Студопедия

Главная страница Случайная лекция


Мы поможем в написании ваших работ!

Порталы:

БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика



Мы поможем в написании ваших работ!




Минералогический состав почв

Читайте также:
  1. I. Посредством изменения субъектного состава.
  2. VI. СОСТАВ И СТРОЕНИЕ ГРУНТОВ. ВЛИЯНИЕ ВОДЫ НА МЕХАНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ГРУНТОВ
  3. VI. Составы преступлений по Судебнику 1550 г.
  4. XVI в. Составляются на старобелорусском языке и отличаются лаконизмом.
  5. Актуальные данные о составе земель и земельном фонде СПб
  6. Анализ динамики состава и структуры имущества организации
  7. Анализ динамики состава и структуры источников финансовых ресурсов
  8. Анализ динамики состава и структуры источников финансовых ресурсов.
  9. Анализ прибыли, ее состава и динамики
  10. Анализ состава и движения собственного капитала

Цель лекции:Изучить минералогический состав почв, уметь различить минералы друг от друга

Ключевые слова:перегной, гумус, органическое вещество, минеральная часть, детрит, свойства, состав, структура и т.д.

Основные вопросы (положения) и краткое содержание:

1. Введение

2. Первичные минералы

3. Выветривание и образование вторичных минералов

4. Вторичные минералы

Введение

В почвах и почвообразующих породах насчитывается около 50 минералов. Первичные минералы (кварц, полевые шпаты) образовались в глубоких слоях земной коры при высоких температурах и давлении. От них состоят магматические породы. Первичные минералы подвергаются выветриванию в земной поверхности. Они содержатся, в основном, в частицах почвы диаметром более 0,001 мм.

Вторичные минералы образовались в результате экзогенных процессов выветривания из первичных минералов. Они тонкодисперсны, содержат фракции почв диаметром <0,001 мм. Из вторичных минералов в почвах преобладают алюмосиликаты (каолинит, монтмориллонит), оксиды и гидроксиды Fe, Al, а также кальцит, гипс и др.

По химическому составу выделены следующие 10 классов минералов: сили­каты, карбонаты, нитраты, сульфаты, оксиды и гидроксиды, галоиды, сульфиды и самородные элементы. Преобладающими являются силикаты и карбонаты.

Минеральный состав является одним из основных факторов, определяющих уровень почвенного плодородия, поскольку он определяет реакцию среды, по­тенциальный запас питательных веществ и гумуса, формирование структуры и пло­дородия в целом.

Минеральные вещества в почвах составляют 90-95 % в гумусовых горизонтах и более 99% в минеральных горизонтах. Исключением являются торфяные горизонты, лесные подстилки и ветошь. Минеральная часть в основном наследуется от почвообразующих пород. По мере развития почвообразовательного процесса минералы претерпевают ряд изменений.

В рыхлых почвообразующих породах и в почвах минеральная часть слагается из минералов, по своему происхождению относящимся к двум группам:

1. Первичным минералам магматического и метаморфического происхождения.

2. Вторичным минералам, образовавшихся в коре выветривания и в почвах в результате стадийного разрушения первичных минералов и синтеза из конечных продуктов выветривания.

По содержанию минералы подразделяются на породообразующие, содержание которых в почве и породах составляет более 5%, относительно редкие и акцессорные, образующие относительно ничтожную примесь в горных породах.

Первичные минералы представлены тремя группами: минералами-окислами, минералами-силикатами и минералами-солями.

Минералы-окислы

Минералы - окислы содержание в почве
SiO2 кварц 25-40, иногда 90%
Fe2O3 гематит < 0,5 %
Fe3O4 магнетит < 0,5 %
TiO2 титанит < 0,5 %

 

Кварц – наиболее распространенный минерал земной коры и почв. Он содержится в изверженных, метаморфических и осадочных породах. Основой кристаллохимической структуры кварца является кремнекислородный тетраэдр (SiO4), состоящий из четырех ионов кислорода, между которыми расположен ион кремния (рис.1).

 

 


Ион кислорода

 


Ион кремния

 

 


Рис. 1. Кремнекислородный тетраэдр.



 

Кремнекислородные тетраэдры кварца соединяются в сплошной каркас, в котором ионы кислорода принадлежат нескольким тетраэдрам. Подобная кристаллохимическая структура обуславливает высокую устойчивость к процессам выветривания.

Силикаты – это большая группа минералов, основой кристаллохимической структуры является кремнекислородный тетраэдр. Они представлены полевыми шпатами, слюдами, пироксенами, амфиболами и оливином.

Полевые шпаты по массе в почве составляют ~ 50%. Их кристаллохимическая структура также как и кварца представляет собой каркас из кремнекислородных тетраэдров. В отличие от кварца внутри тетраэдров кремний частично замещен ионом алюминия, имеющего больший радиус. Возникшая нестабильность в строении компенсируется включением в структуру силикатов катионов щелочных ищелочноземельных металлов (К+,Na+,Ca2+). Полевые шпаты делятся на кислые и основные. К кислым полевым шпатам относятся К- и Nа- полевые шпаты. Они имеют светлую окраску, отношение SiO2/Al2O3, характеризующее относительное содержание кремния и алюминия в минерале, составляет 5-6. Они представлены минералами калиевыми полевыми шпатами микроклином (триклинный) и ортоклазом (моноклинный) K[AlSi3O8] и натриевым полевым шпатом альбитом Na[AlSi3O8]. К основным полевым шпатам относятся кальциевые полевые шпаты, представителем которых является минерал анортит Ca[Al2Si2O8].

Изоморфные смеси Na- и Ca- полевых шпатов образуют группу плагиоклазов. Если в плагиоклазах преобладают Na- полевые шпаты, то они относятся к кислым (олигоклаз, олигоклаз-альбит). Если в плагиоклазах преобладают Ca- полевые шпаты, то они относятся к основным (андезин, лабрадор).

Слюды входят в состав многих изверженных и осадочных пород.. Содержание их в почвах составляет 4-5%. Они имеют слоистую кристаллохимическую структуру, в которой SiO4-тетраэдры образуют плоские сетки. Вершины обращенных друг к другу тетраэдров связаны ионами Al c OH- группой, образуя трехслойные пакеты, соединенные между собой ионами К,Mg,Fe (рис.2).

 


- кремнекислородные и

Al OH Al OH Al алюмокислородные тетраэдры

 

 


К, Mg, Fe

 


 

Al OH Al OH Al

 

 


Рис. 2. Кристаллохимическая структура слюд

 

Калийная слюда – мусковит KAl[AlSi3O10]×(OH)2, светлая, устойчива к выветриванию. Магнезиально-железистая слюда – биотит K(Mg,Fe)[AlS3O10]×(OH)2 темная, менее устойчива к выветриванию. Слюды в процессе выветривания легко теряют ионы щелочей.

Пироксены и амфиболы составляют 5-15 % в почвах. SiO4 – тетраэдры их образуют цепочки, соединенные ионами Mg, Fe, Al, Са, К, Na. Это темные зеленоватые минералы. Наиболее распространены: среди пироксенов авгит R2(Si2O6), среди амфиболов роговая обманка R7 (Si4O11)× (OH)2.

Оливин (Mg, Fe) × (SiO4), составляет в почвах 0,5-1 %. SiO4 – тетраэдры в оливине представлены изолированными группами, соединенными двухвалентными катионами. Минералы группы оливина чрезвычайно неустойчивы и быстро разрушаются.

Минералы-соли представлены в основном фосфатами и сульфидами.

Фосфаты в основном представлены минералом апатит Са5 (Сl F)×(PO4)3. Содержание в почвах 0,3-0,5 %. Является источником Р и Сl. Иногда образует залежи.

Сульфиды в основном представлены минералами пирит и марказит FeS2. Содержание в почвах 0,3-0,5%. Иногда образуют месторождение колчеданных руд.

К акцессорным минералам относятся:

Циркон ZrO2SiO2

Ильменит FeTiO3

Сфен (титанит) Ca Ti Si O5

Плавиковый шпат CaF2

Эпидот Ca2 (Al Fe3+) Al2 (O(OH) SiO4 (Si2O7)

Минералы с различной кристаллохимической структурой обладают неодинаковой устойчивостью к выветриванию. Если расположить главнейшие породообразующие минералы по степени возрастания их устойчивости к процессам выветривания, то будет иметь место следующая последовтельность, установленная С. Голдичем:

Оливин

 


 

Авгит Са-плагиоклаз

 

Роговая обманка Na-Са – плагиоклаз

 


Биотит Са-Na - плагиоклаз

 


Na – плагиоклаз

 

 


Калиевый полевой шпат

 

Мусковит

 


Кварц

Рис. 3. Устойчивость породообразующих минералов.


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Классификация почв по гранулометрическому составу | Выветривание и образование вторичных минералов

Дата добавления: 2014-04-28; просмотров: 701; Нарушение авторских прав




Мы поможем в написании ваших работ!
lektsiopedia.org - Лекциопедия - 2013 год. | Страница сгенерирована за: 0.009 сек.