环境土壤学：第一节--土壤矿物质(原)课件

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,*,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,*,第一章 土壤环境组成化学,第一章 土壤环境组成化学,土壤,固相物质,粒间物质,生物体,矿物质,有机质,：占固相重量,95%,左右，总体积的,38%,左右,：占固相重量,5%,左右，总体积的,12%,左右,气相,液相,：组成与大气有差异，取决于生物活动 与气体交换的难易,：粒间水分及溶解于其中的溶解质,土壤动物：,各类昆虫、线虫、节肢动物,土壤微生物：,一般,1g,土壤中数量可达,10,亿左右,土壤固相物质粒间物质生物体矿物质有机质：占固相重量95%左右,第一节 土壤矿物质,一、原生矿物,二、次生矿物,三、我国土壤中粘粒矿物的分布规律,第一节 土壤矿物质一、原生矿物二、次生矿物三、我国土壤中粘,一、原生矿物（,primary minerals,）,土壤形成过程中未改变化学组成的原始成岩矿物。,土壤中最主要的原生矿物有四类：,硅酸盐类,、,氧化物类,、,硫化物类,、,磷酸盐类,矿物。,1.,硅酸盐类矿物：,基本结构,SiO,四面体,，以晶体化学分类为基础,橄榄石类：,岛状结构,硅酸盐，其,SiO,四面体以孤岛状排列。,典型矿物,如,橄榄石,，极易风化。,辉石与角闪石类：,链状结构,硅酸盐，其,SiO,四面体沿一维方向延伸,。,辉石,是单链结构,角闪石,是双链结构。,两个顶点被共用,Si:O=1:4,两条单链相互连接而成,Si:O=1:3,Si:O=1:2.75,一、原生矿物（primary minerals）土壤形成过程,云母类：,层状结构,硅酸盐，,SiO,4,四面体分布在一个平面内，彼此以,3,个角顶相连，从而形成二维延展的网层,(,最常见的为六方形网,),，称四面体片。,白云母和黑云母,的风化产物是土壤中,Fe,、,Mg,、,K,元素的重要来源。,长石类：,架状结构,硅酸盐，其,SiO,四面体沿三维方向延伸，,SiO,4,四面体的所有,4,个角顶都与毗邻的四面体共顶。,是土壤中最难风化的原生矿物之一,。,2.,氧化物类：,石英（,SiO,2,）、赤铁矿（,Fe,2,O,3,）、金红石（,TiO,2,）、蓝晶石（,Al,2,SiO,5,），相当稳定，不易风化，养分意义不大。,3.,硫化物类：,黄铁矿和白铁矿（,FeS,2,），极易风化，硫素主要来源。,4.,磷酸盐类：,氟磷灰石,Ca,5,(PO,4,),3,F,和氯磷灰石,Ca,5,(PO,4,),3,Cl,，无机磷的重要来源,.,Si:O=1:2,Si:O=1:2.5,云母类：层状结构硅酸盐，SiO4四面体分布在一个平面内，,土壤中原生矿物的种类和数量取决于什么？,母岩的成分,土壤的发生环境,土壤的发育程度,不同矿物抗风化能力不同,上述,硅酸盐类矿物,，其抗风化顺序为：架状硅酸盐,层状硅酸盐,链状硅酸盐,岛状硅酸盐。,课本,P9,表,1-1,土壤中原生矿物的种类和数量取决于什么？母岩的成分,二、次生矿物（,secondary minerals,）,成土过程中重新形成的新矿物，其化学组成和构造都有所改变而不同于原来的原生矿物。,土壤中次生矿物的颗粒很小，粒径一般小于,0.25,mm,。土壤中次生矿物的种类很多，通常据其构造和性质可分为三类：,次生硅酸盐类,、,氧化物类,和,简单盐类,。,二、次生矿物（secondary minerals）,（一）次生硅酸盐类矿物,是由长石等原生硅酸盐矿物风化后形成，是构成土壤粘粒的主要成分，故又称为,粘土矿物（,clay minerals,）,或,粘粒矿物,。呈薄片层状结晶构造，稳定性高。,层状硅酸盐结构化学基本概念,1.,化学键,2.,配位数,3.,单位晶片,4.,单位晶层,5.,同晶置换,（一）次生硅酸盐类矿物 是由长石等原生硅,1.,化学键,（,chemical bonds,）,晶体中，原子间或分子间存在的相互作用力有五种：离子键、共价键、金属键、范德华力和氢键。,层状硅酸盐主要由,O,和,Si,、,Al,、,Fe,、,Ti,、,Ca,、,Mg,、,K,、,Na,等元素以离子键或共价键结合而成。,离子键性质的百分数可以用阴、阳离子的,电负性,之差来计算。,(P9,表,1-2),不同原子间形成的共价键，在键的两端会出现极性，其极性的强弱也取决于电负性的差值。,SiO,（,3.5-1.74,）,离子键性质,50%,；,AlO,（,3.5-1.47,）,63%,；,MgO,（,3.5-1.23,）,73%,；,KO,（,3.5-0.91,）,82%,共价键的健能较离子键大得多，因此具有共价键性质的化合物比较稳定。,层状硅酸盐中,范德华力和氢键也存在，特别是在层间。如高岭石层间以氢键联结，不易胀缩。,层状硅酸盐矿物中，几种键同时存在，矿物的许多理化性质如硬度、熔点、抗风化能力等都与键的种类有关，特别是由层间键的种类和性质所决定。,1.化学键（chemical bonds）晶体中，原子间或,2.,配位数,（,coordination number,，,CN,）,与中心离子,(,或原子,),直接成键的离子,(,或原子,),称为配位离子,(,或原子,),。配位离子,(,或原子,),的数目称为配位数。,离子晶体中配位数是由阴阳离子的相对大小决定的，可由所含离子的半径比,来计算。半径比值越大，配位数就越大。,正、负离子半径比与阳离子配位数及配位多面体形状,=M,+,/X,-,阳离子半径,阴离子半径,2.配位数（coordination number，CN）与,硅酸盐中最常见的,Si,4+,、,Al,3+,与,O,2-,的配位数,（,P11,）,Si,4+,的离子半径为,0.041nm,，,O,2-,的离子半径为,0.132nm,，其,值为,0.32,，,CN,为,4,，配位多面体形状为四面体，称为硅氧四面体。,Al,3+,的离子半径为,0.132nm,，其与,O,2-,的,值为,0.39,，接近配位数,4,和,6,的边界值,0.414,附近，因此其,CN,可以是,4,也可以是,6,，既可以形成四面体，也可以形成八面体，,但以八面体为主,。,高温条件下结晶适合低配位数，形成,四面体，低温条件下形成八面体。,三个氧位于硅原子底部，且处于同一平面上，第四个氧位于硅原子顶部恰好盖在硅原子上部。,由中心离子,Al,3+,或,Mg,2+,的周围等距离地连接,6,个,O,2-,或,OH,-,构成。,O,原子或,OH,原子团排列成平行的二个平面，,Al,或,Mg,原子居于两个平面中间。,硅酸盐中最常见的Si4+ 、Al3+与 O2-的配位数（P1,3.,单位晶片,层状硅酸盐粘土矿物的基本结构单元是两种单位晶片：,四面体片（,T,）,由硅氧四面体组成，底部的三个,O,分别与相邻的三个硅氧四面体共用，在二维平面 上无限伸展，与顶端不共用的,O,原子构成一个,片,（,sheet,）。,八面体片（,O,）,由铝氢氧八面体通过共用相邻两个八面体中的两个,O,原子或,OH,原子团联接而成八面体片。,可分为,二八面体片和三八面体片,底部,O,原子排列成近似六边形,3.单位晶片 层状硅酸盐粘土矿物的基本结构,4.,单位晶层,四面体片（,T,）和八面体片（,O,）以不同方式在,C,轴上堆叠，联结成单位晶层，简称为层（,layer,）。,按照,T,和,O,的配合比例不同而构成,1:1,型,（,TO,）,、,2:1,型,（,TOT,）,，以及由,2:1,型单位晶层,+,水镁石片组成的,2:1:1,型。,四面体片和八面体片之间的联结是通过共用氧原子和氢氧根来实现的。,4.单位晶层四面体片（T）和八面体片（O）以不同方式在C轴上,1:1,型和,2:1,型粘土矿物结构示意,高岭石（,Al,2,Si,2,O,5,(OH),4,）,伊利石,（,K(Al),2,(AlSi,3,)O,11,(OH),2,）,1:1型和2:1型粘土矿物结构示意高岭石（Al2Si2O5(,5.,同晶置换,（,isomorphous replacement,）,是指性质相似的元素在矿物晶格中可以互相替代而不破坏晶格构造的现象。,硅酸盐结构中，最普遍的同晶置换在四面体中,Al,3+,置换,Si,4+,，八面体中,Mg,2+,置换,Al,3+,。,置换结果，使晶格中留下过量的负电荷或正电荷，被称为,永久电荷,。,土壤中多为低价离子置换高价离子，产生永久负电荷，使土壤具有阳离子交换容量（,CEC,）。,什么情况下产生同晶置换呢？,5.同晶置换（isomorphous replacement,同晶置换的条件及影响因素,同晶置换一般发生在矿物晶体形成过程中，溶液中“杂质”较多，则易发生。,键的性质相似，键长接近，如四面体中,SiO,共价键的键长是,0.16nm,，,Al O,共价键的键长是,0.17nm,，二者可以相互置换；八面体中,Al O,的键长是,0.19nm,，,MgO,的键长是,0.21nm,，也可以置换。,相互置换元素的大小越相近，彼此间的置换能力越强，置换量也越大。,电荷不等置换时，要有相应的补尝，以求得电荷平衡。,此外，温度和压力也影响同晶置换，一般说来温度越高越易发生置换，而压力增大则不利于置换发生。,同晶置换的条件及影响因素同晶置换一般发生在矿物晶体形成过程中,土壤中常见的次生硅酸盐矿物,高岭（土）组,：,1,:1,型矿物，由一层硅氧片和一层水铝片重叠而成；层间由氢键连接；没有或极少同晶替代，,CEC,低,(315cmol/kg),；,OH,中的,H,+,可解离；颗粒粗，比表面小，粘着力和可朔性较弱；广泛存在于热带、亚热带土壤中。,蒙脱（土）组,：,2,:1,型矿物，由二层硅氧片和一层水铝层重叠而成；同晶替代普遍，主要发生在铝氢氧八面体中；阳离子交换量较高,（,80100cmol/kg,）；,层间连接力小，极易胀缩；颗粒细微，比表面大，粘着性，可朔性强。,水化云母组,:,(,伊利组矿物,),2,:1,型矿物，由二层硅氧片和一层水铝层重叠而成；同晶替代主要发生在硅氧片中；层间有,K,+,，由离子键连接，不易胀缩；阳离子交换量介于上述二者之间,（,2040cmol/kg,）；,比表面、粘性、朔性均介于上述二者之间。,Al,2,Si,2,O,5,(OH),4,Al,2,Si,4,O,10,(OH),2,n,H,2,O,K,1.33,Al,4,(Si,6.67,Al,1.33,),O,20,(OH),4,n,H,2,O,土壤中常见的次生硅酸盐矿物高岭（土）组：Al2Si2O5(O,蛭石类矿物：,2,:,1,型，层间存在大量水分子。,是含镁、铁质铝硅酸盐次生变质矿物，通常由黑（金）云母经热液蚀变作用或风化而成。,x,1.1,(Al,2.3,Si,5.7,)(Al,0.5,Fe,3+,0.7,Mg,4.8,)O,20,(OH),4,n,H,2,O,同晶置换可发生在四面体和八面体中，但主要在四面体中，且置换数量比蒙脱石多，因此，,CEC,较蒙脱石类高（,100150cmol/kg,）。,绿泥石类矿物,(Mg,FeAl,),12,(SiAl),8,O,20,(OH),16,2:1:1,型，,2:1,型云母晶层,+,一层氢氧化物间层；,过渡矿物，易风化；标志土壤发育程度差,蛭石类矿物：,（二）土壤中的氧化物,是硅酸盐类矿物彻底风化的产物，主要包括,Fe,、,Mn,、,Al,、,Si,的氧化物及其水合物和水铝英石等。,层间羟基铝、层状硅酸盐边缘裸露的铝醇,(,AlOH,),、铁醇,(,FeOH,),、硅烷醇,(,SiOH,),，因化学性质和氧化物相似，并且有发生学上的联系，也可列入氧化物类。,1.,氧化铁,针铁矿（,-FeOOH,）,纤铁矿（,-FeOOH,）,赤铁矿（,-Fe,2,O,3,）,磁赤铁矿（,-Fe,2,O,3,）,温带、热带、亚热带，,较少见,常见,湿润氧化势高,温带地区，水稻土,干燥且有较强氧化势,湿润，富含有机质,亚热带高度风化土壤,干燥，富有机质,有弱磁性，可由磁铁矿,(,Fe,3,O,4,),转化或纤铁矿脱水而来,氢氧化铁或水铁矿（,Fe(OH),3,FeHO,8,H,2,O,）,寒温气候，富含有机质,热带雨林气候下土壤,A,层,种类,（二）土壤中的氧化物 是硅酸盐类矿物彻底,转化,离子态 非晶质 隐晶质 晶质,影响老化因素,pH,温度,老化,活化,起始时铁化合物,老化条件及其他处理,老化后产物,pH,温度（,C,）,时间,Fe(OH),3,2,N,KOH,100,4,小时,针铁矿,Fe(OH),3,2,N,KOH,室温,2,天,针铁矿,Fe(OH),3,H,2,O,100,4,小时,针、赤铁矿,无定形物质,FeCl,2,六亚甲基四胺沉淀,O,2,氧化,纤铁矿,pH,和温度对老化后产物的影响,转化老化活化起始时铁化合物老化条件及其他处理老化后产物pH温,2.,氧化铝,三水铝矿（,Al(OH),3,），亦作（,Al,2,O,3,n,H,2,O,），常温下形成的唯一氧化铝矿物。,多存在于热带、亚热带酸性土壤中，我国大致在长江或,N30,以南出现,有迅速脱硅作用的土壤中含量较多。,游离氧化铝标志着铝硅酸盐晶体结构的破坏和崩解，因此游离氧化铝的含量可作为风化程度的指标。,3.,水铝英石,非晶质铝硅酸盐矿物,（,x,Al,2,O,3,y,SiO,2,n,H,2,O,）。,SiO,2,/Al,2,O,3,=1:12:1,，,或,由,Al,2,O,3,2,SiO,2,3H,2,O,到,Al,2,O,3,SiO,2,2H,2,O,之间一系列化合物组成，其中的水是吸附水。,外观呈海绵状团聚体，有许多细孔和巨大表面积。,可变负电荷；反絮凝；,火山灰土壤中的主要粘土矿物，因铝、硅氧化物溶胶共同沉淀而生成,4.,氧化硅,分晶态和非晶态两种，晶态的主要是,-,石英及少量方英石；非晶态的称为蛋白石（,SiO,2,n,H,2,O,），由硅酸凝胶部分脱水而成，亦来源于有机体。,广泛分布于火山灰母质土壤中；含量与土壤腐殖质含量有关，可作为古土壤埋藏表层的指示矿物。,2.氧化铝,（三）简单盐类,如方解石（,CaCO,3,）、白云石,Ca,Mg(CO,3,),2,、石膏（,CaSO,4,2H,2,O,）、泻盐（,MgSO,4,7H,2,O,）、石盐（,NaCl,）、芒硝（,Na,2,SO,4,10H,2,O,）、水氯镁石（,MgCl,2,6H2O,）等。均为原生矿物化学风化后的最终产物，结晶构造较简单，常见于干旱和半干旱土壤中。,土壤中游离的,Fe,、,Al,氧化物是产生正电荷的主要物质（酸性条件下解离可带正电荷）,；具有比粘土矿物更大的表面积。在土壤中，特别是可变电荷土壤中，它作为胶膜覆盖在粘粒矿物表面所以铁铝氧化物和水合氧化物在有机无机复合体形成过程中起着重要作用。,（三）简单盐类 如方解石（CaCO3）、白云石,三、我国土壤中粘粒矿物的分布规律,（一）风化和成土作用与土壤粘粒矿物组成的关系,气候因素影响,地形影响,母质影响,尤其是底土层的粘粒矿物组成与母质的关系最为密切，如页岩和河流沉积物富含水云母，含黑云母的岩石风化易产生蛭石等。而表土层粘土矿物是地表水热条件下的产物，具有明显的地带性特征。,三、我国土壤中粘粒矿物的分布规律（一）风化和成土作用与土壤,不同硅酸盐粘粒以及铁、铝氧化物形成的一般条件,不同硅酸盐粘粒以及铁、铝氧化物形成的一般条件,（二）我国土壤中粘粒矿物分区,（,P18,）,可划分为七个分区,：,1.,水云母区：新疆、内蒙古高原西部、柴达木盆地、青藏高原大部,2.,水云母区,蒙脱石区,:,内蒙古高原东部、大小兴安岭、长白山地和东北平原大部,3.,水云母区,蛭石区,:,青藏高原东南边缘山地、黄土高原和华北平原,4.,水云母区,蛭石,高岭区,:,秦岭山地和长江中下游平原，为一狭长地带,5.,蛭石,高岭区,:,四川盆地、云贵高原、喜马拉雅山东南端,6.,高岭,水云母区：浙、闽、湘、赣大部和粤、桂北部,7.,高岭区,:,贵州南部、闽粤东南沿海、南海诸岛及台湾,水化云母（伊利石）,是我国土壤中普遍存在的一种粘粒矿物，含量幅度也很广。淮河以南，雨量增多，伊利石含量显著减少；,蛭石,在我国土壤中分布也很广泛；,蒙脱石,一般分布于黑钙土、粟钙土等草原土壤中；,高岭类矿物,是热带和亚热带土壤的一种指示矿物。,（二）我国土壤中粘粒矿物分区（P18）可划分为七个分区：水化,小结,主要内容：,主要原生矿物的种类及基本结构；土壤次生矿物的组成及粘土矿物的结构与性质。,重点：,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习好以后各章有重要的作用，有助于正确理解土壤的许多理化性质。,要求：,主要掌握几种代表性的粘土矿物；主要氧化物。,核心名词：,原生矿物 、次生矿物、四面体、 八面体、同晶替换、单位晶片、单位晶层、,2,：,1,型、粘粒矿物,小结主要内容：主要原生矿物的种类及基本结构；土壤次生矿物的组,常用改良（改性）粘土,1,、膨润土：,很强反映活性，吸湿膨胀性和巨大的阳离子交换量。改性可提高对有机污染物的吸附性。,2,、凹凸棒石,3,、蒙脱石：,活化与钝化,常用改良（改性）粘土1、膨润土：很强反映活性，吸湿膨胀性和巨,THANK TOU,！,THANK TOU！,硅氧四面体,硅氧四面体,硅氧四面体硅氧四面体,层状硅氧骨干,层状硅氧骨干,粘土”这一术语有两种含义，第一种是指粒度小于,2m,的任何矿物，其二是指具层状结构的硅酸盐矿物，不考虑粒度大小。目前认为，以上两种含义综合起来才是真正的粘土矿物，即所有像粘土粒级的层状硅酸盐矿物才是真正的粘土矿物。,粘土”这一术语有两种含义，第一种是指粒度小于2m的任何矿物,电负性,（,electronegativity,）,原子在分子中吸引电子的能力。元素的电负性愈大，吸引电子的倾向愈大，非金属性也愈强。,L.C.,鲍林提出的标度：根据热化学数据和分子的键能，指定氟的电负性为,3.98,，约为,4,，计算其他元素的相对电负性；,Li,为,0.98,，约为,1,。,电负性（electronegativity）原子在分子中吸引,硅氧四面体片底面投影图,硅氧四面体片底面投影图,二八面体和三八面体,当八面体片中的阳离子为,Al,3+,，只有三分之二的八面体中心空穴被填充，称为二八面体（,dioctaheral,）。当,Al,3+,被,Fe,3+,或其它三价离子取代时，仍然是二八面体式；但当两个,Al,3+,被三个二价阳离子（,Fe,2+,、,Mg,2+,、,Zn,2+,等）取代，八面体中习所有位置都被充填，即为三八面体（,trioctaheral,）。,如高岭石,（,Al,2,Si,2,O,5,(OH),4,）,、叶蜡石,（,Al,2,Si,4,O,10,(OH),2,）,是二八面体矿物；蛇纹石,（,Mg,3,Si,2,O,5,(OH),4,）,、滑石,（,Mg,3,Si,4,O,10,(OH),2,）,是三八面体矿物。,二八面体和三八面体当八面体片中的阳离子为Al3+，只有三分之,高岭石类的结晶构造示意,高岭石类的结晶构造示意,蒙脱石类结晶构造示意,典型分子式：,Al,2,Si,4,O,10,(OH),2,n,H,2,O,结构单元：,2:1,型，,TOT,同晶置换普遍，,主要在八面体中，代表分子式：,x,0.66,(Al,3.34,Mg,0.66,)Si,8,O,20,(OH),4,n,H,2,O,，,CEC,大（,80100cmol/kg,）,胀缩性大，吸湿能力强,呈片状且颗粒特别细微,东北黑钙土和华北栗钙土中含量较多,蒙脱石类结晶构造示意典型分子式： Al2Si4O10(OH),伊利石类的结晶构造示意,代表分子式,：,K,1.33,Al,4,(Si,6.67,Al,1.33,),O,20,(OH),4,n,H,2,O,结构单元：,2:1,型，,TOT,，,层间吸附,K,+,，起到键联效应，不易胀缩,同晶替代发生在四面体中，,CEC,介于蒙脱组和高岭组之间,(2040cmol/kg),广泛存在于各种土壤中，华北干旱地区含量高，南方含量较少,伊利石类的结晶构造示意代表分子式：,绿泥石的晶体结构,Al+3Si,Al+3Si,6O,6O,4O+2(OH),4O+2(OH),6(Al,Fe,3+,Fe,2+,Mg),6(Al,Fe,3+,Fe,2+,Mg),6(OH),6(OH),化学成分通式,:,(MgFeAl),12,(SiAl),8,O,20,(OH),16,结构单位,: 2:1:1,型,2:1,型云母晶层,+,一层氢氧化物间层,多为三八面体,也有二八面体和三八面体混合型,同晶置换非常普遍,元素组成变化大,土壤中广泛存在,多由母质遗留,也可由层状硅酸盐转变而来,绿泥石的晶体结构Al+3SiAl+3Si6O6O4O+2(O,4NaAlSi,3,O,8,(,钠长石,)+4H,2,CO,3,+18H,2,O=4Na,+,+8H,4,SiO,4,+2Al,2,Si,2,O,5,(OH),4,(,高岭石,)+4HCO,3,-,NaAlSi,3,O,8,(,钠长石,)+H,2,CO,3,+7H,2,O=4Na,+,+3H,4,SiO,4,+Al,(OH),3,(,三水铝矿,)+HCO,3,-,3NaAlSi,3,O,8,(,钠长石,)+Mg,2+,+4H,2,O=2Na,+,+8H,4,SiO,4,+2Na,0.5,Al,1.5,Mg,0.5,Si,4,O,10,(OH),2,(,蒙脱石,),以,NaAlSi,3,O,8,(,钠长石,),风化为例，当降水较多，且中等流速时，钠长石变成高岭石：,而当水流速度快时，硅酸的移去快，形成三水铝石而不形成高岭石：,当流速十分慢时，物质从风化地点的迁移也是很慢的，有利于,Mg,2+,的提供，形成的风化产物为蒙脱石：,上述方程式很好地说明了气候和地形对风化产物的控制。在降水量大和地势高的地区有助于形成铝土矿如三水铝石，而在降水量小，地形起伏小以及水流流速慢的地区，常形成蒙脱石，介于二者之间的条件，有利于高岭石的形成。,4NaAlSi3O8(钠长石)+4H2CO3+18H2O=4,橄榄石（,Olivine,）,因多呈橄榄绿色而得名,是岛状结构硅酸盐矿物，化学分子式为,(Mg,，,Fe),2,SiO,4,。属斜方晶系。晶体形态常呈短柱状，集合体多为不规则粒状。,镁橄榄石多形成于基性和超基性岩；铁橄榄石形成于快速冷却的酸性岩。,物理性质,：,斜方晶系；绿、绿黄、黄棕、棕色和白色；条痕无色；透明到半透明；玻璃光泽；硬度,6.57,；解理不完全；贝壳状断口。,橄榄石（Olivine）因多呈橄榄绿色而得名物理性质：,辉石族（,pyroxene,）,辉石是个大家族，总共有二十多种矿物。是最主要的造岩矿物之一。,辉石族矿物属于链状结构硅酸盐。,辉石可以结晶成正交晶系或单斜晶系，因此可以进一步分为,两个亚族,：,正辉石亚族,（顽火辉石、古铜辉石、紫苏辉石、正铁辉石）和,斜辉石亚族,（透辉石、钙铁辉石、普通辉石、霓石、霓辉石、硬玉、锂辉石）。,辉石族（pyroxene） 辉石是个大家族，总共有二十多种矿,普通辉石（,Augite,）,成分,(Ca,Na)(Mg,Fe,Al,Ti)(SiAl),2,O,6,属辉石族，呈短柱状晶体,常呈双晶。,形成于多种基性和超基性岩及深变质岩。,物理性质,：,单斜晶系；棕色、绿浅色或黑色；条痕灰绿色；半透明到几乎不透明；玻璃到暗淡光泽；硬度,5.56,；解理良好；参差状至贝壳状断口。,普通辉石（Augite）成分(Ca,Na)(Mg,Fe,Al,透辉石（,Diopside,）,成分,CaMg(SiO,3,),2,，其骨干硅氧基团（,SiO,3,）,n,单链,两个顶点共用,呈短柱状,常呈双晶。,形成于许多变质岩和基性岩,物理性质,：,单斜晶系；无色、白、灰、绿色、绿黑色、黄棕色或红棕色；条痕白色或灰色；透明到几乎不透明；玻璃光泽；硬度,5.56.5,；解理良好；参差状断口。,透辉石（Diopside）成分CaMg(SiO3)2，其骨干,蔷薇辉石（,Rhodonite,）,成分（,Mn,+2,Fe,+2,Mg,Ca,）,SiO,3,单链结构,二个顶点共用,形成于富含锰的变质岩，以及交代矿床。,物理性质,：,三斜晶系；粉红到玫瑰红；条痕白色；透明到半透明；晶面玻璃光泽，解理面珍珠光泽；硬度,5.56.5,；解理完全；贝壳状至参差状断口。,蔷薇辉石（Rhodonite ）成分（Mn+2,Fe+2,M,角闪石（,amphibole,）,角闪石族矿物的总称，是分布很广的造岩矿物 。镁、铁、钙、钠、铝等的硅酸盐或铝硅酸盐。,与辉石族形态、组成相近，而以含,OH,为区别。,据晶系可分,斜方角闪石,、,单斜角闪石,和,三斜角闪石,亚族。单斜角闪石更多见。,主要有,透闪石,、,阳起石,、,普通角闪石,和,钠闪石,、,蓝闪石,等。,角闪石（amphibole ）角闪石族矿物的总称，是分布很广,普通角闪石（,Hornblende,）,成分,Ca,2,(Mg,Fe),4,Al(Si,7,Al)O,22,(OH,F),2,普通角闪石的晶体呈长柱状，横断面为近似菱形的六边体，晶体的集合体一般为粒状、针状或纤维状。,形成岩浆岩，亦见于变质岩、角闪岩。,物理性质,：,单斜晶系；绿色、绿棕色至黑色；条痕白色或灰色；半透明到不透明；玻璃光泽；硬度,56,；解理完全；参差状断口。,普通角闪石（Hornblende）成分Ca2(Mg,Fe)4,透闪石（,Tremolite,）,成分,Ca,2,(Mg,Fe),3,Si,8,O,22,(OH),2,，,骨干硅氧基团是,Si,4,O,11,双链结构,一半四面体共用两个顶点,一半共用三个顶点。,晶体呈长刃片状，常成双晶，还以柱状、纤维状或羽毛球状及块状或粒状集合体产出。,形成于接触变质白云岩及蛇纹岩。,透闪石（Tremolite）成分Ca2(Mg,Fe)3Si8,纤维状（呈放射状）产出的透闪石,纤维状（呈放射状）产出的透闪石,白云母（,Muscovite,）,成分,KAl,2,Al(Si,3,Al)O,10,(OH,F),2,晶体成板状，常成双晶,形成于岩浆岩，尤其是花岗岩之类的酸性岩，还形成于变质岩中，如片岩和片麻岩；云母片岩富含白云母。,物理性质,：,单斜晶系；无色白色或灰色；条痕无色；透明到半透明；玻璃到珍珠光泽；硬度,2.54,；一向极完全解理；参差状断口。,白云母（Muscovite）成分KAl2Al(Si3Al)O,黑云母（,Biotite,）,K,2,(Mg,Fe,+2,),3,(Al,Fe,+3,)Si,3,O,10,(OH,F),2,晶体板状或锥状短柱状，常成假六方板状。,形成于岩浆岩和变质岩。,物理性质,：,单斜晶系；黑色、深棕色到红棕色；条痕无色；透明到几乎不透明；玻璃光泽；硬度,2.53,；一向极完全解理；参差状断口。,黑云母（Biotite）K2(Mg,Fe+2 )3(Al,F,硅酸盐的架状结构,硅酸盐的架状结构,长石,（,feldspar,）,长石族矿物在地壳中分布最广，约占地壳总量重量的,50%,。,长石是钾、钠、钙、钡等碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物，晶体结构属架状结构。其主要成份为,SiO,2,、,Al,2,O,3,、,K,2,O,、,Na,2,O,、,CaO,等。,成分中类质同像置换的现象很普遍。,可划分为两个类质同象系列，即,碱性长石系列,（,Or-Ab,系列）和,斜长石系列,（,Ab-An,系列）。,Or,与,An,组分间只能很有限地混溶，不形成系列。,碱性长石系列包括：正长石、透长石、微斜长石、冰长石及歪长石五种；,斜长石,（,plagioclase,）,系列目前习惯上只按钠、钙组分含量比列的不同而将分为六种,长石（feldspar） 长石族矿物在地壳中分布最广，约占地,斜长石的六个矿物种,NaAlSi,3,O,8,%,CaAl,2,Si,2,O,8,%,钠长石,100-90,0-10,奥长石,90-70,10-30,中长石,70-50,30-50,拉长石,50-30,50-70,培长石,30-10,70-90,钙长石,10-0,90-100,均属于三斜晶系。,斜长石的六个矿物种NaAlSi3O8%CaAl2Si2,正长石（,orthoclase,）,成分,KAlSi,3,O,8,两组完全解理，解理交角,90,，故名正长石。,晶体常呈短柱状、厚板状。双晶较发育。,正长石受到风化或热液蚀变后，常变化为高岭石，其次是绢云母，有时也变化为沸石等矿物。,K,可被,Ba,代替。按成分而划分的变种有钠正长石、钡正长石和铁正长石等。,常产于酸性火成岩中，与石英、黑云母共生。如花岗岩、伟晶岩、流纹岩等；及麻岩、片岩等变质岩中。,物理性质,：,单斜晶系；常为肉红色、浅黄红色、浅黄白色；条痕白色；透明到半透明；玻璃光泽；硬度,66.5,；二向极完全解理；参差状至贝壳状断口。,正长石（orthoclase） 成分KAlSi3O8物理,斜长石,（,plagioclase,）,两组板面完全解理，解理交角为,8630,左右，故名斜长石。,晶体常呈板状、厚板状，在岩石中呈粒状。双晶发育，白至灰白色，有时为浅蓝、浅绿色，玻璃光泽。,风化后主要变成绢云母，其次为高岭石等。,常产于基性、中性火成岩中，与辉石、角闪石共生，如粗玄岩、玄武岩、斜长岩等；及区域变质作用形成的片麻岩和片岩中。,斜长石（plagioclase）两组板面完全解理，解理交角,环境土壤学：第一节-土壤矿物质(原)课件,1,、氧化铁,Fe,3+,Fe (OH),3,-Fe,2,O,3,-FeOOH,Fe (OH),2,-,FeOOH,-,Fe,2,O,3,Fe,2+,Fe,3,O,4,OH,-,高温老化,失 水,低,pH,、缓慢沉淀,老 化,OH,-,O,缓慢氧化,脱 水,O,O,1、氧化铁Fe3+Fe (OH) 3-Fe2O3-FeO,