单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,粘粒矿物,一、粘粒矿物概念,分布在粘粒部分的矿物,硅酸盐：最重要的造岩矿物，自然界中，占已知矿物种类的,1/3,，占岩石圈量的,80-90%,，绝大多数都以硅酸盐为主要矿物成分，由岩石风化成为土壤，土壤亦含大量硅酸盐,土壤的骨骼在硅酸盐中，其结构可以看成是氧离子组成骨架，阳离子填充于氧离子空隙中,阳离子的大小很重要,.,岛 状 环 状 链 状,层 状,架 状,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，也非晶型的粘粒矿物,二、层状硅酸盐粘土矿物,1,、基本结构特征,化学结构式,SiO,4,4-,硅氧四面体,:,由四个氧离子和一个硅离子所组成,从外部形态来看，是一些极微细的结晶颗粒从内部构造上看，是两种基本结构单位所构成,硅氧四面体,铝氧八面体,粘粒矿物,二、层状硅酸盐粘土矿物,1,、基本结构特征,许多硅四面体可以共用氧原子形成一层氧原子排列成为中间有空的六角形，称为,硅氧四面体片，简称硅片,硅氧四面体片底层有六角形网眼要记住！,哇噻，,网眼半径,1.32,埃谁会被陷进去？,粘粒矿物,二、层状硅酸盐粘土矿物,1,、基本结构特征,粘粒矿物,二、层状硅酸盐粘土矿物,1,、基本结构特征,许多个铝八面体相互连接成片称为,铝氧八面体片，,简称,铝片,。
粘粒矿物,二、层状硅酸盐粘土矿物,2,、单位晶片,1:1,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铝片底层的活性氧通过共用的方式形成单位晶层这样,1:1,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,，一个是由,氢氧构成,的层面粘粒矿物,二、层状硅酸盐粘土矿物,2,、单位晶片,2:1,型单位晶层,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,2:1,型层状硅酸盐的单位晶层的两个层面都是,氧原子面,粘粒矿物,二、层状硅酸盐粘土矿物,2,、单位晶片,2:1,：,1,型单位晶层,在,2,：,1,单位晶层的基础上多了,1,个八面体片水镁片或水铝片，这样,2,：,1,：,1,型单位晶层由两个硅片、,1,个铝片和,1,个镁片（或铝片）构成粘粒矿物,二、层状硅酸盐粘土矿物,3,、同晶替代,在矿物形成时，晶格中的某离子被别的大小相近、电荷符号相同的离子所取代，而其晶格外型不变的现象Fe,3+,离子半径,0.064nm,八面体的,Al,3+,离子半径,0.057nm,高价阳离子被低价阳离子取代的多；因此，土壤粘土矿物一般以负电荷为主。
四面体中的,Si,4+,被,Al,3+,离子所替代，八面体中,Al,3+,被,Mg,2+,替代同晶替代现象在,2:1,型和,2,：,1,：,1,型粘土矿物中较普遍，而,1:1,型的粘土矿物中则没有或极少高岭石电荷为？,粘粒矿物,二、层状硅酸盐粘土矿物,4,、层状硅酸盐的基本类型与特征,类组,：（构造特点和性质）,高岭组,蒙蛭组,水化云母组,绿泥石组,粘粒矿物,二、层状硅酸盐粘土矿物,4,、层状硅酸盐的基本类型与特征,高岭石组特征（,1:1,型矿物,）,这组矿物主要有：高岭石、珍珠陶土、迪恺石、埃洛石等,特点：,晶层结构为,1:1,型,(1:1 layer silicates),分子式可表示为,Al,4,Si,4,O,10,(OH),8,两个晶层的层面间产生了键能较强的,氢（,H,）键,，膨胀性小0.72nm,只有外表面，无内表面,电荷数量少高岭石表面氢离子可以被解离，表面带负电阳离子交换量为,3,15 Cmoles(+)kg,-1,外形是片状，粒径在,0.2-2,m,，较粗,粘着力、可塑性弱、,胶体特性较弱,这类矿物主要分布在南方热带和亚热带土壤中，在华北、西北、东北及西藏高原土壤中含量很少。
高岭石的矿物结构,Kaolinite(1:1),粘粒矿物,二、层状硅酸盐粘土矿物,4,、层状硅酸盐的基本类型与特征,蒙蛭组特征（,2:1,型膨胀性矿物）,这一组矿物主要有：蒙脱石、绿脱石、拜来石、蛭石等特点：,晶层结构为,2:1,型（,2:1 layer silicates,）分子式可表示,Al,4,Si,8,O,20,(OH),4,nH,2,O,晶层之间为分子引力，胀缩性大电荷数量大，同晶替代现象普遍阳离子交换量为,80,120 Cmoles(+)kg,-1,既有外表面，又有丰富的内表面外形是片状，颗粒较小，厚度在,0.01-1,m,、,胶体特性突出,粘着力、可塑性强,这类矿物主要分布在东北的黑钙土和华北的栗钙土中,粘粒矿物,二、层状硅酸盐粘土矿物,4,、层状硅酸盐的基本类型与特征,水化云母组（,2:1,型非膨胀性矿物）,特点：,2:1,型晶层结构，伊利石是其主要代表分子 式为,K,2,(Al,Fe,Mg),4,(SiAl),8,O,20,(OH),4,nH,2,O,无膨胀性在伊利石晶层之间吸附有钾离子，对相邻两晶层产生了很强的键联效果，使晶层不易膨胀，伊利石晶层的间距为,1.0nm,。
电荷数量较大，但部分电荷被,+,离子阳离子交换量为,20,40 Cmoles(+)kg,-1,颗粒大小，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粘粒矿物,二、层状硅酸盐粘土矿物,4,、层状硅酸盐的基本类型与特征,绿泥石组（,2:1:1,型）,特点：,2:1:1,型晶层结构 绿泥石的分子式：,(MgFeAl),12,(SiAl),8,O,20,(OH),16,同晶替代较普遍，元素组成变化较大，阳离子交换量为,10,40 Cmoles(+)kg,-1,颗粒较小，,其可塑性、粘结性、粘着性和吸湿性居中,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绿泥石为代表，是富含镁、铁及少量铬的硅酸盐粘土矿物,小结,单位晶层,矿物类型,代表型矿物,1,：,1,型,1,：,1,型粘土矿物,高岭石、珍珠陶土、迪恺石、埃洛石,2,：,1,型,2,：,1,型,膨胀性矿物,蒙脱石、蛭石、绿脱石、拜来石,2,：,1,型,2:1,型非膨胀性矿物,伊利石,2,：,1,：,1,型,2,：,1,：,1,型粘土矿物,绿泥石,粘粒矿物,三、非硅酸盐粘,粒,矿物,氧化物类,1,、结晶形态,结晶态（,crystallized,）,无定型（,amorphous),结晶差的（,poorly crystallized,）,氧化物类,粘粒矿物,三、非硅酸盐粘,粒,矿物,氧化物类,2,、产生电荷的途径,+H,+,+H,+,H,+,H,+,脱氢作用（,deprotonation,）,质子化作用（,protonation,）,中性（,neutral,）,正电（,positive,）,负电（,negative,）,粘粒矿物,三、非硅酸盐粘,粒,矿物,氧化物类,3,、主要特点,电荷产生,不是通过同晶替代,获得,不仅带,负电,(Negative Charge),，也带,正电,(Positive Charge),电荷的数量是,可变,的,(Variable),晶态转化，,性质差异,较大,粘粒矿物,三、非硅酸盐粘,粒,矿物,氧化物类,4,、常见氧化物,（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矿,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,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大致在北纬,30,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,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，如土壤中磷酸根离子的吸附，使磷被固定，失去其有效性粘粒矿物,三、非硅酸盐粘,粒,矿物,氧化物类,（三）水铝英石,无定形硅酸铝,水铝石英 ,由氧化硅、氧化铝和水组成，,Si/Al,比在,1,2,之间变化阳离子交换量，为,10,15 Cmoles(+)kg,-1,表面积一般为,70,30010,3,m,2,kg,-1,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、中高雨量条件下的土壤，其心土层中也存在水铝英石粘粒矿物,三、非硅酸盐粘,粒,矿物,氧化物类,结晶态氧化硅：主要是,石英,非晶质的氧化硅：蛋白石（）,（四）氧化硅,蛋白石经进一步脱水结晶后可变为：,玉髓、石英、方英石和磷石英,蛋白石,呈致密状或钟乳状，纯的蛋白石,无色，但因混入不同杂质呈红、黄、褐、绿等各种颜色。
蛋白石广泛分布于火山灰来源的土壤中,蛋白石的多少也可以作为古土壤埋藏表层的指标矿物土壤中蛋白石含量常与土壤腐殖质含量有关。