土壤学黄昌勇第一章土壤矿物质培训课件.ppt

1、土壤学黄昌勇第一章土壤矿物质主要内容(重点)：教学目标与要求：教学方式与手段：课时安排与进度：1.1.土壤矿物质的矿物组成和化学组成土壤矿物质的矿物组成和化学组成 2.2.粘土矿物粘土矿物 （重点）（重点）3.3.我国土壤粘土矿物分布规律我国土壤粘土矿物分布规律 1.了解常见的土壤原生矿物和次生矿物的种类2.重点掌握土壤黏土矿物的结构单元、结构类型、同晶代换以及不同类型黏土矿物的特性。幻灯，动画演示；举例分析；分子模型演示课时数：2课时第一节第一节土壤矿物质的矿物组成和化学组成土壤矿物质的矿物组成和化学组成一、土壤矿物质的化学组成一、土壤矿物质的化学组成土壤矿物质38%，(95%)有机质12%

2、，(5%)溶液(15-35%)空气(15-35%)表 1-1 地壳和土壤的平均化学组成（重量%）（维诺格拉多夫，1950、1962）*元 素地壳中土壤中元 素地壳中土壤中OSiAlFeCaNaKMgTiH47.029.08.054.652.962.502.501.370.45(0.15)49.033.07.133.801.371.671.360.600.40?MnPSCNCuZnCoBMo0.100.0930.090.0230.010.010.0050.0030.0030.0030.0850.080.0852.00.10.0020.0050.00080.0010.0003 *根据克拉克等(19

3、24)、费尔斯曼(1939)和泰勒(1964)的估计,地壳的化学元素组成与此表稍有不同,但总的趋势是一致的。成土过程中元素的分散、富集特性和生物积聚作用成土过程中元素的分散、富集特性和生物积聚作用分布规律分布规律（1 1）氧（O）和硅（Si）是地壳中含量最多的二 种元素铁、铝次之，四者相加共占88.7的重量。在组成 地壳的化合物中，以硅酸盐 最多。（2 2）在地壳中，植物生长必需要的营养元素含 量很低而且分布很不平衡。（3 3）土壤矿物的化学组成反映了成土过程中元素的分散、富集特性和生物积聚作用。二、土壤中的矿物组成根据矿物的结晶状态，矿物可分为 结晶质矿物 非晶质矿物一般常分为原生矿物和次生

4、矿物。二、土壤中的矿物组成原生矿物：指那些经过不同程度的物理风化，未改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。变化学组成和结晶结构的原始成岩矿物。土壤原生矿物以硅酸盐和铝硅酸盐占绝对优势。土壤中原生矿物类型和数量的多少在很大程度上决定于矿物的稳定性，如长石和石英。土壤原生矿物是植物养分的重要来源 常见的有石英、长石、云母、辉石、角闪石和榄橄石 以及其它硅酸盐类和非硅酸盐类。图示 土壤颗粒大小与矿物类型的关系第二节 粘土矿物粘粒矿物的概念粘粒矿物的概念组成粘粒的次生矿物叫粘粒矿物。主要包括层状的硅酸盐矿物和氧化物类。前者是晶型矿物，后者有晶型的，也非晶型的。植根式服

5、务文化及技术概述怎样激励员工？在管理学中有个“海豚理论”：海豚往下潜得越深，就跳得越高。如何让自己的生命成就更高？怎样才能升迁？怎样才能获得更好的奖励？如果员工们认真考虑这些问题，那么他们就要好好努力，争取潜得越深，跳得越高。_为中心的乡镇，要和周围乡镇交通方便，且在周围乡镇影响较大（如有大集，周围几个乡镇的人经常赶集）。走姿（10）资格证明材料1.7加气站员工必须持操作证，穿戴劳动保护服装上岗。坚持岗位练兵制度，积极参加各项安全生产活动，主动向领导或有关部门提出合理化建议和意见。4.3加气站负责人培训的内容：提升服务者的心理素质请您阅读以下案例，并回答相关问题。第四条 “推优入党”时间同样道

6、理，要改变员工的惯性，就必须在培训过程中施加适当的压力。否则，员工们就无法适应习惯的改变，总要恢复到从前的状态，那么培训就失败了。所以适当的施加压力是培训的重要手段。一、层状硅酸盐粘土矿物一、层状硅酸盐粘土矿物 （一）构造特征（一）构造特征 1、基本结构单位（1 1）硅氧四面体（或简称四面体）硅氧四面体（或简称四面体）硅氧四面体是硅酸盐矿物的最基本的结构硅氧四面体是硅酸盐矿物的最基本的结构单位，不同的连接组合方式形成不同的硅酸盐矿物。单位，不同的连接组合方式形成不同的硅酸盐矿物。粘土矿物分类粘土矿物分类（2 2）铝氧八面体（或简称八面体）铝氧八面体（或简称八面体）3 3、单位晶层、单位晶层 1

7、:11:1型单位晶层型单位晶层:由一个硅片和一个铝片构成。硅片顶端的活性氧与由一个硅片和一个铝片构成。硅片顶端的活性氧与铝片底层的活性氧通过共用的方式形成单位晶层。铝片底层的活性氧通过共用的方式形成单位晶层。这样这样1:11:1型层状铝硅酸盐的单位晶层有两个不同的型层状铝硅酸盐的单位晶层有两个不同的层面，一个是由具有六角形空穴的氧原子层面，一层面，一个是由具有六角形空穴的氧原子层面，一个是由氢氧构成的层面。个是由氢氧构成的层面。2:12:1型单位晶层型单位晶层由两个硅片夹一个铝片构成。两个硅由两个硅片夹一个铝片构成。两个硅片顶端的氧都向着铝片，铝片上下两片顶端的氧都向着铝片，铝片上下两层氧分别

8、与硅片通过共用顶端氧的方层氧分别与硅片通过共用顶端氧的方式形成单位晶层。这样式形成单位晶层。这样2:12:1型层状硅型层状硅酸盐的单位晶层的两个层面都是氧原酸盐的单位晶层的两个层面都是氧原子面。子面。2:1:12:1:1型单位晶层型单位晶层 在在2:12:1单位晶层的基础上多了一个八面体片水镁片或单位晶层的基础上多了一个八面体片水镁片或水铝片，这样水铝片，这样2:1:12:1:1型单位晶层由两个硅片、一个铝片和型单位晶层由两个硅片、一个铝片和一个镁片（或铝片）构成。一个镁片（或铝片）构成。同晶替代的结果使土壤产生同晶替代的结果使土壤产生永久电荷永久电荷，能吸附土壤溶，能吸附土壤溶液中带相反电荷

9、的离子液中带相反电荷的离子,使土壤具有保肥能力。使土壤具有保肥能力。土壤中同晶替代的规律：土壤中同晶替代的规律：1、四面体中的、四面体中的Si4+被被Al3+离子所替代，八面体中离子所替代，八面体中Al3+被被Mg2+替代。替代。2、低价阳离子取代高价阳离子的多低价阳离子取代高价阳离子的多；因此，土壤胶体一；因此，土壤胶体一般其净电荷为阴性。般其净电荷为阴性。3、同晶替代现象在、同晶替代现象在2:1和和2:1:1型的粘土矿物中较普遍，而型的粘土矿物中较普遍，而1:1型型的粘土矿物中则相对较的粘土矿物中则相对较少少。4 4、同晶置换：、同晶置换：是指组成矿物的中心离子被是指组成矿物的中心离子被电

10、性相同、大电性相同、大小相近的离子小相近的离子所替代而晶格构造保持不变的现象。所替代而晶格构造保持不变的现象。（二）、硅酸盐粘土矿物的种类及一般特性（二）、硅酸盐粘土矿物的种类及一般特性四个类组：四个类组：高岭组高岭组 蒙蛭组蒙蛭组 水化云母组水化云母组 绿泥石组矿物绿泥石组矿物特点：特点：(1(1）1:11:1型的晶层结构型的晶层结构 单位晶胞的分子式可表示为单位晶胞的分子式可表示为AiAi4 4SiSi4 4O O1010(OH)(OH)8 8。（2 2）无膨胀性无膨胀性 两个晶层的层面间产生了键能较强的氢两个晶层的层面间产生了键能较强的氢 键，膨胀系数一般小于键，膨胀系数一般小于5 5.

11、高岭石层间距约为高岭石层间距约为0.72nm0.72nm。（3 3）电荷数量少阳离子交换量只有）电荷数量少阳离子交换量只有3-15Cmoles(+)Kg3-15Cmoles(+)Kg-1-1。（4 4）胶体特性较弱）胶体特性较弱 较粗（较粗（0.2-20.2-2 m m），颗粒的总表面积相），颗粒的总表面积相 对较小，为对较小，为1010202010103 3m m2 2kgkg-1-1高岭组粘土矿物是南方热带和亚热土壤中普遍而大量存在的粘土高岭组粘土矿物是南方热带和亚热土壤中普遍而大量存在的粘土矿物，在华北、西北、东北及西藏高原土壤中含量很少。矿物，在华北、西北、东北及西藏高原土壤中含量很少

12、。高岭组高岭组（1:11:1型矿物型矿物）包括：高岭石、珍珠陶土、迪恺石及埃洛石等包括：高岭石、珍珠陶土、迪恺石及埃洛石等代表代表O 群群第三条 “推优入党”条件2服务是企业存在的价值28.1 本合同应在双方授权代表签字并加盖双方公章和买方收到卖方提交的履约保证金后(如果需要的话)生效。2、递交入党申请书 1 年以上；3.因为改善的成果一见即知所以相关的工作人员十分地咸受到成就感与充实感。B、周末会或月末会主要课题：38.1 中标人确定后，由招标代理机构向中标人发出中标通知书，同时通知所有未中标人。中标通知书是合同的组成部分。第一条 推荐优秀青年作为党的发展对象(简称“推优入党”)是党赋予共青

13、团组织的一项光荣任务，是共青团发挥党的助手和后备军作用的有力体现。为更好的发挥团组织的推优荐才作用，不断为党组织输送新鲜血液，根据中国共产主义青年团章程有关规定，按照“党建带团建”的工作要求，制定本办法。竞争性磋商响应人递交响应文件前，应提交规定数额的磋商保证金，保证金金额为人民币40000元（肆万元）；磋商保证金递交截止时间为2016年5月16日下午3:00。服务本身有区隔性，一种服务标准不能满足所有的顾客。但是，在接待客户的场合中，人们总结了一套礼仪，称为“迎宾送客三步曲”，它在绝大多数场合都是比较恰当和贴切的。这三步分别是指迎宾服务、引导服务和送客服务。这三个阶段的服务到位，就会给客户留

14、下美好的印象，让他们喜欢来此接受服务。22.5 在仲裁期间，除正在进行仲裁的部分外，本合同其它部分应继续履行。特征：特征：（1 1）2:12:1型的晶层结构蒙脱石是其典型代表。单位晶胞的分子型的晶层结构蒙脱石是其典型代表。单位晶胞的分子式可表示式可表示AlAl4 4SiSi8 8O O2020(OH)(OH)4 4nHnH2 2O O。（2 2）胀缩性大）胀缩性大 蒙脱石晶层间距变化在蒙脱石晶层间距变化在0.96-2.14nm0.96-2.14nm之间，蛭之间，蛭石的膨胀性比蒙脱石小，其晶层间距变化在石的膨胀性比蒙脱石小，其晶层间距变化在0.96-1.45nm0.96-1.45nm之间。之间。

15、（3 3）电荷数量大）电荷数量大 同晶替代现象普遍。同晶替代现象普遍。（4 4）胶体特性突出）胶体特性突出 ，较细（有效直径，较细（有效直径0.01-10.01-1 m m），总表面积），总表面积为为60060080080010103 3m m2 2kgkg-1-1，且，且8080是内表面。蛭石一般为是内表面。蛭石一般为40040010103 3m m2 2kgkg-1-1。蒙蛭组（2:1型膨胀性矿物 包括：蒙脱石、绿脱石、拜来石、蛭石等。蒙脱石组在我国东北、华北和西北地区的土壤中分布较广蒙脱石组在我国东北、华北和西北地区的土壤中分布较广蒙脱石主要发生在铝片中，一般以蒙脱石主要发生在铝片中，一

16、般以MgMg2+2+代代AlAl3+3+，蛭石的同晶替代主要发生在硅片中。蛭石的同晶替代主要发生在硅片中。蒙脱石的理想结构式为：蒙脱石的理想结构式为：（AlAl3.343.34MgMg0.660.66）SiSi8 8O O2020(OH)(OH)4 4X X0.660.66式中式中X X表示补偿异价离子置换引起的电荷亏缺的表示补偿异价离子置换引起的电荷亏缺的层间可交换阳离子层间可交换阳离子蒙托石的矿物结构蒙托石的矿物结构特征：特征：（1 1）2:12:1型晶层结构伊利石是其主要代表，。分子型晶层结构伊利石是其主要代表，。分子 式为式为K K2 2(Al(Al FeFe Mg)Mg)4 4(Si

17、Al)(SiAl)8 8O O2020(OH)(OH)4 4 nHnH2 2O O。（2 2）无膨胀性）无膨胀性 在伊利石晶层之间吸附有在伊利石晶层之间吸附有钾离子钾离子，对相邻两晶层产生了很强的键联效果，使晶层不易膨胀，对相邻两晶层产生了很强的键联效果，使晶层不易膨胀，伊利石晶层的间距为伊利石晶层的间距为1.0nm1.0nm。（3 3）电荷数量较大）电荷数量较大 202040Cmoles(+)kg40Cmoles(+)kg-1-1。（4 4）胶体特性一般）胶体特性一般 总表面积为总表面积为707012012010103 3m m2 2kgkg-1 1，其可塑性、粘结性、粘着性和吸湿性都介于高

18、岭石和蒙，其可塑性、粘结性、粘着性和吸湿性都介于高岭石和蒙脱石之间。脱石之间。水化云母组水化云母组（2:12:1型非膨胀性矿物）型非膨胀性矿物）伊利石广泛分布于我国多种土壤中，尤其是华北干旱地伊利石广泛分布于我国多种土壤中，尤其是华北干旱地区的土壤中含量很高，而南方土壤中含量很低。区的土壤中含量很高，而南方土壤中含量很低。伊利石的结构示意图绿泥石组绿泥石组（2:1:12:1:1型）型）绿泥石为代表，是富含镁、铁及少量铬的硅酸盐粘土矿物绿泥石为代表，是富含镁、铁及少量铬的硅酸盐粘土矿物土壤的绿泥石大部分是由母质遗留下来，但也可能 由层状硅酸盐矿物转变而来。沉积物和河流冲积物中含较多的绿泥石。特征

19、：特征：（1 1）2:1:12:1:1型晶层结构型晶层结构 绿泥石的分子式：绿泥石的分子式：(MgFeAl)12(SiAl)8O20(OH)16(MgFeAl)12(SiAl)8O20(OH)16。（2 2）同晶替代较普遍元素组成变化较大，阳离子交换）同晶替代较普遍元素组成变化较大，阳离子交换量为量为101040Cmoles(+)kg-140Cmoles(+)kg-1。（3 3）颗粒较小，总面积为）颗粒较小，总面积为70-15070-150103m2kg-1103m2kg-1绿泥石粘粒矿物结构示意图绿泥石粘粒矿物结构示意图由两层四面体与两层八面体构成由两层四面体与两层八面体构成2 2：2 2型

20、矿物型矿物二、非硅酸盐粘土矿物二、非硅酸盐粘土矿物32OFe（一）氧化铁 赤铁矿、针铁矿、褐铁矿、磁铁矿、陵铁矿、兰铁矿 土壤中常见的氧化铁矿物是赤铁矿和针铁针铁矿 （a-FeOOH):黄色或棕色，呈针状，在温带、亚热带与热带的土壤中大量存赤铁矿 （a-）：红色，呈六角板状，少量赤铁矿的存 在也会使土壤看起来呈红色。在高温、潮湿、风化程度很深的红色土壤中存在较多。存在方式：呈胶膜质包被在土壤颗粒的表面，或铁盘。（二）氧化铝起重要作用的主要是非晶质（无定形）的铁铝起重要作用的主要是非晶质（无定形）的铁铝氧化物。非晶质的铁铝氧化物可以吸附阴离子氧化物。非晶质的铁铝氧化物可以吸附阴离子，如土壤中磷酸

21、根离子的吸附，使磷被固定，如土壤中磷酸根离子的吸附，使磷被固定，失去其有效性。失去其有效性。三水铝石三水铝石 土壤中三水铝石的含量可作为脱硅作用和富铝作用的指标。土壤中三水铝石的含量可作为脱硅作用和富铝作用的指标。大致在北纬大致在北纬3030 以南地区的土壤中才出现三水铝石。以南地区的土壤中才出现三水铝石。主要分布在热带和亚热带高度风化的酸性土壤中。主要分布在热带和亚热带高度风化的酸性土壤中。3Al(OH)（三）水铝英石（三）水铝英石温带半湿润和湿润地区以及热带地区玄武岩和火山灰温带半湿润和湿润地区以及热带地区玄武岩和火山灰发育的幼年土壤中、有些森林覆盖、高海拔、低温、发育的幼年土壤中、有些森

22、林覆盖、高海拔、低温、中高雨量条件下的土壤，其心土层中也存在水铝英石。中高雨量条件下的土壤，其心土层中也存在水铝英石。水铝石英 由氧化硅、氧化铝和水组成，Si/Al比在12之间变化。阳离子交换量，为1015Cmoles(+)kg-1。表面积一般为70300103m2kg-1。OnHySiOOxAl2232（四）氧化硅（四）氧化硅蛋白石经进一步脱水结晶后可变为：蛋白石经进一步脱水结晶后可变为：玉髓、石英、玉髓、石英、方英石和磷石英方英石和磷石英蛋白石蛋白石呈致密状或钟乳状，纯的蛋白石呈致密状或钟乳状，纯的蛋白石无色，但因无色，但因混入不同杂质呈红、黄、褐、绿等各种颜色。混入不同杂质呈红、黄、褐、

23、绿等各种颜色。蛋白石广泛分布于火山灰来源的土壤中蛋白石广泛分布于火山灰来源的土壤中蛋白石的多少也可以作为古土壤埋藏表层的指标矿蛋白石的多少也可以作为古土壤埋藏表层的指标矿物。物。土壤中蛋白石含量常与土壤腐殖质含量有关。土壤中蛋白石含量常与土壤腐殖质含量有关。结晶态氧化硅：结晶态氧化硅：主要是主要是 石英石英非晶质的氧化硅：非晶质的氧化硅：蛋白石（蛋白石（）OnHSiO221 1、风化递变学说、风化递变学说 白云母经风化很容易形成水化云母，随着风化和淋溶程度的发展，云母类型矿物可能依次顺着伊利石、蛭石、蒙脱石、高岭石以至三水铝石的方向递变。第三节第三节 我国土壤粘土矿物分布规律我国土壤粘土矿物分

24、布规律 一、风化和成土作用与粘土矿物组成的关系一、风化和成土作用与粘土矿物组成的关系4.4做好维护保养工作，防止腐蚀，定期送检。3尊重包容顾客是上帝服务满意是一种相对性的感觉，分理性与感性两部分。理性属于功能性的满足，感性属于心理性的满足。虽然有些服务是通过网络或电话来传达的，但服务最终还是需要人员之间互动，并依赖人员去执行。第六条 28周岁以下青年入党应当是共青团员，35周岁以x下青年入党，应当经基层团委推荐。27.合同文件和资料的使用B、利用电视品牌，促进零售。请阅读下文，回答相应的问题。引导的服务礼仪4.4坚持每班巡回检查，掌握安全生产情况，杜绝“三违”现象发生。6.4 卖方应在包装箱两

25、侧用印刷体标明：项目名称、货物名称与合同号、以及买方及卖方名称和相关信息。服务人员要懂得肯定、塑造顾客的价值，让顾客感到他的作用和地位。称赞、肯定、感谢顾客的配合都是很好的技巧。在行销人员和顾客之间建立良好的关系，最好的方法就是塑造对方的价值，彼此认可、相互激励。粘土矿物也可能不是直接从原来的矿物变过粘土矿物也可能不是直接从原来的矿物变过来的，而是由化学风化所分离出来的简单风化产来的，而是由化学风化所分离出来的简单风化产物在一定条件下重新组合沉淀而成。即：物在一定条件下重新组合沉淀而成。即：2、风化合成学说（自然合成说）结晶态粘土矿物老化SiO2nH2OAl2O3nH2OFe2o3nH2O酸胶

26、基 碱胶基非结晶态粘土矿物二、我国土壤粘土矿物分布规律二、我国土壤粘土矿物分布规律（一）水云母区 包括新疆、内蒙古高原西部、柴达木盆地、青藏高原大部。土壤粘土矿物以水云母为主，其次为蒙脱石和绿泥石。（二）水云母蒙脱石区 包括内蒙古高原东部、大小兴安岭、长白山地和东北平原大部分。土壤粘粒中蒙脱石明显增多。（三）水云母蛭石区 包括青藏高原东南边缘山地、黄土高原和华北平原。西部山地土壤粘粒中绿泥石，东部多蛭石，华北平原土壤粘粒中蒙脱石也不少。（四）水云母蛭石高岭区 包括秦岭山地和长江中下游平原，为一狭长的过渡地带，在适宜条件下，水云母、蛭石和高岭石都可成为土壤粘粒中的主要成分。（五）蛭石高岭区 包括

27、四川盆地、云贵高原、喜马拉雅山东南端。土壤粘粒中云母退居次要成分，以蛭石和高岭为主。东部蛭石尤多，并多三水铝石；西部蛭石较少，氧化物含量很 高，山地土壤中水云母含量随海拔高度升高而增加。四川盆地土壤中还有不少蒙脱石。（六）高岭水云母区 包括浙、闽、湘、赣大部和粤、桂北部。土壤中粘粒部分结晶差的高岭石为主。东部不少水云母和蛭石伴存，铁铝氧化物含量也显著增多。（七）高岭区 包括贵州南部、闽粤东南沿海、南海诸岛及台湾。二、我国土壤粘土矿物分布规律本章小结本章小结本章的主要内容是土壤矿物质的组成及粘本章的主要内容是土壤矿物质的组成及粘土矿物的结构与性质。土矿物的结构与性质。真章的重点是粘土矿物的结构和

28、性质，认真章的重点是粘土矿物的结构和性质，认真理解和掌握粘土矿物的结构和性质对学真理解和掌握粘土矿物的结构和性质对学习好以后各章有重要的作用。可以帮助你习好以后各章有重要的作用。可以帮助你正确理解土壤的许多理化性质。正确理解土壤的许多理化性质。主要掌握几种代表性的粘土矿物。主要掌握几种代表性的粘土矿物。1 1、2 2、3 3、核心名词：原生矿物 次生矿物四面体 八面体同晶替换2：1型 粘粒矿物1.1.砂质土全部由砂粒所组成，粘质土全部由粘粒所组成砂质土全部由砂粒所组成，粘质土全部由粘粒所组成 ()()。2 2南方红、黄壤中的粘土矿物以高岭石为主，而北方土壤南方红、黄壤中的粘土矿物以高岭石为主，

29、而北方土壤中以蒙脱石，伊利石为主中以蒙脱石，伊利石为主()()。3 3母质是形成未来土壤的岩石、矿物的风化产物母质是形成未来土壤的岩石、矿物的风化产物()()4 4 不同土壤类型粘土矿物的组成不同不同土壤类型粘土矿物的组成不同()()。课堂速测式中X表示补偿异价离子置换引起的电荷亏缺的层间可交换阳离子。7.7.任何土壤的矿物质组成中既含有原生矿物，也含有次生矿物任何土壤的矿物质组成中既含有原生矿物，也含有次生矿物()()。8.8.土壤矿物质的化学组成，一般土壤矿物质的化学组成，一般N N素含量很少素含量很少()()。课堂速测课堂速测什么叫做矿物什么叫做矿物?分析原生矿物和次生矿物在土壤中的主要分析原生矿物和次生矿物在土壤中的主要作作 用是什么用是什么?2.2.试比较高岭石、蒙脱石和伊利石在晶架构造上有何不同试比较高岭石、蒙脱石和伊利石在晶架构造上有何不同?3.3.试比较高岭石组矿物与蒙脱石组矿物在性质上的差异试比较高岭石组矿物与蒙脱石组矿物在性质上的差异?以及产生这些差异的原因是什么以及产生这些差异的原因是什么?思考题