：（2 2）凝胶转化形成结晶过程中具有胶结作用形成较坚硬的）凝胶转化形成结晶过程中具有胶结作用形成较坚硬的结构体。结构体。（3 3）无定型物质，一般呈胶

27、膜的形式，包被在土粒的表面。）无定型物质，一般呈胶膜的形式，包被在土粒的表面。第66页/共97页结晶型与非结晶型两种。结晶型与非结晶型两种。结晶型：三水铝石（结晶型：三水铝石（ 2Al2Al2 2O O3 3 3 H3 H2 2O O ）水铝石（）水铝石（ 2Al2Al2 2O O3 3 3H3H2 2O O ）针铁矿（针铁矿（ FeFe2 2O O3 3 H H2 2O O ）褐铁矿（）褐铁矿（ 2Fe2Fe2 2O O3 3 3H 3H2 2O O ）非晶质无定型不同水化程度非晶质无定型不同水化程度:SiO:SiO2 2 nH nH2 2O, FeO, Fe2 2O O3 3 nH nH2

28、 2O,O, AlAl2 2O O3 3 n Hn H2 2O ,MnOO ,MnO2 2 nH nH2 2O O相互复合形成凝胶相互复合形成凝胶AlAl2 2O O3 3 2SiO 2SiO2 2 nH nH2 2O, O, 3 3、简单盐类：碳酸盐、硫酸盐和氯化物、简单盐类：碳酸盐、硫酸盐和氯化物第67页/共97页1.2.3 性状性状1.2.3.1 石砾和沙粒石砾和沙粒(0.05 mm) 1.2.3.2 黏粒黏粒(0.001 mm) 1.2.3.3 粉粒粉粒(0.050.001 mm)第68页/共97页自然界中任何一种土壤，主要是由矿物质土粒构成的。自然界中任何一种土壤，主要是由矿物质土粒

29、构成的。这些大小、形状、组成和性质不同的矿物质土粒在土壤中的配合比例千差万别。这些大小、形状、组成和性质不同的矿物质土粒在土壤中的配合比例千差万别。为了研究大小土粒的性质以及它们在土壤中的配合比例对土壤性质产生的影响，为了研究大小土粒的性质以及它们在土壤中的配合比例对土壤性质产生的影响，有必要对土粒的大小进行划组分级有必要对土粒的大小进行划组分级单粒：在自然状况下，这些大小不一的土粒，有的单个地存在于土壤中，称为单粒单粒：在自然状况下，这些大小不一的土粒，有的单个地存在于土壤中，称为单粒 复粒：大部分则相互黏结在一起，叫复粒。复粒：大部分则相互黏结在一起，叫复粒。机械分析：土粒分级是以单粒大小

30、进行的，对颗粒大小进行分级的测定方法称为机械分析：土粒分级是以单粒大小进行的，对颗粒大小进行分级的测定方法称为机械分析。机械分析。当量粒径：人为的把土粒直径看成理想球体的直径对待当量粒径：人为的把土粒直径看成理想球体的直径对待, ,以便于研究。更确切地说以便于研究。更确切地说叫做叫做“当量粒径当量粒径”。粒级：根据粒径的大小和理化性质上的差异，把矿质土粒分为若干组，每组就是一粒级：根据粒径的大小和理化性质上的差异，把矿质土粒分为若干组，每组就是一个粒级；组内粒径大小、成分及性质基本相近，而组间有明显的差异。个粒级；组内粒径大小、成分及性质基本相近，而组间有明显的差异。第69页/共97页 0.

31、050.02物 理 性 粘 粒 物 理 性 沙 粒 当量粒径(mm) 32 石砾 石砾 石砾 石砾21 极粗沙粒10. 5 粗沙粒 粗沙粒 粗沙粒 中国制 卡庆斯基制 美国农部制 国际制(1987) (1957) (1951) (1930) 0. 50. 25 粗沙粒 中沙粒 中沙粒0. 250. 2 细沙粒0. 20. 1 细沙粒 细沙粒0. 10.05 极细沙粒 细沙粒 粗粉粒 粗粉粒0. 020.01 0. 010.005 中粉粒 中粉粒 粉 粒 粉 粒0. 0050.002 细粉粒0. 0020.001 粗黏粒 细粉粒 0. 0010.0005 黏 粗黏粒0. 00050.0001 细

32、黏粒 细黏粒0. 0001 粒 胶质黏粒黏 粒黏 粒(引自黄昌勇土壤学，2000)表2-1 几种土壤粒级分级方案第70页/共97页土壤中含的原生矿物种类和数量土壤中含的原生矿物种类和数量, , 依母质类型、风化强度和成土过程不同而异。依母质类型、风化强度和成土过程不同而异。 一般土壤中含有的原生矿物除石英外，还有长石、白云母和少量的角内石和辉石一般土壤中含有的原生矿物除石英外，还有长石、白云母和少量的角内石和辉石其次还有磷灰石、赤铁矿、黄铁矿等。其次还有磷灰石、赤铁矿、黄铁矿等。土壤中的石砾、沙粒几乎全部由原生矿物所组成，多以石英为主。土壤中的石砾、沙粒几乎全部由原生矿物所组成，多以石英为主。

33、 粉粒绝大多数也是由石英和原生硅酸盐矿物组成粉粒绝大多数也是由石英和原生硅酸盐矿物组成由此可见，矿物质土粒愈粗含石英及原生硅酸盐矿物愈多；反之，矿由此可见，矿物质土粒愈粗含石英及原生硅酸盐矿物愈多；反之，矿物质土粒愈细，石英和原生硅酸盐矿物含量愈少，而次生矿物的含量物质土粒愈细，石英和原生硅酸盐矿物含量愈少，而次生矿物的含量则逐渐增多则逐渐增多第71页/共97页第72页/共97页它们是由原生矿物经风化过程新形成的矿物，称为次生矿物。它们是由原生矿物经风化过程新形成的矿物，称为次生矿物。也称次生黏粒矿物。也称次生黏粒矿物。次生黏粒矿物有：次生黏粒矿物有：简单的盐类，如碳酸盐、硫酸盐和氯化物等；简

34、单的盐类，如碳酸盐、硫酸盐和氯化物等；含水的氧化铁、氧化铝、氧化硅等氧化物类；含水的氧化铁、氧化铝、氧化硅等氧化物类；次生层状铝硅酸盐，如高岭石、蒙脱石和水化云母类等。次生层状铝硅酸盐，如高岭石、蒙脱石和水化云母类等。第73页/共97页其主要元素有氧、硅、铝、铁、钙、镁、钾、钠、钛、磷、硫以及一些微量元素锰、锌、硼、钼、铜等。其主要元素有氧、硅、铝、铁、钙、镁、钾、钠、钛、磷、硫以及一些微量元素锰、锌、硼、钼、铜等。 氧、硅、铝、铁四种元素占的比例最大。氧、硅、铝、铁四种元素占的比例最大。 二氧化硅二氧化硅(SiO(SiO2 2) )、氧化铝、氧化铝(Al(Al2 2O O3 3) )、氧化铁

35、、氧化铁(Fe(Fe2 2O O3 3) )三者之和一般占三者之和一般占土壤矿物质部分的土壤矿物质部分的7575以上，是土壤矿物质的主要成分。以上，是土壤矿物质的主要成分。矿物质土粒愈粗矿物质土粒愈粗, , 含含SiOSiO2 2愈多愈多, , 而而AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3、CaOCaO、MgOMgO、P P2 2O O5 5、K K2 2O O等养料元素含量则愈少等养料元素含量则愈少由于原生矿物所含营养元素可溶性很小，以致几乎没有提供有效由于原生矿物所含营养元素可溶性很小，以致几乎没有提供有效养分的能力。养分的能力。 第74页/共97页第75页/共97页第76页

36、/共97页2.0 1.51.5 1.03.0 2.01.0 0.50.0 0.250.25 0.10.10 0.050.05 0.010.01 0.0050.005 0.001 0.001第77页/共97页土壤中的粗骨部分土壤中的粗骨部分严格地讲，它们只是侵入土壤中的母岩碎屑，还不能算是土粒。严格地讲，它们只是侵入土壤中的母岩碎屑，还不能算是土粒。所含矿物均为原生矿物，矿物组成与母岩基本一致所含矿物均为原生矿物，矿物组成与母岩基本一致它本身为非疏松多孔体它本身为非疏松多孔体, ,无通透性和蓄水性，也不能提供有效养分。无通透性和蓄水性，也不能提供有效养分。含石砾和沙粒较多的土壤疏松多孔，粒间孔隙

37、大含石砾和沙粒较多的土壤疏松多孔，粒间孔隙大, , 通气透水好，排水通畅。通气透水好，排水通畅。由于颗粒粗比表面积小，无黏结性、黏着性、可塑性和胀缩性，由于颗粒粗比表面积小，无黏结性、黏着性、可塑性和胀缩性，吸水保肥能力弱吸水保肥能力弱大孔隙多，养分转化快，但容易随水流失，耕性较好。大孔隙多，养分转化快，但容易随水流失，耕性较好。第78页/共97页通气透水性弱，排水不畅通气透水性弱，排水不畅黏结性、黏着性、可塑性、胀缩性均强黏结性、黏着性、可塑性、胀缩性均强 养料含量丰富，且吸水保肥能力强，潜在养分贮量多养料含量丰富，且吸水保肥能力强，潜在养分贮量多 土温较低，土温变幅小，养分不易转化土温较低

38、，土温变幅小，养分不易转化颗粒细小颗粒细小, , 属于胶体范畴属于胶体范畴, , 是化学风化的产物是化学风化的产物其矿物成分主要为次生矿物，与母岩成分相差很大。其矿物成分主要为次生矿物，与母岩成分相差很大。颗粒小，比表面大，粒间孔隙小颗粒小，比表面大，粒间孔隙小第79页/共97页颗粒大小介于黏粒和沙粒之间，矿物成分有原生矿物，颗粒大小介于黏粒和沙粒之间，矿物成分有原生矿物，也有次生矿物也有次生矿物 粉粒很多性质介于沙粒和黏粒之间粉粒很多性质介于沙粒和黏粒之间含粉粒较多的土壤具有一定的可塑性、黏结性、黏着性含粉粒较多的土壤具有一定的可塑性、黏结性、黏着性和吸附性。和吸附性。第80页/共97页第8

39、1页/共97页第82页/共97页第83页/共97页第84页/共97页第85页/共97页土壤的肥力性状土壤的肥力性状( (作物在生长过程中作物在生长过程中, , 土壤的水、肥、气、热、扎根条件以及土壤的水、肥、气、热、扎根条件以及有无产生毒害物质的协调程度有无产生毒害物质的协调程度) ) 耕作性状耕作性状( (耕作时的难易程度、阻力大小、耕作质量好坏以及宜耕期的耕作时的难易程度、阻力大小、耕作质量好坏以及宜耕期的长短等长短等) ) 作物反应作物反应( (出苗难易、出苗难易、 快慢、整齐度、早发苗或发晚苗以及成熟早晚等快慢、整齐度、早发苗或发晚苗以及成熟早晚等) ) 第86页/共97页沙粒含量高沙

40、粒含量高, ,颗粒粗颗粒粗, ,比表面积小比表面积小, ,组成的粒间大孔隙数量多。组成的粒间大孔隙数量多。 保蓄性差。保水、持水、保肥性能弱，雨后容易造成水肥流失，水分蒸发速率快，保蓄性差。保水、持水、保肥性能弱，雨后容易造成水肥流失，水分蒸发速率快，失墒多易引起土壤干旱失墒多易引起土壤干旱 土壤中原生矿物以石英、长石为主，潜在养料含量少，但养分转化快。土壤中原生矿物以石英、长石为主，潜在养料含量少，但养分转化快。土温变幅大土温变幅大, , 但晚秋也容易造成霜冻。但晚秋也容易造成霜冻。沙性土耕性好沙性土耕性好, ,宜耕期长，耕作阻力小宜耕期长，耕作阻力小, , 耕后质量好。这种土又称耕后质量好

41、。这种土又称“轻质土轻质土”。沙性土大孔隙多沙性土大孔隙多, , 氧气充足氧气充足, , 以氧化过程为主以氧化过程为主, , 土壤中无毒害物质存在。土壤中无毒害物质存在。发小苗不发老苗。沙性土发小苗不发老苗。沙性土“口松口松”，出苗快、齐、全。但因养分贫乏容易造成作物，出苗快、齐、全。但因养分贫乏容易造成作物中后期脱肥，早熟，早衰。中后期脱肥，早熟，早衰。第87页/共97页(1)(1)通透性差通透性差 颗粒细微，粒间孔隙小颗粒细微，粒间孔隙小(2)(2)保蓄性强保蓄性强 土粒细小，胶体物质含量多，土壤固相比表面积巨大，土粒细小，胶体物质含量多，土壤固相比表面积巨大，表面能高，吸附能力强。肥效缓

42、慢。表面能高，吸附能力强。肥效缓慢。(3)(3)养分含量丰富养分含量丰富土壤中以次生矿物为主，其本身养分和吸附外界养分多，土壤中以次生矿物为主，其本身养分和吸附外界养分多，潜在养分贮量丰富。但养分转化速度慢。潜在养分贮量丰富。但养分转化速度慢。(4)(4)土温变幅小土温变幅小 黏性土水分含量高，空气相对少，地温上升下降均缓慢，黏性土水分含量高，空气相对少，地温上升下降均缓慢，故常把黏质土称为冷性土。故常把黏质土称为冷性土。(5)(5)耕性差耕性差由于黏质土比表面积大，土壤的黏结性、黏着性、可塑性、湿胀由于黏质土比表面积大，土壤的黏结性、黏着性、可塑性、湿胀性强，耕作阻力大，耕作质量差，易起土坷垃或土垡，宜耕期也短。性强，耕作阻力大，耕作质量差，易起土坷垃或土垡，宜耕期也短。 (6)(6)有毒物质多有毒物质多由于大孔隙数量少，造成还原性状态由于大孔隙数量少，造成还原性状态 (7)(7)发老苗不发小苗发老苗不发小苗 第88页/共97页壤土由于沙粒、粉粒和黏粒含量比例较适宜壤土由于沙粒、粉粒和黏粒含量