《土壤的地学基础》PPT课件.ppt

第二章 地 学 基 础长长江江三三峡峡这些景观怎样形成的？张家界奇观沙沙漠漠景景观观美丽的高山湖泊美丽的高山湖泊珠穆朗玛峰珠穆朗玛峰大峡谷教学内容：第一节 自然土壤的形成基础第二节 自然土壤的形成及土体构型 教学目标：教学目标：（1）掌握主要掌握主要造岩矿物造岩矿物和常见和常见岩石岩石识别及风化特点；识别及风化特点；（2 2）掌掌握握风风化化作作用用的的概概念念、类类型型及及其其产产物物，土土壤壤母母质质的的含义含义及各种母质类型的及各种母质类型的成因成因、分布分布和和特点；特点；（3 3）了了解解土土壤壤成成土土因因素素的的含含义义和和内内容容，掌掌握握土土壤壤形形成成的的实质实质；（4 4）掌握）掌握自然土壤自然土壤的的剖面基本构型。剖面基本构型。本本章章地地学学基基础础知知识识部部分分名名词词多多且且内内容容抽抽象象枯枯燥燥，在在教教学学过程中借助多媒体教学和过程中借助多媒体教学和实验实验课课来完成。来完成。岩石矿物岩石矿物出露地表与大气接触，受到各种自然因出露地表与大气接触，受到各种自然因素的影响，在温度、水、生物等外力作用下，遭素的影响，在温度、水、生物等外力作用下，遭到破坏逐渐变成碎屑状的疏松物质，形成覆盖于到破坏逐渐变成碎屑状的疏松物质，形成覆盖于地表的一层松散物质层，即地表的一层松散物质层，即土壤母质土壤母质，母质在各，母质在各种成土作用下发育成种成土作用下发育成土壤土壤土壤土壤 母质母质 岩石、矿物岩石、矿物风化作用风化作用成土作用成土作用第一节第一节 自然土壤的形成基础1、常见的成土矿物2、主要的成土岩石3、岩石风化4、母质类型一、常见的成土矿物一、常见的成土矿物（一）概述（一）概述 1、概念：地壳中的化学元素在各种地质作用下所形成的自然均质体，具有特定的化学组成和物理性质 2、类型 根据形成原因可分为：原生矿物由地壳内部岩浆冷却后形成的矿物。次生矿物由原生矿物进一步风化形成的新的矿物。如方解石是碳酸钙溶液沉淀而来的；高岭石是由钾长石风化来的。3、矿物数量 世界上矿物有3000多种，常见的有50多种，而和土壤形成有关的造岩矿物有2030多种（二）矿物的鉴别方法（二）矿物的鉴别方法：1、光学方法：将矿物制成薄片，运用偏光显微镜观察，确定矿物类别；这种方法比较先进，但易受仪器 限制。2、化学方法：有些矿物和化学试剂反应来加以鉴定。如方解石，白云石等。3、物理方法：用矿物的一些物理性质来区分矿物，这 是最简单实用的方法，是我们在野外鉴定的主要 方法，这些物理性质主要有：1）形状：形状：片状、肾状、鲕状、菱形、立方状、板状、致密状、短柱状等。2）颜色：颜色：矿物的颜色是最容易引起注意的。分为三种：自色矿物本身所固有的颜色 它色矿物中混入杂质，带色的气泡所导致的颜色。假色由矿物表面氧化膜、光线干涉等作用引起 的 颜色。3）条痕条痕：矿物粉末的颜色。我们将矿物在白瓷板上刻划后留下粉末的颜色。它可以消除假色，减弱他色，保存自色，但矿物 硬度一定要小于白瓷板。片状（云母）肾状（赤铁矿）鲕状（赤铁矿）菱形（方解石）立方状（萤石）板状（石膏）致密状（高岭石）短柱状（正长石）4)光泽光泽：矿物表面对光线反射所呈现出的光亮。可分为：金属光泽金属光泽：具有金属的光亮，如黄铜矿、黄铁矿等:非金属光泽非金属光泽，又可细分为:脂肪光泽，如石英:玻璃光泽，如方解石、正长石:珍珠光泽，如白云母、滑石等:5)硬度：矿物抵抗外力刻划的能力，摩氏硬度级相对硬度为：在野外工作中：指甲2.5,铜板3.0,小刀5.5,玻璃5.5,钢锉6.5.那么：玻璃刀的材料可能 是什么？硬度12 345 678910矿物滑石石膏方解石萤石磷灰石正长石石英黄玉刚玉金刚石 极完全解理 云母 完全解理 方解石 中等解理 正长石 不完全解理 磷灰石 极不完全解理 石英6)解理和断口解理和断口:矿物在外力的作用下，沿一定方向裂开，裂开后形成的光滑平面，成为解理面。参差不及为断口。解理按其完善程度分为：极完全解理 如云母完全解理如方解石中等解理如普通辉石不完全解理，如磷灰石、锡石等极不完全解理，如石英（三）常见原生矿物及鉴别特征：1、石英（SiO2）石英是最常见的矿物之一。颜色种类多，常见颜色为乳白色，硬度7，贝壳状断口，具脂肪光泽，纯石英不含养分；石英是自然界最难发生化学风化的矿物，对土壤结构有重要影响；无色透明的晶体为水晶，透明，具有玻璃光泽。因内含杂质的不同呈现出不同的颜色，从而形成各种瑰丽的水晶。石英石英SiOSiO2 2制作光学玻璃、水晶玻璃制作光学玻璃、水晶玻璃的石英粉原料纯度要求达的石英粉原料纯度要求达到到99.999（35元元kg）含有锰离子的石英紫水晶 含有机质的石英烟水晶 含铁锰的石英芙蓉石 二氧化硅胶体沉积而成的隐晶质矿物白色、灰白色者玉髓 白、灰、红等不同颜色组成的同心层状玛瑙不纯净、红绿各色碧玉；不纯净、黑灰各色燧石 2、正长石、正长石(KAlSi3O8)：钾长石，肉红色，晶体为短柱状，常具有卡斯巴双晶或穿插双星，硬度6。易化学分解，为土壤提供钾 3、斜长石斜长石Na(AlSi3O8)Ca(Al2Si2O8)：板状或粒状，灰白色，硬度6.5左右，具聚片双晶（细而长的双晶纹）。较易分解，为土壤提供钙。4、辉石、辉石Ca(Mg,Fe)Si2O6：绿黑色,短柱状或近似粒状,硬度56,玻璃光泽;易风化，为土壤提供钙、铁、镁等养分。5、角闪石角闪石Ca(Mg,Fe)Si4O12】黑绿色，长柱状或近似细长条状，硬度56，玻璃光泽；易风化，为土壤提供钙、铁、镁等养分。6、白云母白云母(KH2Al3Si3O12)：无色，片状，具弹性，硬度23，极完全解理。易发生物理崩解，很发生化学分解，为土壤提供钾。7、黑云母黑云母KH2(Mg,Fe)3AlSi3O12：黑色，片状，具弹性，硬度23，极完全解理。土壤提供钾、铁、镁等养分。此外还有金云母。（四）常见的次生矿物1、1、方解石（、方解石（CaCO3）晶体菱形，乳白色，完全解理（锤击成菱形碎块得名方解石）硬度3，与盐酸强烈冒泡。无色透明者称冰洲石。2 2、白云石、白云石（CaCO3MgCO3）结晶形状和解理同方解石，晶面和解理面弯曲（方解石为平直），其粉末遇盐酸冒泡但很微弱。3、石膏、石膏：CaSO42H2O 晶体为纤维状、板状等，白色，硬度2，完全解理。4、赤铁矿赤铁矿（Fe2O3）常呈鲕状、肾状，颜色为赤红色，条痕为樱红色；半金属光泽，无解理，无磁性。5、褐铁矿、褐铁矿 FeO（OH）nH2O 常呈肾状、土块状，颜色呈褐色至黑色，条痕比较固定为黄褐色，半金属光泽到土状光泽。金玉宝石6、磁铁矿、磁铁矿(Fe3O4)致密状、块状集合体,铁黑色,条痕黑色,半金属光泽 硬度5.56.0，无解理，具磁性。7、高岭石、高岭石（H2Al2Si2O8.H2O）致密细粒状、土状集合体，白色或浅红色，硬度1，比重2.6，具粗糙性，加水有可塑性。十二月十二月 生辰石生辰石月份月份天然宝玉石天然宝玉石人工宝石人工宝石象征意义象征意义一月 石榴子石变色蓝宝石贞洁、真诚、友爱、真实二月 紫晶紫色蓝宝石诚实、平和三月 海蓝宝石或血玉髓蓝色尖晶石沉着、勇敢、聪明四月 钻石无色锆石纯净、无暇五月 祖母绿黄绿色尖晶石幸运、幸福六月 珍珠或月光石合成锡兰蓝宝石健康、长寿、富有七月 红宝石或变石合成红宝石热情、仁爱、尊严八月 橄榄石或缠丝玛瑙蓝绿色合成尖晶石夫妻幸福、美满九月 蓝色蓝宝石蓝色合成蓝宝石慈爱、诚实、德望十月 欧泊或粉色碧玺粉色合成蓝宝石欢喜、安乐、去祸得福十一黄玉或黄水晶金黄色合成蓝宝石友情、友爱、希望、洁白十二绿松石或锆石蓝色锆石成功的保证 二、岩石1、概念：岩石：岩石：由一种或多种矿物有规律组合而成的矿物集合体.2、根据岩石产生的原因，可分为三大类:岩浆岩由熔融的岩浆上升到地壳不同深度或喷出地表冷凝结晶而成。沉积岩在地表条件下，各类岩石风化破坏后的产物，经搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。变质岩各类岩石，在地球内力作用下，经过变质作用形成的岩石。（一）岩石概述岩浆岩：约占地壳重量的岩浆岩：约占地壳重量的94；沉积岩：约占地壳重量的沉积岩：约占地壳重量的5，但，但占陆地分布面积的占陆地分布面积的75；变质岩：约占地壳重量的变质岩：约占地壳重量的1.（二）岩（二）岩浆浆岩岩岩浆岩是地球内部岩浆侵入地壳或喷出地表冷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。凝形成的岩石。1、岩浆岩的类型、岩浆岩的类型:岩岩浆浆岩岩侵入岩侵入岩喷出岩喷出岩深成岩深成岩浅成岩浅成岩侵入性岩浆岩喷出性岩浆岩玄武岩花岗岩超基性岩超基性岩超基性岩超基性岩基性岩基性岩基性岩基性岩中性岩中性岩中性岩中性岩酸性岩酸性岩酸性岩酸性岩SiOSiO2 2含量含量含量含量454545455252525265656565主主主主 要要要要矿矿矿矿 物物物物橄榄石橄榄石橄榄石橄榄石辉辉辉辉 石石石石 辉辉辉辉 石石石石钙斜长石钙斜长石钙斜长石钙斜长石角闪石角闪石角闪石角闪石长长长长 石石石石长石、石长石、石长石、石长石、石英、云母英、云母英、云母英、云母代代代代 表表表表岩岩岩岩 石石石石橄榄岩橄榄岩橄榄岩橄榄岩辉长岩辉长岩辉长岩辉长岩玄武岩玄武岩玄武岩玄武岩闪长岩闪长岩闪长岩闪长岩安山岩安山岩安山岩安山岩正长岩正长岩正长岩正长岩粗面岩粗面岩粗面岩粗面岩花岗岩花岗岩花岗岩花岗岩流纹岩流纹岩流纹岩流纹岩2 2、岩浆岩的矿物组成、岩浆岩的矿物组成、岩浆岩的矿物组成、岩浆岩的矿物组成 岩浆的化学成分用氧化物表示，主要成分是二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁、氧化亚铁、氧化钙、氧化钾等。其中二氧化硅含量最大。3 3、岩浆岩的结构、岩浆岩的结构:指岩石中矿物的颗粒大小、结晶程度与指岩石中矿物的颗粒大小、结晶程度与结合方式结合方式.按结晶程度按结晶程度：全晶质、半晶质 、非晶质 按晶粒大小：按晶粒大小：显晶质 、隐晶质 按晶粒相对大小按晶粒相对大小：等粒结构 、斑状结构 、似斑状结构 4、岩浆岩的构造、岩浆岩的构造:指岩石各组成矿物的排列方式和填指岩石各组成矿物的排列方式和填充方式所赋予岩石的外貌特征。充方式所赋予岩石的外貌特征。气孔构造岩石上有孔洞或气孔杏仁构造岩石上的气孔被外来的矿物部分或全部填充流纹状构造有拉长的条纹和拉长气孔块状构造矿物无定向排列，区分喷出岩和侵入岩：从构造上，喷出岩有气孔、杏仁和流纹构造。侵入岩为块状构造。区分深成岩和浅成岩：从结构上，深成岩为全结晶等粒结构；浅成岩为部分结晶斑状结构。5、常见岩浆岩 花岗岩主要组成矿物：石英，正长石，角闪石；全晶质等粒结构；块状构造。花 岗 岩（1）几种深成岩特征：块状构造，等粒结构，矿物全部结晶。花岗岩花岗岩福建漳浦海滨福建漳浦海滨主要组成矿物：正长石，角闪石正长岩正长岩正长岩正长岩全晶质等粒结构；块状构造。主要组成矿物：斜长石，角闪石闪长岩闪长岩全晶质等粒状结构；块状构造。石英、正长石；花岗斑岩（2）几种浅成岩特征：块状构造，斑状结构，矿物部分结晶。闪长玢岩斜长石、角闪石（3）几种喷出岩特征：斑状结构或半晶质、非晶质结构。流纹岩流纹状构造，斑状结构，斑晶：石英，透长石。粗面岩气孔状构造，斑状结构，斑晶:正长石流纹构造流纹构造流纹构造流纹构造（流纹岩）（流纹岩）（流纹岩）（流纹岩）粗面岩粗面岩广东西樵山广东西樵山 安山岩气孔状构造，斑状结构，斑晶：斜长石 玄武岩气孔或杏仁状构造，致密隐晶质或斑晶结构，斑晶斜长石、辉石。气孔构造气孔构造杏仁构造（玄武岩）杏仁构造（玄武岩）（三）沉（三）沉 积积 岩岩 1 1、概念：、概念：沉积岩是由地壳表面早期形沉积岩是由地壳表面早期形成的岩石经风化、搬运、沉积、压实、成的岩石经风化、搬运、沉积、压实、胶结硬化而形成的岩石。胶结硬化而形成的岩石。2 2、分类：、分类：一般分为机械沉积岩、化学一般分为机械沉积岩、化学沉积岩和生物沉积岩三类。沉积岩和生物沉积岩三类。3、沉积岩的结构、沉积岩的结构 指沉积颗粒的大小和形状。指沉积颗粒的大小和形状。以以颗粒大小颗粒大小分为分为:砾状结构砾状结构(如砾岩如砾岩)直径2mm中粒状结构中粒状结构(如沙岩如沙岩)直径20.05mm。粒状结构粒状结构(如砂岩如砂岩)直径0.050.005mm泥质结构：成分以粘土为主泥质结构：成分以粘土为主，直径64mm的粗火山碎屑固结而成。火山角砾岩：主要由粒径为2mm64mm的火山碎块固结而成。凝灰岩：主要由直径2mm的火山灰或火山碎屑固结而成，可有黄、灰、白、棕、紫等不同颜色。火山角砾岩与凝灰岩火山角砾岩与凝灰岩（2）沉积碎屑岩 砾岩由直径大于2mm的碎屑颗粒胶结组成。碎屑称为砾。如砾带棱角，则称角砾岩。具砾状结构。砂岩由20.05mm的砂粒胶结组成，具砂质结构。根据矿物成分可分为石英砂岩和长石砂岩。砂岩的物理特性好，但养分缺少。页岩属粘土岩类。由颗粒直径0.005mm的微细颗粒组成，成分主要是粘土矿物和少量细小的石英颗粒。致密状泥质结构，颜色多样，手感很细滑，不透水，泡不软。砾岩砾岩石英砂岩石英砂岩石英砂岩石英砂岩庐山锦绣谷庐山锦绣谷页页岩岩石灰岩石灰岩云南路南云南路南（3）碳酸盐类 石灰岩含方解石大于50%，遇稀Hcl反应强烈。白云岩白云石大于50%，粉末遇稀Hcl冒泡。（五）变质岩（五）变质岩：1、概念（1）变质岩：在地球内力作用下，各类岩石经过变质作用形成的岩石。（2）变质作用是在一定温度、压力等条件下进行的。风化作用是在一般温度、压力等条件下进行的。变质作用类型埋藏变质埋藏变质动力变质动力变质热液变质热液变质区域变质区域变质接触变质接触变质2、变质岩的结构变质岩的结构 变晶结构由于重新结晶所形成形成的结构。包括等粒变晶结构、斑状变晶结构和鳞片状变晶结构。变余结构部分还保留原岩的结构。3、变质岩的构造变质岩的构造（1）变晶构造：原来岩石中的矿物在变质作用过程中重新结晶。又分为片理构造和块状构造二种：片理构造岩石中的矿物排列定向。可分为以下几类：板状构造：由微小矿物晶体定向排列成平行板状，板面平整微具光泽。千枚构造：由细小片状矿物定向排列而成，片理面具丝绢光泽，具有小弯曲和皱纹。矿物晶粒微细，用肉眼无法识别。片状构造：矿物呈鳞片状或柱状，平行排列，形成薄层片状，片理面粗糙。片麻构造：由较粗的粒状矿物组成，它们和一定数量的柱状、片状矿物定向排列，形成断续条带状。块状构造岩石中的矿物无定向排列。（2）变余构造：变质作用不彻底，岩石中残留原岩结构特征。如斑状变余结构天坛大理岩（石）大理岩（石）大理岩：云南的大理而得名。由石灰岩和白云岩等碳酸盐类变质而来，块状构造，等粒状变晶结构，白色或具各种条纹，方解石大理岩遇盐酸剧烈冒泡，而白云石大理岩则反应微弱。4、几种主要的变质岩、几种主要的变质岩故宫雕栏玉砌应犹在雕栏玉砌应犹在只只 是是 朱朱 颜颜 改改颐和园圆明园石石英英岩岩石英岩：由石英砂岩变质而来，块状构造，等粒状变晶结构，矿物组成为石英，纯石英岩多为乳白色，具脂肪光泽。板岩板岩板岩变质程度低，由页岩、粉砂岩等变质而来，板状构造或变余构造，有微弱光泽。千枚岩千枚岩变质程度较板岩深，千枚状构造，片理面具丝绢光泽，在岩石端面上可见到许多平行排列的薄片。片岩片岩片岩：可由各种岩石变质形成，片状构造，鳞片状变晶结构。主要由片状或柱状矿物如云母、滑石、角闪石定向排列而成。片麻岩片麻岩岩石中的柱状和粒状矿物分别呈定向排列，具有片麻构造，等粒状变晶结构。矿物种类有石英，正长石，云母，角闪石。花岗片麻岩花岗片麻岩风化作用就是暴露在地表或接近地表的各种岩石，在温度变化、水及水溶液的作用、大气及生物作用下，原地发生的破坏作用。（一）风化的概念三、岩石风化（二）风化的类型（二）风化的类型物理（机械）风化：岩石发生机械破物理（机械）风化：岩石发生机械破碎，但其化学成分没有显著改变。碎，但其化学成分没有显著改变。化学风化：岩石在水、化学风化：岩石在水、O2、CO2 等作等作用下发生的化学分解，用下发生的化学分解，可形成新矿物。可形成新矿物。生物风化：由于生物的活动使岩石在生物风化：由于生物的活动使岩石在原地遭受的破坏。原地遭受的破坏。1 物理风化物理风化物理风化作用的方式主要有：物理风化作用的方式主要有：热力（温差热力（温差）风化、）风化、融冻（冰冻融冻（冰冻）风化、）风化、层裂等。层裂等。热力风化热力风化球状风化球状风化层裂层裂阳春的花岗岩石蛋阳春的花岗岩石蛋层裂层裂融冻风化融冻风化洛基山洛基山融冻风化融冻风化融冻风化融冻风化新疆新疆融冻风化融冻风化融冻风化融冻风化阿尔金山阿尔金山融冻风化融冻风化融冻风化融冻风化2 化学风化化学风化溶解作用：溶解作用：溶解作用：溶解作用：水溶解矿物的现象；水溶解矿物的现象；水溶解矿物的现象；水溶解矿物的现象；氧化作用：氧化作用：氧化作用：氧化作用：矿物在氧的作用下，化合价的改矿物在氧的作用下，化合价的改矿物在氧的作用下，化合价的改矿物在氧的作用下，化合价的改变。如变。如变。如变。如:黄铁矿氧化为褐铁矿黄铁矿氧化为褐铁矿黄铁矿氧化为褐铁矿黄铁矿氧化为褐铁矿FeSFeS22FeFe2 2O O3 33H3H2 2O O水化作用：水化作用：水化作用：水化作用：又称水合作用，即矿物与水相结合又称水合作用，即矿物与水相结合又称水合作用，即矿物与水相结合又称水合作用，即矿物与水相结合的现象；如的现象；如的现象；如的现象；如:硬石膏水化成石膏（体积增大硬石膏水化成石膏（体积增大硬石膏水化成石膏（体积增大硬石膏水化成石膏（体积增大3030）CaSO4 CaSO4 CaSO4 2H2O CaSO4 2H2O水解作用：水解作用：水解作用：水解作用：水使矿物分解并形成新矿物的现象。水使矿物分解并形成新矿物的现象。水使矿物分解并形成新矿物的现象。水使矿物分解并形成新矿物的现象。如如如如:正长石水解为高岭石正长石水解为高岭石正长石水解为高岭石正长石水解为高岭石 SiO2 SiO2 胶体胶体胶体胶体3 生物风化生物风化生物在其成长、新陈代谢和死亡过程中，生物在其成长、新陈代谢和死亡过程中，都可引起岩石的破碎和分解。都可引起岩石的破碎和分解。生物风化作用很普遍，也是在已知各星生物风化作用很普遍，也是在已知各星体中只有地球才有的一种独特的地质作用。体中只有地球才有的一种独特的地质作用。生物风化作用的方式可分为两种：生物风化作用的方式可分为两种：生物的物理风化作用：生物的物理风化作用：根劈作用根劈作用生物的化学风化作用生物的化学风化作用:根系分泌物根系分泌物黄山松黄山松黄山松黄山松黄山黄山生物风化生物风化生物风化生物风化1 1华山华山生物风化生物风化生物风化生物风化2 2柬埔寨柬埔寨生物风化生物风化生物风化生物风化3 3潮州古城墙潮州古城墙（1）岩岩石石矿矿物物本本身身的的性性质质。包包括括岩岩石石的的成成分分、颜颜色色深深浅浅、粒粒级级组组成成，有有无无层层理理、片理结构及垂直节理等。片理结构及垂直节理等。（2）岩石所处的环境条件。岩石所处的环境条件。主要有气主要有气候带、植物的盖度、地形条件等。候带、植物的盖度、地形条件等。4、影响风化作用强弱的因素、影响风化作用强弱的因素地地壳壳物物质质循循环环四、母质类型四、母质类型 土壤母质：岩石的风化产物，又称成土母质，简称母质。1、残积母质 指岩石风化形成土壤母质后未经搬运而残留于原地。1）分布：山区比较平缓的高地。2）特点：粗骨性；浅薄。(2)湖积物2、运积母质1）坡积物 分布：山坡中下部；特点：厚度较大，颗粒较细，是山区果树和经济林木的主要林业用地。2）洪积物 分布：山谷出口处，呈扇状分布；特点：具有一定的分选性，顶部粗、边缘细。3）河流冲积物分布：河流两岸；特点：上游粗、下游细；近河岸粗、远河岸细；具有二元结构。（1）流水沉积母质：流水搬运沉积特点：颗粒细腻、质地粘重、有机质含量高，比较肥沃。运积母质3、冰碛物冰川携带的物质风化而成。特点：泥砾混杂、大小不一。河流沉积二元结构，延庆盆地河流沉积二元结构，延庆盆地风积体：流动沙地沙波纹（毛乌素）风积体：流动沙地沙波纹（毛乌素）第二节第二节 自然土壤的形成及土体构型1、自然土壤形成的实质2、自然土壤的形成因素及其作用3、自然土壤的土体构型及形成动力4、农业土壤形成的特殊性及其土体构型一、一、土壤形成的实质土壤形成的实质土壤形成是一个综合性的过程，它是土壤形成是一个综合性的过程，它是物质物质的地质大循环与的地质大循环与生物小循环矛盾统一的结果。生物小循环矛盾统一的结果。地质大循环地质大循环生物小循环生物小循环土壤形成过程中大小循环关系简图土壤形成过程中大小循环关系简图自然土壤的形成过程的实质就是营养物质的地质自然土壤的形成过程的实质就是营养物质的地质大循环与生物小循环矛盾统一。大循环与生物小循环矛盾统一。自然土壤形成实质：自然土壤形成实质：地质大循环和生物小循环的共同作用是土壤发生的基础；地质大循环和生物小循环的共同作用是土壤发生的基础；无地质大循环无地质大循环,生物小循环就不能进行；生物小循环就不能进行；无生物小循环无生物小循环,仅地质大循环仅地质大循环,土壤就难以形成；土壤就难以形成；在土壤形成过程中，两种循环过程相互渗透和不可分割在土壤形成过程中，两种循环过程相互渗透和不可分割 地同时同地进行着，它们之间通过土壤相互连结在一起。地同时同地进行着，它们之间通过土壤相互连结在一起。土壤的形成过程就是土壤肥力的形成土壤的形成过程就是土壤肥力的形成 u岩石岩石崩解崩解变为母质，具备原始肥力变为母质，具备原始肥力v自养细菌自养细菌生存，生存，微生物微生物累积了有机营养物质和氮素累积了有机营养物质和氮素 绿色植物绿色植物，风化过程中释放出来的养料由无序流动，风化过程中释放出来的养料由无序流动转为有序的控制，矿质养料免于淋失，同吸收的氮转为有序的控制，矿质养料免于淋失，同吸收的氮营养一起制造成活的有机体，并集中保蓄在表层。营养一起制造成活的有机体，并集中保蓄在表层。二、二、土壤形成因素及其作用土壤形成因素及其作用土壤形成因素土壤形成因素又称成土因素又称成土因素,是影响土壤形是影响土壤形成和发育的基本因素成和发育的基本因素土壤发生学说土壤发生学说(soil genesis theory)(soil genesis theory)认为土壤是在各种自然和人为因素的影响下由认为土壤是在各种自然和人为因素的影响下由岩石风化成母质，再由母质演化成土壤的。岩石风化成母质，再由母质演化成土壤的。（一）形成因素（一）形成因素五大成土因素五大成土因素:19世纪未，俄国土壤学家B.B.道库恰耶夫(Dokuchaev,1846-1903)通过对俄罗斯大草原土壤的调查,提出土壤的五大成土因素，即 气候气候-climate-climate 母质母质-parent material-parent material 生物生物-biology-biology 地形地形-topographtytopographty 时间时间-time-time“土壤形成因素函数土壤形成因素函数”的概念：的概念：2020世纪世纪4040年代，美国著名土壤学家汉斯年代，美国著名土壤学家汉斯詹尼（詹尼（Hans JennyHans Jenny）在其在其成土因素成土因素一书中一书中，提出了提出了“土壤形成因素函数土壤形成因素函数”的概念：的概念：S=f(cl,o,r,p,t)式中式中:S为土壤为土壤;cl指气候指气候;o指生物指生物;r指地形指地形;p指母质指母质;t代表时间代表时间;点号代表尚未确定的其它因素，点号代表尚未确定的其它因素，f指函数指函数人类活动是土壤发生发展的重要因素，可对土壤性质、人类活动是土壤发生发展的重要因素，可对土壤性质、肥力和发展方向产生深刻的影响，甚至起着主导作用。肥力和发展方向产生深刻的影响，甚至起着主导作用。1.1.母质母质 首先，土壤物质基础，植物营养元素的最初来源，直接影响着成土过程的速度、性质和方向。其次，母质本身的某些性质还会长期地遗传给土壤，对土壤理化性质有很大的影响。（二）形成因素的作用（二）形成因素的作用 幼年土壤幼年土壤的一些性状主要是继承母质的的一些性状主要是继承母质的 发育时间愈长发育时间愈长的土壤（老年土）与母质的性质分化愈的土壤（老年土）与母质的性质分化愈 明显。但母质的某些性质却仍会顽强地保留在土壤中。明显。但母质的某些性质却仍会顽强地保留在土壤中。在石英含量丰富的在石英含量丰富的花岗岩花岗岩风化体上发育的土壤，由于抗风化风化体上发育的土壤，由于抗风化强的强的石英砂、砾多石英砂、砾多，使土体疏松、透水性强，但盐基成分少，使土体疏松、透水性强，但盐基成分少，在强烈淋溶条件下，盐基易淋失使土壤呈在强烈淋溶条件下，盐基易淋失使土壤呈酸性反应酸性反应。土壤性状土壤性状 富含盐基成分多的富含盐基成分多的玄武岩、辉绿石玄武岩、辉绿石等基性岩风化体上发育的等基性岩风化体上发育的土壤，不含石英砂砾，土壤，不含石英砂砾，粘粒含量高粘粒含量高，盐基成分亦较丰富，抗，盐基成分亦较丰富，抗淋溶作用强，一般土质粘重且通透性不良，土壤盐基代换量淋溶作用强，一般土质粘重且通透性不良，土壤盐基代换量高、矿质养料多，土壤呈高、矿质养料多，土壤呈中性或碱性反应中性或碱性反应。2.2.气候气候 主要体现在两个方面：一是 直接参与母质的风化，水热状况直接影响矿物质的分解与合成及物质积累和淋失；二是 控制植物生长和微生物的活动，影响有机质的积累和分解，决定养料物质循环的速度。气候对土壤形成的影响主要包括气候对土壤形成的影响主要包括湿度和温度湿度和温度两个方面。两个方面。由于气候带、植被和土壤之间存在明显的关系，许多土壤学家非常重视气候在土壤形成中的作用，并提出了土壤地带性的概念。在中国温带，自西向东大气湿度递增，依次出现：棕漠土、灰棕漠土、灰漠土、棕钙土（灰钙土）、栗钙土、黑钙土和黑土在中国温带东部湿润区，由北而南热量递增，土壤分布依次为：暗棕壤、棕壤（褐土）、黄棕壤、黄壤、红壤和砖红 主导因子主导因子生物在母质出现是土壤开始形成的标志生物在母质出现是土壤开始形成的标志（1）创造养分能力）创造养分能力氮、有机物质（氮、有机物质（N、C）养分完全养分完全腐殖质腐殖质有机无机复合体有机无机复合体良好土壤结构性良好土壤结构性3.生物生物（2）选择及集中）选择及集中养分的能力，养分的能力，分散的养分向分散的养分向上层聚积，上层聚积，养分的层次性养分的层次性 同时伴随着矿同时伴随着矿质营养元素的质营养元素的有效化。有效化。植被类型和土壤类型的关系植被类型和土壤类型的关系 (据据Bridges:World Soils)Bridges:World Soils)（3）生物类型的更替直接影响土壤类型的更替）生物类型的更替直接影响土壤类型的更替（1 1）水热条件再分配）水热条件再分配地形对土壤水分状况的影响地形对土壤水分状况的影响 （海拔、坡向）（海拔、坡向）4.4.地形地形 冲积物坡积物洪积物残积物（2 2）母质及养分的再分配）母质及养分的再分配 5.时间时间土壤年龄：是指土壤发生发育时间的长短。绝对年龄：是指该土壤在当地新鲜风化层或新母质上开始发育时算起迄今所经历的时间，通常用年表示；相对年龄：则是指土壤的发育阶段或土壤的发育程度。各各成土因素的综合作用，都随时间而愈来愈深刻成土因素的综合作用，都随时间而愈来愈深刻（通常说的土壤年龄是指通常说的土壤年龄是指相对年龄相对年龄）6.人类活动（1 1）人类活动对土壤的影响是有意识、有目的的、人类活动对土壤的影响是有意识、有目的的、定向的。定向的。在农业生产实践中，在逐渐认识土壤发生在农业生产实践中，在逐渐认识土壤发生发展客观规律的基础上，利用和改造土壤、培肥土发展客观规律的基础上，利用和改造土壤、培肥土壤，它的影响可以是较快的。壤，它的影响可以是较快的。（2 2）人类活动是社会性的。人类活动是社会性的。它受着社会制度和社它受着社会制度和社会生产力的影响，在不同的社会制度和不同的生产会生产力的影响，在不同的社会制度和不同的生产力水平下，人类活动对土壤的影响及其效果有很大力水平下，人类活动对土壤的影响及其效果有很大的差别。的差别。（3 3）人类对土壤的影响也具有两重性人类对土壤的影响也具有两重性。利用合理，。利用合理，有助于土壤肥力的提高；利用不当会破坏土壤。有助于土壤肥力的提高；利用不当会破坏土壤。（土壤退化）（土壤退化）（一）土壤剖面（一）土壤剖面土壤剖面：土壤剖面：是指从地面向下挖掘而暴露出来的是指从地面向下挖掘而暴露出来的垂直切面。垂直切面。（土体构型）（土体构型）一个完整的土壤剖面应包括土壤形成过程中所产生的发生一个完整的土壤剖面应包括土壤形成过程中所产生的发生学层次（发生层）和母质层。学层次（发生层）和母质层。土壤发生层土壤发生层 是指土壤形成过程中所形成的具有特定性质是指土壤形成过程中所形成的具有特定性质和组成的、大致与地面相平行的，并具有成土过程特性和组成的、大致与地面相平行的，并具有成土过程特性的层次。的层次。三、自然土壤的构型三、自然土壤的构型土壤形成基本特点土壤形成基本特点肥力（内在特征）肥力（内在特征）剖面（形态特征）剖面（形态特征）土壤个体发育的图式（据土壤个体发育的图式（据H.D.Foth,1984)（二）自然土体构型（二）自然土体构型土体构型土体构型：指土壤从地表到底层各发生层的组合。：指土壤从地表到底层各发生层的组合。（土壤剖面构型）（土壤剖面构型）最基本的三个发生层组成：最基本的三个发生层组成：淋溶层（淋溶层（A A层）层）淀积层（淀积层（B B层）层）母质层（母质层（C C层）层）淋溶作用：淋溶作用：淀积作用：淀积作用：P?？淋溶作用淋溶作用：溶解作用溶解作用 降水、灌溉水直接溶解降水、灌溉水直接溶解 化学、生物化学的溶解化学、生物化学的溶解扩散、悬浮作用扩散、悬浮作用 胶体微粒土壤下渗水胶体微粒土壤下渗水运移运移 土体、母质移动到下部或移出土体土体、母质移动到下部或移出土体物质的迁移、变性乃至损失物质的迁移、变性乃至损失淀积作用淀积作用：淋溶层迁移出物质淋溶层迁移出物质地下水上升带来物质地下水上升带来物质沉淀聚集沉淀聚集 淋溶层（淋溶层（A A层）：层）：处于土体最上部，故又称为表土层，它处于土体最上部，故又称为表土层，它包括包括有机质的积聚层有机质的积聚层和和物质的淋溶层物质的淋溶层。本层中生物活动最为。本层中生物活动最为强烈，进行着有机质的积聚或分解的转化过程。在较湿润的强烈，进行着有机质的积聚或分解的转化过程。在较湿润的地区，该层内发生着物质的淋溶，故称为淋溶层。地区，该层内发生着物质的淋溶，故称为淋溶层。它是土壤它是土壤剖面中最为重要的发生学土层，任何土壤都具有这一土层。剖面中最为重要的发生学土层，任何土壤都具有这一土层。淀积层（淀积层（B B层）：层）：它处于它处于A A层的下面，是物质淀积作用层的下面，是物质淀积作用造成的。淀积的物质可以来自土体的上部，也可来自下造成的。淀积的物质可以来自土体的上部，也可来自下部地下水的上升，可以是粘粒也可以是钙铁锰铝等，淀部地下水的上升，可以是粘粒也可以是钙铁锰铝等，淀积的部位可以是土体的中部也可以是土体的下部。积的部位可以是土体的中部也可以是土体的下部。一个一个发育完全的土壤剖面必须具备这一个重要的土层。发育完全的土壤剖面必须具备这一个重要的土层。母质层（母质层（C C层）层）：处于土体最下部处于土体最下部,没有产生明显的成土没有产生明显的成土作用的土层作用的土层,其组成物就是前面所述的母质。其组成物就是前面所述的母质。ABCD（R）自自然然土土壤壤剖剖面面模模式式O自然土壤土体自然土壤土体剖面构造剖面构造淋淋溶溶层层淀淀积积层层母母质质层层母母岩岩层层农业土壤土体农业土壤土体剖面构造剖面构造PBC耕作层耕作层犁底层犁底层底土层底土层心土层心土层四、农业土壤四、农业土壤“脱胎脱胎”于自然土壤，但有别于自然土壤。于自然土壤，但有别于自然土壤。（旱地土壤）（旱地土壤）1 1、掌握、掌握风化作用风化作用的概念、类型及其产物的概念、类型及其产物2 2、了解影响风化作用强度的因素有哪些、了解影响风化作用强度的因素有哪些3 3、了解生物风化作用的意义是什么、了解生物风化作用的意义是什么4 4、掌握风化作用的产物以及与、掌握风化作用的产物以及与母质、土壤母质、土壤的关系的关系5 5、掌握、掌握土壤母质土壤母质含义含义及各成土母质及各成土母质类型的类型的成因成因、分布分布和和特点特点本章小结本章小结 母质形成母质形成 岩石矿物岩石矿物掌握主要掌握主要造岩矿物造岩矿物和常见和常见岩石岩石识别及风化特点识别及风化特点本章小结本章小结 土壤形成土壤形成1 1、了解土壤、了解土壤成土因素成土因素的含义和内容，的含义和内容，2 2、掌握主要成土因素在土壤形成过程中的作用，以及各成、掌握主要成土因素在土壤形成过程中的作用，以及各成土因素之间的相互关系。土因素之间的相互关系。3 3、自然土壤自然土壤的形成过程的实质。的形成过程的实质。4 4、掌握、掌握土壤土壤剖面的基本构型模式。剖面的基本构型模式。本章重点本章重点（1 1）常见矿物岩石的识别）常见矿物岩石的识别（2 2）岩石的风化作用、风化产）岩石的风化作用、风化产物、土壤母质类型；物、土壤母质类型；（3 3）土壤的形成因素、发生层）土壤的形成因素、发生层次和剖面构型。次和剖面构型。思考题思考题一、基本概念一、基本概念 二、二、主要岩石矿物的坚定特征及风化特点主要岩石矿物的坚定特征及风化特点三、三、简述风化作用的类型及风化产物的种类简述风化作用的类型及风化产物的种类四、四、三种风化类型对土壤母质乃至土壤产生什么影响三种风化类型对土壤母质乃至土壤产生什么影响五、五、总结土壤母质的类型及特点总结土壤母质的类型及特点标志性概念标志性概念六、六、影响土壤形成的因素有哪些？影响土壤形成的因素有哪些？它们是如何影响土壤形成的。它们是如何影响土壤形成的。七、七、自然土壤最基本的发生层有哪些？自然土壤最基本的发生层有哪些？（自然土壤剖面包括哪些层次自然土壤剖面包括哪些层次）