土壤母质

1,土壤母质与土壤的形成,2,3,4,土壤母质,土壤母质：岩石的风化产物，又称成土母质，简称母质。 地壳表层的岩石矿物经过风化作用形成的风化产物就称为土壤母质，或者称为成土母质，它是形成土壤的物质基础,5,土壤母质,一、几种主要岩石的类型和特性,岩浆岩岩浆岩： 指地球内部熔融岩浆上浸 地壳的一定深度或喷出地 表冷却凝固所形成的岩石。,岩浆岩：玄武岩,6,土壤母质,一、几种主要岩石的类型和特性,沉积岩沉积岩： 地壳表面的岩石经风化、 搬运、沉积等作用后， 在一定条件下胶结硬化 所形成的岩石。其约占 地表总面积的75%。,共 性： 有明显的层理构造；矿 物成分复杂并呈碎屑状 组织；有时含有化石。,7,土壤母质,一、几种主要岩石的类型和特性,变质岩变质岩： 沉积岩、岩浆岩经过高温 高压或受岩浆侵入的影响, 其矿物组成、结构、构造, 以至化学成分发生剧烈改 变后形成的。,共 性： 一般具有片理及片麻构 造；矿物质地致密，坚 硬；不易风化。例如片 麻岩，石英岩，板岩， 片岩，千枚岩，大理岩 等。,8,矿物依其成因可分为原生矿物、次生矿物、变质矿物三大类。原生矿物也叫内生矿物，是指由地下深处呈熔融状态的岩浆沿着地壳裂缝上升过程中冷却、凝固结晶而成的矿物，如长石、石英、云母等。次生矿物也叫外生矿物，是由暴露在地表的原有矿物，在地表常温常压条件下，受到各种外力作用（如风化作用、沉积作用）所形成的一类矿物。变质矿物是经过变质作用形成的，是原有的矿物重新处于高温高压的条件下，发生形态、性质和成分的变化而形成的新矿物。地壳中矿物的种类很多，目前已经发现的有3 300多种，但与土壤矿物质组成密切相关的矿物叫成土矿物，这种矿物不过数十种。,矿物的概念与类型,9,土壤母质,一、几种主要岩石的类型和特性,土壤中的原生矿物（一）长石类矿物 正长石，又称钾长石， 是土壤中钾元素的重要 来源。（二）云母类 白云母，又称钾云母， 是土壤中钾元素的来源 之一。黑云母也是钾元 素的来源，更易分解， 风化。,（三）角闪石与辉石类矿物 含盐基丰富，化学稳定性低， 容易被彻底分解。（四）石英矿物 不易风化，是土壤中砂粒的 主要来源。,10,土壤母质,一、几种主要岩石的类型和特性,土壤中的原生矿物氧化铁类矿物赤铁矿（Fe2O3） ，常使土壤染成红色。磁铁矿（Fe3O4） ，具磁性。黄铁矿（FeS2） ，分解后形成硫酸盐。磷酸盐类矿物 磷灰石是制造磷肥的主 要原料，是植物磷元素 的主要来源。,方解石（CaCO3）方解石是土壤中碳酸钙 的主要来源。褐铁矿（Fe2O3 3H2O）由赤铁矿水化形成的一种含水氧化铁，是土壤黄色和棕色染色剂。,11,土壤母质,一、几种主要岩石的类型和特性,土壤中的次生矿物高岭石为次生粘土矿物，单位晶胞的分子式可写成Al4Si4O10(OH)8 蒙脱石和蛭石 伊利石,12,土壤母质,二、岩石的风化作用及其影响因素,风化作用岩石在地表受到种种外力作用，逐渐破碎成为疏松物质，这一过程叫做风化作用。所产生的疏松物质就是土壤母质。,13,土壤母质,三、风化作用的类型,（一）物理风化作用指使岩石产生物理变化而成为碎屑状态的过程， 特点是成分未变。1、主要是温度引起岩石的热力学变化-昼夜温差、冻结。2、盐类结晶的裂胀作用、流水冲刷和磨蚀、风砂磨蚀产物：颗粒较粗，多偏砂、石砾多，养分不易释放出来。,14,土壤母质,三、风化作用的类型,图2-18 由于冰的冻结扩大了 岩石的裂隙,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,15,土壤母质,三、风化作用的类型,16,土壤母质,三、风化作用的类型,【风蚀残土墩】,17,土壤母质,三、风化作用的类型,【风蚀根露】,18,土壤母质,三、风化作用的类型,【风蚀留砾】,19,土壤母质,三、风化作用的类型,【魔鬼城】,20,土壤母质,三、风化作用的类型,（二） 化学风化作用指岩石在水和空气（主要是氧气和二氧化碳）的参与下进行的溶解作用、水化作用、水解作用、氧化作用等的总称，特点是岩石可进一步破碎成胶体状微粒，使原生矿物成分发生改变，产生在地表条件下比较稳定的次生矿物。 1、溶解作用,CaCO3+H2O+CO2Ca2+2HCO3-,21,土壤母质,三、风化作用的类型,2、水化作用,CaSO4+2H2O CaSO4 2H2O (硬石膏) （石膏）2Fe2O3 + 3H2O 2Fe2O3 3H2O (赤铁矿) (褐铁矿),（二）化学风化作用,22,土壤母质,三、风化作用的类型,Fe2O3（赤铁矿）红色2Fe2O3 H2O（赤褐铁矿）浅红棕色Fe2O3 H2O（针铁矿）棕色2Fe2O3 3H2O（褐铁矿） 棕黄色Fe2O3 2H2O（褐铁矿）黄色,23,土壤母质,三、风化作用的类型,3、水解作用-最基本、最重要,2KalSi3O8 + CO2 + 2H2O H2Al2Si2O8 H2O + 2SiO2 + K2CO3(正长石) (高岭石) (含水二氧化硅) (钾盐),Ca2(PO4) + 2H2O + 2CO2 Ca(H2PO4)2 + 2CaCO3(磷灰石) (磷酸二氢钙),（二）化学风化作用,24,土壤母质,三、风化作用的类型,4、氧化作用,FeS2+14H2O+15O2 2Fe2O33H2O+8H2SO4 黄铁矿 褐铁矿,（二）化学风化作用,25,土壤母质,三、风化作用的类型,（三）生物风化作用指动物、植物、微生物的生命活动及其分解产物对岩石矿物的风化作用。1、根系的挤压；2、地衣、苔藓保蓄水分，加强化学风化；3、呼吸产生的二氧化碳和有机酸，分解矿物等。,26,生物风化作用的重要意义,13,27,风化的阶段（不同的元素迁移能力相差悬殊）,1.碎屑阶段： 是岩石风化的最初阶段，以物理风化为主，化学风化不明显，只有最易淋失的氯和硫发生移动。2.钙沉积阶段或饱和硅铝阶段： 氯、硫全部从风化壳中淋失，钙、镁、钠、钾等大部分保留在风化壳中，并有部分钙在风化过程中游离出来，成为碳酸钙，淀积在岩石裂隙的孔隙中，风化壳呈碱性或中性反应。,28,风化的阶段,3.酸性硅铝阶段： 风化壳遭受强烈的淋溶作用，不仅氯、硫离子均已流失，且在风化过程中分离出来的钙、镁、钠、钾淋失，同时硅酸盐与铝硅酸盐中分离出来的硅酸也部分淋失。风化壳呈酸性反应。4.富铝阶段： 是风化作用的最后阶段，风化壳长期遭受强烈的淋溶和分解，原生矿物和次生的硅酸盐矿物均遭受破坏，钾、钠、镁、钙盐基成分基本淋失，而且硅酸盐和铝硅酸盐分离出来的硅酸也部分淋失，只有一些难风化的石英、铁铝氧化物、高岭土等残留。这种风化壳主要颁分布在我国华南地区的红壤和砖红壤中。,29,土壤母质,三、风化作用的类型,沉积体的类型：定积和运积,一 、残积体：风化物后未经搬运（定积母质）二 、坡积体：风化物在重力或径流作用在坡体