Минералогический и гранулометрический состав почв.
Почва – многофазная полидисперсная система, состоящая из твердых, жидких, газообразных и живых компонентов. Минералогический состав твердой части почвы во многом определяет ее плодородие. Минеральная часть составляет 80–90% массы почвы, за исключением органогенных почв, в которых ее доля может уменьшаться до 10–15%. Наряду с минеральными, твердая часть почвы содержит органические вещества.
Различают первичные и вторичные минералы. Первичные образовались в глубоких слоях земли из расплавленной магмы; вторичные – в результате преобразования первичных под воздействием климатических и биологических факторов.
Первичные минералы сосредоточены преимущественно в механических элементах размером >0,001 мм, вторичные — в механических элементах размером
Классификация механических элементов. Твердая фаза почвы состоит из минеральных и органических частиц (механических элементов) различной крупности, начиная от крупных обломков породы и кончая тончайшими глинистыми частицами, диаметр которых измеряется тысячными долями миллиметра.
Количественное определение механических элементов называют механическим анализом. Отдельные группы механических элементов по-разному влияют на свойства почвы. Это объясняется их неодинаковым минералогическим и химическим составом, различными физическими и физико-химическими свойствами.
Гранулометрический состав во многом определяется минералогическим составом породы. Например, кварц наиболее устойчивый минерал, поэтому, обычно, он накапливается в крупных фракциях гранулометрического состава, полевые шпаты преобладают в среднем песке, в глинистых частицах – монтмориллонит, каолинит (рис. 1.12).
Рис.1.12 Распределение минералов по фракциям гранулометрического состава (по В.П. Ананьеву)
Близкие по размеру, а следовательно, и по свойствам частицы группируются во фракции. Группировка частиц по размерам во фракции называется классификацией механических элементов (рис.1.13).
Все частицы более 1 мм называют скелетной частью или скелетом почвы, а менее 1 мм – мелкоземом. Частицы крупнее 0,1 мм образуют физический песок, меньше 0,1 мм – физическую глину.
Рис.1.13 Классификация механических элементов (по Н.А. Качинскому)
Отдельные фракции по-разному влияют на свойства почв и пород.
Камни (более 3 мм) представляют собой достаточно крупные обломки горных пород. Каменистость является отрицательным свойством почвы, так как наличие камней затрудняет использование сельскохозяйственных машин и орудий, мешает появлению всходов. Камни являются механическим препятствием для роста и развития растений.
Г р а в и й (3–1 мм) – состоит из обломков первичных минералов. Высокое содержание гравия в почвах не препятствует их механической обработке, но придает им неблагоприятные свойства – провальную водопроницаемость, отсутствие водоподъемной способности, низкую влагоемкость.
Песок(1–0,05 мм) представляет собой обломки первичных минералов (кварца, полевых шпатов). Для этой фракции характерна высокая водопроницаемость, слабое набухание, низкая пластичность. Однако, в отличие от гравия песок обладает некоторой капиллярностью и влагоёмкостью.
Пыль крупная (0,05–0,01 мм) по минералогическому составу не отличается от песчаной фракции, поэтому обладает некоторыми физическими свойствами песка: не пластична, слабо набухает, имеет низкую влагоёмкость.
Так как, перечисленные выше фракции обладают рядом сходных свойств их объединяют в отдельную группу и называют физическим песком.
Пыль средняя(0,01–0,005 мм). Для этой фракции характерно относительно высокое содержание слюд, придающих почве повышенную пластичность и связность. Oнa хорошо удерживает влагу, но обладает слабой водопроницаемостью, не способна к коагуляции, не участвует в структурообразовании и физико-химических процессах, протекающих в почве. Поэтому почвы, обогащенные фракцией крупной и средней пыли, легко распыляются, склонны к заплыванию и уплотнению, отличаются слабой водопроницаемостью.
Почвы с высоким содержанием крупной и средней пыли легко распыляются, имеют склонность к заплыванию и уплотнению, отличаются низкой водопроницаемостью.
Пыль мелкая(0,005–0,001) характеризуется относительно высокой дисперсностью, состоит из первичных и вторичных минералов. В связи с этим обладает рядом свойств, не присущих более крупным фракциям: способна к коагуляции и структурообразованию, обладает поглотительной способностью, обогащена гумусовыми веществами. Однако обилие тонкой пыли в почвах в свободном, неагрегатированном состоянии придает им такие неблагоприятные свойства, как низкая водопроницаемость, большое количество недоступной воды, высокая способность к набуханию и усадке, липкость, трещиноватость, плотное сложение. Почвы с высоким содержанием мелкой пыли содержат много недоступной для растений воды
И л (менее 0,001 мм) состоит преимущественно из высокодисперных вторичных минералов. В незначительных количествах в нем содержатся первичные минералы, такие как кварц, ортоклаз и мусковит. Илистая фракция играет большую роль в создании почвенного плодородия, в физико-химических процессах, протекающих в почве. Она обладает высокой поглотительной способностью, содержит много гумуса и элементов зольного и азотного питания растений.
Наиболее тонкая, коллоидная фракция (
Дата добавления: 2015-10-30 ; просмотров: 7829 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Минералогический состав почв определяется
Минералы это природные химические соединения кристаллической структуры, образовавшиеся на Земле как результат геологических и геохимических процессов
Минералы находятся в твердом (кварц, слюда, кальцит), жидком (ртуть, вода) и газообразном (углекислота, сероводород) состоянии. В настоящее время известно около 4000 минералов, и этот список постоянно пополняется. Большинство из них встречается очень редко или только в определенных местах. Существенную роль в сложении горных пород играют лишь несколько десятков минералов, которые называют породообразующими. Минералы входят в состав всех горных пород, рудных и нерудных полезных ископаемых. Из одних минералов получают металлы, другие служат строительным материалом. Минералы, входящие в состав агрономических руд, используют в качестве минеральных удобрений для повышения плодородия почв. Минералы, которые участвуют в образовании почвы, называются почвообразующими.
По происхождению минералы разделяют на:
- Эндогенные — образуются в недрах Земли при раскристаллизации магмы за счет внутренней энергии Земного шара Магма– это природный глубинный поликомпонентный раствор-расплав, содержащий различные элементы, их оксиды и летучие компоненты (F, Cl, H2O, CO2)
- Экзогенные — образуются на поверхности Земли под действием:
Выветривание– это экзогенный геологический процесс разрушения минералов и горных пород под действием солнечной энергии, химических, физических и биологических факторов
- б) кристаллизации насыщенных водных растворов;
- в) биогенного происхождения — из растительных остатков растительных и животных организмов;
Метаморфогенные — образуются при перекристаллизации ранее образовавшихся минералов
Минералообразование протекает в условиях взаимодействия атмосферы, биосферы, гидросферы и земной коры: основной источник – литосфера.
В почвах и почвообразующих породах выделяют первичные и вторичные минералы.
Первичные минералы слагают магматические горные породы и имеют размеры >0,001 мм.
Вторичные минералы возникли из первичных под воздействием климатических и биологических факторов и имеют размеры Классификация минералов по химическому составу
- Силикаты
- Оксиды и гидроксиды
- Карбонаты
- Фосфаты
- Сульфаты
- Галоиды
- Сульфиды
- Нитраты
- Самородные элементы
Физические свойства минералов
- Окраска – обусловлена красителем хромофором или ионом красителем, валентностью ионов, присутствием молекул воды, наличием включений
- Цвет черты – соответствует цвету минерала в порошке, оставляемому на фарфоровой пластине, имеющей матовую, а не глянцевую поверхность. Черту оставляют минералы с твердостью не более 6.
- Прозрачность – способность минералов пропускать свет. По степени прозрачности подразделяются на: а) прозрачные, б) полупрозрачные, в) непрозрачные
- Блеск – интенсивность отраженного света от поверхности минерала; зависит от показателя преломления минерала, характера отражающей поверхности, включений, трещиноватости. Выделяют следующие виды блеска: а) металлический, б) полуметаллический, в) неметаллический (стекляный, алмазный, шелковистый, перламутровый, жирный, восковый, матовый)
- Спайность – способность минералов раскалываться по определенным направлениям (плоскостям спайности). Выделяют следующие виды спайности: а) весьма совершенная, б) совершенная, в) средняя, г) несовершенная, д) весьма несовершенная
Спайность зависит от внутреннего строения минерала.
Горные породы – полиминеральные агрегаты, слагающие земную кору и возникшие в результате затвердевания природных силикатных расплавов, накопления осадков и преобразования ранее существовавших горных пород в процессе метаморфизма. Каждая горная порода образует в земной коре объемное тело (слой, пласт, массив, покров), имеет определенный вещественный (химический) состав и обладает специфическим внутренним строением.
Магматические горные породы образуются при остывании и затвердевании расплавленных масс (магмы), находившихся ранее на значительной глубине под земной корой и поднявшихся затем под влиянием геологических процессов в более холодные верхние горизонты или на поверхность земной коры. Практически не являются почвообразующими породами.
Осадочные породы покрывают около 75% суши и образуются на поверхности Земли в ходе экзогенных физико-геологических процессов. Их формирование происходит при участии выветривания, переноса и отложения разрушенного материала. В результате переноса происходит разделение обломков по размеру, химическому и минералогическому составу. При отложении вещества из воды, атмосферы и движущихся льдов образуются осадки. Уплотняясь и обезвоживаясь, они превращаются в осадочные породы.
Осадочные горные породы подразделяются на обломочные, глинистые, хемогенные и органогенные.
Обломочные породы делятся по форме и размерам обломков (табл.). Остроугольные обломки образуются преимущественно в результате процессов физического выветривания. Окатанные обломки появляются за счет окатывания глыб, щебня и дресвы в реках или прибрежной полосе морей и озер. Обломочные породы встречаются в рыхлом и сцементированном состоянии. Рыхлые породы состоят из зерен или обломков, не связанных между собой цементирующим материалом, легкорассыпающиеся. Сцементированные породы представляют собой обломки, скрепленные между собой каким-либо цементирующим материалом, например кальцитом, оксидами железа, кремнеземом.
Глинистые горные породы, или пелиты («пелос» — глина, грязь) — эти породы считаются наиболее распространенными среди осадочных образований. На их долю приходится более половины всех осадочных горных пород. По происхождению занимают промежуточное положение между обломочными и хемогенными породами. Основным источником глинистых пород служит полевой шпат, при выветривании которого под воздействием атмосферных явлений образуется каолинит и другие гидраты алюминиевых силикатов, являющиеся основными минералами глинистых пород. Глины содержат больше 30% тонкодисперсных частиц ( 100
- Изучите коллекцию минералов, разделите их на классы, ориентируясь на химические формулы;
- Научитесь работать со шкалой Мооса;
- Научитесь определять цвет, цвет черты, прозрачность, блеск, спайность, излом минералов;
- Разделите коллекционные образцы в соответствии с классификацией горных пород по происхождению, химическому составу и внешнему виду (структуре и текстуре);
- Опишите диагностические признаки всех горных пород в коллекции;
- Научитесь распознавать горные породы по характерным для них признакам;
- Для выполнения работы используйте информацию, предложенную вам на занятии преподавателем (конспект), а также материалы учебников.
Контрольные вопросы
- Что такое минералы? На какие группы минералы делят по происхождению?
- Какие существуют пути образования вторичных минералов?
- Каково почвообразующее значение минералов?
- Каковы основные физические свойства, диагностирующие минералы?
- В какой форме минералы встречаются в природе?
- Какие классы минералов вы знаете? Назовите, к какому классу относятся минералы, представленные в коллекции?
- Дайте определение понятию почвообразующей породы?
- Как влияют почвообразующие породы на почвообразовательный процесс и свойства почв?
- Охарактеризуйте основные экзогенные процессы и их роль в формировании четвертичных отложений?
- Назовите классификацию четвертичных отложений и почвообразующих пород?
- К каким почвообразующим породам приурочены почвы легкого гранулометрического состава?
- К каким почвообразующим отложениям (флювиогляциального, ледникового или озерно-ледникового генезиса) приурочены почвы тяжелого гранулометрического состава?
|
|