土壤由固、液、气三相构成。论体积，土壤固相约占一半，另一半是液相和气相。除了有机质特别丰富的土壤以外，一般土壤的固相部分都以矿物质为主体。
    土壤矿物质一般占土壤固体总重量的90％以上。土壤矿物质一部分直接承自成土母岩；岩石中有什么矿物，土壤也有什么矿物。另一部分是在土壤形成过程中新形成的。土壤中的矿物质，按其成因可分为两大类。

（一）原生矿物  
     地壳中最先存在的，经风化作用后仍遗留在土壤中的一类矿物，称为原生矿物。主要有石英、长石类、云母类、辉石、角闪石、橄榄石、方解石、赤铁矿、磁铁矿、磷灰石、黄铁矿等，其中前五种最常见。原生矿物对土壤肥力的贡献主要有两个方面，即构成土壤的骨架（砂粒和粉粒）和提供营养元素。除c、n外，原生矿物中蕴藏着植物所需的一切元素。
    原生矿物的组成和比例很少能反映土壤形成过程的特点。但是它能说明成土的特点。但是它能说明成土母质成因的特征。土壤中原生矿物丰富说明土壤非常年轻。随着年龄的增长，原生矿物的含量和种类逐渐减少。在古老的自成型土中，它们代表抗风化的最稳定的种类。
    原生矿物具有坚实而稳定的晶格，都是晶质矿物，它们不具物理——化学吸收性能，不膨胀，除少量稳定矿物外，在一定的条件下会被逐渐破坏。

（二）次生矿物  
    在土壤的形成过程中，由原生矿物转化形成的新矿物，统称次生矿物。包括各种简单盐类（碳酸盐、重碳酸盐、硫酸盐和氯化物）；游离硅酸，二、三氧化物（R2O3.XH2O）；次生铝硅酸盐（蒙脱石、伊利石、高岭石）等。
    次生矿物中的简单盐类属水溶性盐易被淋失，一般土壤中含量较少，多存在盐渍土中，而二、三氧化物和次生铝硅酸盐，是土壤矿物质中最细小的部分——粘粒，故一般称之为次生粘粒矿物。
    与原生矿物不同，许多次生矿物具有活动的晶格，强的吸收能力，能吸收水分而膨胀，具有明显的胶体性质。次生矿物的特性将影响土壤的性质。
    铝硅酸盐粘粒矿物的结构 层状铝硅酸盐的晶体结构中包括两种基本晶片——四面体片（硅氧片）和八面体片（水铝片）。四面体片是由若干硅氧四面体连接而成；八面体片是由若干个铝八面体（铝和六个配位的氧或氧氢，具有八个面）联结而成。硅氧片和水铝片相互重迭时，共用氧离子，使原子价达到饱和，因而其分子构成稳定的晶体，称为晶格或层组。晶格可由一层硅氧片和一层水铝片重迭而成的1:1型，或由两层硅氧片和一层水铝片组成的2:1型。

二、粘粒矿物的种类和一般特性  
  （一）层状铝硅酸盐矿物  

晶质的粘粒矿物是水化的（含水的）硅酸盐（铝硅酸盐），具有由铝氧四面体层次聚合成六角形和构成独立层次的层状或小链状晶格。

1、高岭石组 包括高岭石、珍珠陶土、埃洛石等。

高岭石的结晶化学式是Al4（OH）3[Si4O10]，是1:1型粘土矿物。其层间间距很窄，只有1.72nm，晶层的一面是OH原子组，另一面是氧离子出露表面，晶层间由氢键紧密相连，距离难以增大，所以遇水不易膨胀，膨胀度<5％，故无内表面。这类矿物颗粒较粗（粒径0.1～0.5um）比表面小，可塑性和粘着性都较弱；本组矿物极少发生同晶替代，仅在一定的酸性条件下晶体表层OH群中的H＋解离而带负电荷，故吸附阳离子的能力较弱。
    这类矿物事热带和亚热带土壤中普遍而大量存在的粘性矿物。

2、蒙脱石组 包括蒙脱石、拜来石、绿脱石、皂石等粘粒矿物。

蒙脱石的结晶化学式是（1/2Ca、Mg）0.66（Al、Mg、Fe）4[（Si、Al）8O20]（OH）4.nH2O是2:1型粘粒矿物。蒙脱石结晶颗粒的直径常在0.01～1.0um。
    蒙脱石的晶层表面无OH原子组，晶层间由分子引力连接，像高岭石那样牢固，层间是高度水化的Ca、Mg、Na等可交换的离子，因此蒙脱石遇水体积膨胀较大；蒙脱石的电荷主要来自八面体的，20％是边缘的断键产生。此外，蒙脱石的可塑性、粘结性、粘着性都很强。

3、 水化云母组 主要代表为伊利石。

分子式可用K1~1.5Al4[Si7~6.5Al1~1.5O20](OH)4代表，也是2:1型矿物，它与蒙脱石不同之处，在于相邻晶层之间有K＋存在，由于K＋引力使晶层间的结合较紧，故膨胀性较小，膨胀度为25％；粒径大小为0.1～0.2um，亦有同晶替代现象，使之带负电荷。总之，伊利石的水化特性、胀缩性、可塑性和对阳离子的吸收性都比高岭石强，而比蒙脱石弱。

（二）氧化物矿物  

这类物质的颗粒构造极不规则，无一定形状，常是非结晶的，又叫无定形粘粒矿物。经过一系列变化后，也可转变为结晶形。代表性的氧化物粘粒包括水铝矿Al（OH）3和赤铁矿Fe2O3。以氧化物粘粒和高岭石为主的土壤是处于晚期风化阶段，通常在潮湿热带地区可以见到。

这类矿物质数量上较小，但是其作用却不可以忽略。非晶质氧化物比表面大，化学活性高，常与层状硅酸盐矿物或腐殖质结合，脱水老化可以变成晶质矿物。因为铁、铝与亲铁元素的性质相近，经常一起形成矿物共生组合，也极易发生同晶取代，或吸附在胶体矿物表面。铁的氧化——还原可逆性是它在土壤中扮演着重要的角色。铁铝氧化物可在土粒的表面形成胶膜，对土壤聚体起着胶结的作用，同时在一定的程度上影响土粒的表面性质，使土壤呈现各种颜色。

三、粘粒矿物的形成和分布规律  
    粘粒矿物的一部分是在原生矿物分解过程中产生的，但大部分是由于风化产物（铁、铝氧化物和游离硅酸等）在一定的水、热条件下，或在土壤微生物的作用下，又重新合成的铝硅酸盐类，具有晶形层状结构。
    由于母岩和环境条件的不同，使岩石风化处在不同的阶段，在不同的风化阶段所形成的粘粒矿物的种类和数量也不同，但其最终产物都是铁铝氧化物。如伊利石形成作用常见于风化作用不很强烈的温带地区。云母类矿物部分地失去晶格中的钾并水化，就是伊利石形成的一个常见的模式。蒙脱石的形成则需要镁的充分供应和偏碱的条件下。在温带地区伊利石还能风化转变成蒙脱石。长期的淋溶可以导致强的酸性和有利于蒙脱石转化或破碎成为高岭石的条件。高岭石常常是热带潮湿地区土壤中原生矿物直接形成的。尽管高岭石是很稳定的，但是它能够风化形成水铝矿Al（OH）3。
    各种粘粒矿物的形成条件不同。因此，不同地区的土壤中，粘粒矿物的种类也不相同。例如我国南方高温多雨，原生矿物质受到强烈的化学风化的红壤和黄壤中，以高岭石和铁铝的水化物为主。在我国北方，土壤中粘粒矿物则以水化云母和蒙脱石为主。

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