第二章 土壤矿物质 Chapter 2: soil mineral
第一节 岩石风化与土壤矿物质 第二节 母质的性质和类型
第三节 土壤的矿物组成与化学组成 第四节 土壤颗粒组成与土壤质地 1
第一节 岩石风化与土壤矿物质 一、地壳的元素组成
二、成土的主要矿物和岩石 三、岩石的风化作用 2
矿物质是构成土壤的基本物质，又是植物矿质营养的源泉，是全面影响土壤肥力高低的一个重要因素。
土壤中的矿物质来自岩石的风化物。而岩石又是由矿物组成的，不同的矿物构成不同的岩石。不同的岩石经过风化作用，形成土壤中的矿物质。所以矿物能影响土壤的理化性质和土壤养分状况。 3
是一种或几种矿物组合而成的自然集合体。岩石都有一定的矿物组成，结构和构造。 岩石(Rock): 4
一、地壳的元素组成 5
二、成土的主要矿物和岩石 Magmatic rock（岩浆岩）：岩浆岩是地球内部岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝形成的岩石。 Sedimentary（沉积岩）：由各种先成的岩石经风化、搬运、沉积、重新固结而成或由生物遗体堆积而成的岩石称为沉积岩。 Metamorphic（变质岩）：在高温高压下岩石中的矿物发生重新结晶或结晶定向排列而形成的岩石称为变质岩。 6
三大岩类物质循环 7
Magmatic Rocks （岩浆岩） Formed from magma（岩浆） Coarse or fine grained Coarse-Grained:
Granite（花岗岩） = Most common Hard & rich in quartz Widely used
Used for monuments Fine-Grained:
Basalt（玄武岩） = most common Hard, dense, durable High bearing capacity
8 9
Sedimentary Rocks （沉积岩） 10 11 12
sediments sedimentary rocks 13
Metamorphic Rock（变质岩）
原来存在的岩石在新的地壳变动或岩浆活动产生的高温、高压下，使岩石的矿物重新结晶，重新排列，改变其结构、构造和化学成分，而形成的新岩石，称变质岩。 14 15
多姿多彩的变质岩 16 17
风化作用是地球表面或近地球表面的岩石在大气圈各种营力作用下所产生的物理化学变化。岩石发生物理和化学的变化称为风化。 （一）风化作用概念
三、岩石的风化作用Weathering process 18
（二）风化作用的类型
由于作用因子的不同，岩石风化作用过程的特点各异，可分为物理风化，化学风化和生物风化三大类型。
1.物理风化(Mechanical /physical weathering):
岩石发生疏松、崩解等机械破坏过程，只造成岩石结构、构造的改变，一般不引起化学成分的变化的过程称为物理风化。(见下图） 19
岩石的层状剥落示意图 20
Mechanical Weathering Disintegrates rocks by: Temperature change Frost action Rainfall
Running water Wind and ice
Abrasion
Other physical phenomena 21
引起物理风化作用的因素很多，主要有： ★ 冰劈作用
进入岩石裂缝中的水反复融化与冻结，对岩面产生劈裂作用而引起。 ★ 风和流水的作用
主要风和流水把岩石表层剥落的碎屑吹走、冲走及磨蚀。 ★ 热力作用
岩石受热后引起表层和内部热胀冷缩不同引起。 22
★ 冰川作用
冰川底部和两侧的岩石会受到冰川的压力和磨蚀作用而破碎。 ★ 卸荷作用
指由岩石卸荷释重而引起的剥离作用。在花岗岩分布区最为常见。 23
引起化学风化作用的主要因素有: ●溶解作用
指岩石矿物溶解于水的作用。 ●水化作用
指水分子与矿物化合生成含水矿物的化学作用。 2.化学风化作用（chemical weathering） 岩石和矿物在大气，水及生物的相互作用下发生的化学成分和矿物组成的变化，称化学风化。 24
● 氧化作用
岩石中的很多矿物都能被自然界的氧氧化生成新矿物。 ● 碳酸化作用
碳酸与岩石中的金属离子发生反应形成碳酸盐的作用称之为碳酸化作用。这种现象在石灰岩地区最为常见。 ●水解作用
指矿物与水发生反应而分解的作用。 25
Chemical Weathering Reactions with: Oxygen Acids Water Salts
With processes such as: Oxidation（氧化）
Solution carbonation
Leaching（淋溶） Hydrolysis （水解） 26
Chemical Weathering Actions
Increased volume of material (breakdown) Dissolves Parts of rock matter: Yields voids in rock
React with cementing（胶结） material: Loosening particles 27
3.生物风化作用(Biological weathering)
岩石和矿物在生物影响下发生的物理和化学变化称生物风化作用。生物风化作用主要有两个方面：
A:生物的机械破碎作用
由生物的生命活动引起的岩石机械破碎作用(物理风化)。例如：根劈作用。 B:生物的化学分解作用
有些生物在生命活动中靠分泌酸类物质分解岩石，从中吸取营养物质。 28
Biological weathering 29
成土母质指岩石风化后形成的疏松碎屑物，通过成土过程可发育为土壤。可分为残积母质和运积母质。这种物质是形成土壤的基础，因此称为成土母质，简称母质。 二、母质的性质及类型 （
（一）母质的形成 30
2. 坡积物(slop deposit)： 坡积物是基岩风化物被雨水或融雪水在重力作用下，沿斜坡运行，堆积在山坡和山麓的一种运积母质。肥力较高。 （二）成土母质的类型
1. 残积物(residual deposit)： 原积物也称残积物。指基岩风化后残留于原地的物质。母质的性质受母岩影响较大，一般上层颗粒细，下层粗，逐渐过渡到母岩层 。 31
5.湖积物(lacustrine deposit)： 湖积物指原湖泊底部的沉积物质，以后由于湖水位的下降或陆地上升而出露的一种母质。 3.洪积物(diluvial deposit)： 是山洪夹杂泥沙和碎石沉积在山前谷口一带的一种运积母质。洪积母质往往形成扇形，称为洪积扇。洪积物的母质层较深厚，养分丰富，形成的土壤肥力较高。
4.冲积物(alluvial deposit)： 冲积物指被河水或山溪水搬运而沉积的物质。冲积物因流域广，成分复杂，养分也比较丰富。 32
8. 黄土及黄土状物质(loess)： 黄土是由风搬运沉积的第四纪陆相粉砂质富含碳酸钙的土状
