（三）土壤母质的类型
1、残积母质（residual deposit） 岩石矿物风化后残留在原地未经搬运的碎屑物质。 多分布在山地和丘陵上部，特点是层次薄膜，理化性质 与母岩几乎一致，表层质较细，往下渐粗，逐渐过渡到 岩石层，母岩对基特性影响很大。
第二章 土壤的基本物组成
本章要点
1、主要成土矿物与岩石的鉴别 2、不同岩石矿物与土壤化学组成和物理 性质的影响 3、岩石与矿物的风化过程与影响因素 4、土壤母质类型
第一节 土壤矿物质与岩石
Soil- forming rocks and minerals
土壤的基本物质组成
表 自然界 里的土 壤不论 农地、 林地、 草地还 是荒地， 其基本 土 壤 物质组 成都不 外以下 几种:
• (1)次生硅铝酸盐类
• (2)含水氧化铁、氧化铝等三氧化物类
• (3)简单的硅铝酸盐、硫酸盐和氯化物等盐类
土壤中粗大的矿物质颗粒(如石砾、砂粒)几乎全部 由原生矿物组成，多以石英为主； 粉粒也绝大部分是由石英和原生硅铝酸盐类矿物组 成。 极细小的颗粒中少部分为石英，绝大部分是由次生 矿物组成。 总之矿物质颗粒愈粗大，含石英及原生硅铝酸盐类 矿物愈多；反之，矿物质颗粒愈细小，石英和原生 的硅铝酸盐类矿物含量愈少，而次生矿物的含量愈 多。
（三）生物化学风化（biochemical weathering)：指 岩石矿物在生物及其分泌物或有机质分解产物的作 用下，进行的机械破碎作用和化学分解过程 1、机械破碎作用 高等植物(high plants) 低等植物(low plants)：地衣（lichen）、苔藓(moss)、菌类
(fungi)等。
一、土壤无机矿物质颗粒的来源
（一）矿物的概念（Concept of minerals）
1、矿物（ minerals ）：自然存在于地壳中的具有一定物理
性质、化学组成和内部构造的单质或化合物。 • 土壤中的无机矿物质颗粒是陆地表层的岩石、矿物风化
的产物。
• 2、原生矿物（Primary mineral） ：由地壳深处的岩浆直 接冷凝和结晶而成的矿物。 • 3、次生矿物（Primary mineral） ：在地壳中或地表面， 由原生矿物经风化和变质作用后，改变了原来的形态、性
50-56－30
31-33 38－40 － － － － 18－20 － － 85 65
35－38 － － － － － － －
75－90 － － － － －
三水铝石 －
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二、成土岩石的种类和性质 （一）岩石的概念 岩石（rock）: 一种或多种矿物的天然集合体。可分为单质岩 和复成岩。 （二）岩石的种类和性质 1、岩浆岩（火成岩，igneous rock, magma rock） 由熔岩直接冷凝而形成的岩石，其共同的特征是没有层次和 化石。依产状可分为： （1）喷出岩（erupted rock）：岩浆喷出地面而冷凝形成的岩 石，冷却快，结晶细，呈多孔斑状结构，如玄武岩。 （2）侵入岩 (intrusive rock) ：岩浆侵入地壳在深处逐渐冷若 冰霜凝而成，其冷却慢，结晶粗，如花岗岩，正长岩。 按质量，岩浆岩占地壳重量的65%， 但地表出露面积仅20% 左右。我国大兴安岭、阴山、祁连山、秦岭、南岭多为火成岩。 该区蕴藏丰富矿藏（黄金、金刚石、重金属等）。
固 体 的 土 粒 矿 物 质
基本物质组成
由岩石风化而来，一般占固体部分重量的95％以上， 就整个土体容积而言，约占38％以上。
有 机 质
气 体 水 分
由生物残体及其腐败物质组成，一般占固体部分重量 的5％以下，就整个土体容积而言，约占12％左右。
粒 间 的 空 隙 各 种 生 物
一部分由地上大气层进入，主要为氧气、氮气等，另 一部分由土壤内部自己产生，主要为CO2，水汽等。 主要由地上进入土体。由于含有溶解物质（其中包括 许多养料），所以所谓土壤水分，实际上是浓度不等 的土壤溶液。 种类很多，包括动物区系中的昆虫、蠕虫、各种原生动物、 植物区系中的藻类，以及各种微生物等。其中微生物的数量 特别多，1g土中往往可以多至数十亿个，因此其重要性也特 别大。
A12O3、Fe2O3、CaO、MgO、P2O5、K2O等养分元素的含量变
化趋势正相反。 • 但总的比例中仍以SiO2、A12O3、Fe2O3三者为主要成分，如表：
表： 土壤中主要原生矿物的近似化学组成(％)
矿物 石英 正长石 钠长石 钙长石 白云母 黑云母 辉石 橄榄石 磷灰石 磁铁矿 SiO2 100 62－66 61－70 40－45 44－46 33－36 45－55 25－43 － － A12O3 － 18－20 19－26 28－37 34－37 13－30 3－10 － － － Fe2O3 － － － － 0－2 3－11 0－6 0－3 － 69 CaO － 0－3 0－9 10－20 － 0－2 16－26 － 54－ 55 － MgO － － － － 0－3 2－20 6－20 27－51 － － K2O － 9－15 0－4 0－2 8－11 6－9 － － － － Na2O － 9－4 6－11 0－5 0－2 － － － － － P2O3 － － － － － － － － 40－42 －
二、土壤无机矿物质颗粒的矿物组成
★ 土壤矿物质包括原生矿物和由原生矿物经过风化
重新形成的次生矿物，它们的成分和性质对土壤 的形成过程和理化性质均有极大影响。
(一)土壤中的原生矿物组成
(二)土壤中的次生矿物组成
(一)土壤中的原生矿物组成
♣ 土壤原生矿物是指那些在风化过程中末改变化学成 分和结构的原始成岩矿物。一般土壤中所含的主要 原生矿物有石英(SiO2)、钾长石(KAlSi3O8)、钠长石
物理风化的结果： 1、大块岩石变成碎块、碎屑状； 2、比表面积增大： 3、通气透水性增强； 4、化学成分未改变。
（二）化学风化（chemical weathering） 定义：岩石矿物在H2O、O2、CO2等因素的作用 下所发生的一系列化学变化而产生新物质的过程。 1、溶解作用（dissolution）：弱酸对岩石的溶解 2 、水化作用 (hydration) CaSO4 + 2H2O CaSO4.2H2O 硬石膏 软石膏 3、水解作用 (hydrolysis)（碳酸化作用） 4、氧化作用 (oxidation)
如花岗岩（granite） 片麻岩（gneiss） 页岩 板岩（board rock） 石灰岩 大理岩 砂岩 石英岩（quartzite)
三、成土岩石和矿物对土壤性质的影响 1、土壤质地（soil texture） 浅色矿物石英、长石及花岗岩等因含有较多石英，易形成砂粒， 质地偏砂，保水保肥性差； 深色矿物及页岩、板岩、石灰岩等含有较多的黑云母等易风化为 深色矿物，形成较多粘粒 质地偏粘，保水保肥性强 2、土壤酸碱度（soil acidity） 花岗岩、片麻岩发育土壤多呈酸性 石灰岩、大理岩含钙多，土壤中性—微碱性 3、土壤养分（soil nutrients） 长石、云母富含钾素；石英岩、砂岩养分贫乏，而页岩、板岩 地区土壤富含养分；含磷灰石土壤富含磷素。 4、土壤颜色及其它性质(soil color and other properties)： 铁、锰属染色元素。
2、沉积岩（水成岩，sedimentary rock） （1）定义：各种岩石经风化、搬运、沉积、胶结或由生物体 堆积所形成的岩石，沉积岩有层次，常含有生物化石，如砾石、 页岩等。也叫次生岩石。沉积岩仅占地壳重量的5%，但分布面 积占75%。
沉积岩富含矿藏（全部石油、煤炭、天然气）和90%的铁矿及
其它重金属等。 （2）沉积机制（sediment mechanism）
三、土壤无机矿物质颗粒的化学组成
• 土壤无机矿物质颗粒组成的主要元素约有10余种，
包括氧、硅、铝、铁、钙、镁、钾、钠、磷、硫 以及一些微量元素，如锰、锌、硼、钼等等。其 中以氧、硅、铝、铁4种元素所占的比例最多。 • 土壤中主要的原生矿物所含化学成分有一定规律
（如表）。
• 石英、长石、白云母这些矿物的SiO2及K2O、Na2O含量高，含 SiO2愈多的矿物颜色愈浅，愈抗风化。 • 而黑云母、辉石、橄榄石、磁铁矿等深色矿物SiO2含量少，而 Fe、Ca、Mg含量高，这些矿物易风化分解。 • 矿物质颗粒愈粗，SiO2含量愈多，颗粒愈细SiO2含量愈少，但
(NaAlSi3O8)、钙长石(CaAl2Si2O8)、白云母(富含钾)、
黑云母(富含钾、铁、镁)、角闪石及辉石(富含钙、
镁、铁、锰)、橄榄石、磷灰石等。
(二)土壤中的次生矿物组成
土壤中次生矿物是在风化及成土过程中新形成的 矿物，它常被称为黏粒矿物或黏土矿物。
土壤中主要的次生矿物可分三类：
质和成分而形成的新的矿物。
• 岩石矿物经过物理风化作用、化学风化作用、生 物风化作用后，一部分难风化的或是尚未风化的 原生矿物残留下来，成为形成土壤母质的一部分。 一部分岩石矿物在风化过程中生成了结晶质的层
状硅铝酸盐次生矿物和硅、铁、铝的氧化物，这
些矿物统称为土壤次生矿物或黏土矿物。
(二)几种主要成土矿物（Soil-forming minerals) 1、石英（quartz, SiO2）:rock rystal,agate,opal 2、长石（feldspar） 3、辉石和角闪石(picrite and hornblende) 4、云母（mica） 5、方解石和白云石（calcite and dolomite） 6、磷灰石(apatite, phosphorite) 7、铁矿石（黄铁矿 pyrite） 8、粘土矿物(clayey minerals):高岭石（kaolinite）,蒙 脱石（ montmorillionite）,伊利石（ illite）及含水氧 化物（hydrous oxides）
第二节 岩石矿物的风化 （The weathering of rocks and minerals）