1、1土壤学教学大纲一、课程的性质、地位和任务土壤学是研究土壤的形成、发生及发展规律的科学。即研究土壤的形成条件、分布规律、基本理化形状及如何进行利用改良的科学。土壤学是农业资源与环境、农学、园艺、草学等农学类专业和土地资源管理、资源环境与城乡规划管理等专业的专业基础和专业课，教学要求基础理论扎实，基本知识全面，基本技能过硬。通过本课程的学习，掌握土壤基本组成、土壤基本理化性质、土壤形成因素与形成过程、土壤耕作与管理、土壤污染与防治、土壤退化与土壤质量及土壤分布规律等方面的基础知识，为今后从事农业生产管理、农业区划及丰富和发展土壤科学理论奠定坚实基础。是农林各专业的专业基础课。土壤学课程历史悠久、
2、实践性强且长期与农业、资源和环境等多学科间相互渗透，具有较强的系统性、综合性和实用性。系统性：以土壤圈物质组成、结构和功能为线索，阐述土壤圈与地圈、生物圈、大气圈和水圈的物质迁移与能量交换及其对人类生存环境的影响，强调土壤学在资源环境科学中的战略地位和作用。综合性：除了讲授土壤圈物质组成、结构和功能外，还讲授它与其它圈层间的物质迁移与能量交换及其对人类生存环境的影响，包括土壤的形成、分类与分布特征、土壤水资源面临的挑战、土壤污染及其治理、土地退化机理与评价等方面的内容。实用性：内容前后呼应，脉络清晰，将土壤学的基本知识与农业生产、资源开发和环境保护工作中面临的实际问题紧密结合，学生易于掌握和融
3、会贯通。土壤学紧紧围绕土壤肥力讲授土壤组成（矿物质和有机质） ；土壤物理化学性质；土壤水、气、热、肥状况；土壤形成、分类与分布；主要土壤类型的特点和合理开发利用与保护。本课程主要讲解土壤学的基础理论、基本知识及基本技能。为近一步学习其他专业的基础课和专业课打好必要的基础。同时对学生进行辩证唯物主义和爱国主义的思想教育，使学生能够利用土壤学知识去解决农、林业生产中的土壤问题，进一步利用、控制和改造土壤，改善生态环境条件，为社会主义经济建设，不断提高人民物质文化生活水平服务。二、基本要求（一）理论知识方面：1、 能鉴别主要的岩石、母质类型和地形地势。能独立进行土壤剖面的划分及土壤剖面观察。2、 系
4、统掌握土壤的物理、化学和生物学性质，能分析各种肥力性状之间的相互关系。3、 掌握主要土类的分布规律、形成条件、剖面特性、基本理化性状及利用改良的途径和方法。4、 了解土壤的主要类型，并且能进行与林业生产有关的土壤资源调查工作。（二）能力、技能方面：掌握土壤资源调查、土壤样品采集及常规的土壤分析方法，并且能对数据进行整理和应用。能力与技能方面的学习属于分析测试系列试验的内容（三）教学说明及学时分配本课程共 46 学时，课堂讲授为 32 学时，另有教学实验 14 学时。在教学中以土壤的形成、演化为线索，系统讲解土壤学基础理论及基本知识，介绍土壤的形成及土壤剖面；土壤有机质及土壤理化性质；土壤的分布
5、规律及主要土类别，土壤学研究的动态。土壤学教案第一章 绪 论第一节 我国土地资源概况土壤是绿色生命的源泉，是人类赖以生产、生活和生存的物质基础。人类衣食住行需要的物质，主要来源于农业生产和林业生产，而土壤是农、林业生产的基础，是农、林业生产的基本生产资料。植物生产、动物生产和士壤管理是农业生产的 3 个主要的组成环节。植物生产主要是通过绿色植物的光合作2用，把光能转化为化学能，贮藏在有机质中，直接供给人类植物食品和衣物原料。动物生产是人类将植物生产中一部分有机物喂养动物，以供给人类动物食品及衣物原料。土壤管理是人类把不能直接利用的动、植物产品，作为肥料返还给土壤，为植物再生产提供原料。一、我国
6、土壤资源简况土壤是相对不可再生的自然资源，也是不可代替的自然资源。我国土壤资源丰富，国土面积 960 万 km2，但是我国是个多山的国家，各种山地丘陵地面积占全部土地面积的 65，平原区土地仅占 35。我国人均耕地面积为 013hm 2，不到世界人均耕地的 l3。人均林地面积 011hm 2，占世界人均林地面积的 19。人均草地面积 028hm 2，不到世界人均草地面积的 12。 二、全球土壤退化概况当前人类面临着世界性土壤退化的威胁。土壤退化指因自然环境因素不佳和人为利用不当引起的土壤肥力下降，植物生长条件恶化和土壤生产力减退的过程。据统计，全球土壤退化面积已达 1960 万 km2。全世界
7、每年因土壤侵蚀所损失的土壤养分几乎等于世界商品肥料的生产量，每年土壤流失达 750 亿 t，相当于 4 000 亿美元的损失。在土壤退化总面积中约有7 600 万 hm2受盐碱土的影响，占退化土壤总面积的 4。受各种有毒化合物污染影响的面积 2 200 万hm2，占退化总面积的 1.l。据统计，我国目前水土流失面积达 367 万 km2，占国土总面积的 382。其中水蚀面积已发展至 1794 万 km2，占国土面积的 186，每年流失表土约 60 亿 t。耕地中有 667 万800 万 hm2，已发生次生盐化，有 1.0 亿 hm2草地退化。我国现已有重金属污染耕地 2 000 万 hm2，农
8、药污染耕地 1300万1600 万 hm 2，受酸雨危害的耕地达 267 万 hm2。作为农林业工作者，应了解我国土壤资源基本状况，密切关注我国及全球土壤资源发展趋势，珍视每一寸土地，做好生态环境建设工作，为治理土壤退化贡献一份力量。三、21 世纪土壤科学发展的总趋向土壤学是研究土壤的形成、分类、分布、制图和土壤的物理、化学、生物学特性、肥力特征以及土壤利用和管理的科学。据预测 21 世纪世界人口将达到 65 亿。发展中国家缺粮将达到 2 亿 t。我国 20 世纪末人口达到 13 亿，人均粮食不到 400kg。同时全世界每年有 2 亿 hm2耕地被侵占，我国每年减少耕地 466 万667 万
9、hm 2，2I 世纪初我国人均耕地将约降至 0.1hm2。21 世纪土壤科学发展的总趋向是：研究土壤与地球生命作用、生物圈与人类生存条件、生物圈与自然环境、土壤圈与全球变化、土壤物质的组成、性质等。第二节地球的外圈和土壤的位置地球由若干个不同状态和不同物质的同心圈所组成。地球表面的一个圈层，主要由富含硅、铝的硅酸盐岩石组成，称为地壳，又称岩石圈。在地壳的表面和外围是大气圈、水圈和生物圈。大气圈是环绕地球最外层的气体圈层。水圈包括地球上的海洋、江河、湖泊等，它是一个连续而不规则的圈层。生物圈是地球上有生命物质的部位和空间，它可以深入到整个水圈，以及大气圈和岩石圈的一部分。上至海平面十多公里，下至
10、海平面下十公里以及地表下几百米都有生命活动，都是生物圈的范围。地壳表层的岩石受到太阳幅射热以及大气圈、水圈、生物圈中水、氧、二氧化碳和生物的共同作用，逐渐风化破碎，形成了一个疏松的外壳，叫做风化壳。风化壳的表层生物活动强烈，生物（包括植物、动物、微生物）比较集中，积累了较多的有机质。这个风化壳的表层就是土壤。从土壤在地球上的位置可见，它在自然界不是孤立存在的。土壤和岩石、大气、水、生物处在永恒的相互作用中，这种相互作用表现在它们之间不断地进行着物质与能量的循环和转化，从上到下可以分为三层：第一层是来自宇宙的能流（光、热）和来自大气的物质流（H 2O、CO 2、 O2、 N2 等） ，其中部分为
11、生物固定，形成生物物质，部分又经生物呼吸、蒸发蒸腾和吹扬又进入大气；第二层是生物与土壤间以3及同大气、水圈之间的物质、能量的交换。绿色植物利用光能与来自土壤的水分和养分制造有机物质，这些物质在土壤中经微生物的分解，部分归还大气，部分进入岩层，部分残留于土壤中进行再循环；第三层是土壤与岩石或岩石风化体之间的物质与能量交换，例如水分、热量进入岩石圈，促进岩石风化，而岩石的风化又为土壤和生物提供了营养元素。第三节 土壤和土壤肥力的概念一、土壤的概念什么是土壤？这是一个较为复杂的问题。我们已经知道土壤与每个人都息息相关，但是真正给土壤定一个确切的概念，是不容易的。历史上在土壤学中存在着不同的土壤概念，
12、这是因为人们从不同的出发点来研究土壤，概括土壤概念的角度不同，所以就产生了不同的土壤概念。我国劳动人民在数千年前对土壤就有了朴素的认识。公元 121 年前我国古书说文解字中就记载着：“土，地之吐生万物者也。 ”“壤，柔土也，无块曰壤。 ”。古代土同吐，壤同月襄，月襄肥肉也，即肥沃的土称之为壤。地质学家从岩石风化的地质学观点来认识土壤，认为土壤就是破碎了的陈旧岩石。或认为土壤是坚实地壳最表面的风化层。将土壤仅作为岩石的变态来认识。植物营养学家认为土壤是植物养料的贮存库。认为土壤是能生长植物的那一部分地壳。或认为土壤仅是陆地植物生长的自然介质。19 世纪 7080 年代俄罗斯学者，土壤发生学派创始
13、人道库卡耶夫（BB）把土壤作为独立的自然体，认为土壤是五大成土因素 生物、母质、气候、地形和时间综合作用的产物。这是从土壤发生学观点来认识土壤，在土壤学界得到广泛的认同。近代美国和西欧对土壤下的定义反映在一些有代表性的著作中如美国学者 N.C.Brady 认为：“含有风化破碎的矿物和腐解的有机质的不同的混合物构成剖面形式的自然体的集合，它在陆地上呈薄层覆盖，并在含有适量空气和水分时能为植物提机械支撑和营养。 ”美国土壤学名词解释对土壤的定义是：地陆地表面，由矿物、有机质和生物所组成的能生长植物的一个动态自然体。占据部分地球表面的一些自然体的集合，它能支撑植物并具有由一定地形、气候和生物，通过不
14、同时间对母质所起的综合作用而发生的性状。或以看出他们很注意把土壤与其它自然因素联系起来，强调土壤能够长植物，进行植物生产这一根本特性。 全国科学技术名词审定委员会 1998 年公布的土壤定义为：土壤是陆地表面由矿物质、有机质、水、空气和生物组成的，具有肥力，能生长植物的未固结层。二、土壤的组成土壤由固体、液体和气体三相物质组成。固体部分包括矿物质土粒和土壤有机质以及生活在土壤中的微生物和动物。土壤矿物质约占固体部分的 95以上，有机物质的质量百分数一般不到 5。有机质常包被在矿物质土粒外面。固体部分含有植物需要的各种养分并构成支持植物的骨架。土壤液体和气体共同存在于土壤孔隙中。土壤液体是土壤水
15、分，因溶解着多种养分物质，实际上是稀薄的土壤溶液。气4体是土壤空气。土壤三相物质的体积比因环境条件的差异有所不同。一般情况下土壤固体占 50；液体和气体占 50，气体和液体不稳定，其比例为气体占 1535。三、土壤肥力的概念土壤最基本的特性是具有土壤肥力。关于肥力的概念，不同的学者，不同的时代对土壤肥力有不同的解释：20 世纪 30 年代，苏联土壤学家威廉斯认为：“土壤肥力就是土壤在植物生活的全部过程中，同时而且不间断地供给植物以最大限度的有效养分及水分的能力” 。这种能力是其它自然体所没有的。但现在看来威廉斯理论已不够全面和完整，其原因是影响植物生长的因素是多方面的，不仅仅是水分和养分，还包
16、括温度、通气状况等。沈阳农业土壤学：土壤肥力是诸因素综合性状的具体表现。南京土壤所：土壤肥力是土壤为植物生长供应和协调营养条件和环境条件的能力。侯光炯先生：土壤肥力就是土壤的体质和生命。我国目前较公认的土壤肥力的概念为：土壤能供应与协调植物正常生长发育所需要的养分和水、空气、热的能力。土壤肥力可分为自然肥力和人为肥力。1.自然肥力是由自然因素形成的土壤具有的肥力， 如森林土壤、草原土壤等，自然肥力的高低决定于成土过程中诸成土因素的相互作用，特别是生物的作用。我国广大林区主要是充分利用土壤的自然肥力，来达到林木速生和丰产。2.人为肥力是由耕作、施肥、灌溉、改土等人为因素形成的土壤所具有的肥力。人
17、为肥力的高低，受多种因素的影响。耕作土壤、果园土壤等已开发的土壤既有自然肥力又有人为肥力，两者的关系是自然肥力为基础，人为肥力为主导。社会科学技术水平的高低，直接影响土壤肥力的高低。3.经济肥力，由于受环境条件和管理水平的限制，土壤肥力往往只有部分表现出来，这部分肥力称为“ 有效肥力 ”，又称 “经济肥力” ，即在一定农业技术措施下反映土壤生产能力的那部分肥力，亦称自然肥力与人为肥力的总和。在林业生产中，具有经济肥力的土壤，主要是农田、果园、苗圃地、菜园地等的土壤。4.潜在肥力，另一部分肥力则没有直接表现出来称“潜在肥力” ，指受环境条件和科技水平限制不能被植物利用，但在一定生产条件下可转化为
18、有效肥力的那部分肥力。第四节 土壤在生态系统中的作用一、土壤在生态系统中的作用无论是全球生态圈或较小范围内的森林生态系统、农田生态系统等，土壤都是重要的环境因素，它是生物与非生物环境的分界面，生物与非生物体进行物质与能量移动和转化的重要介质。人类对生态系统的影响很多是直接或间接通过土壤进行的。这些影响有的有利于人类的生产和生活。例如，沙漠通过综合治理变为绿洲；寸草不生的盐碱滩涂通过排水洗盐，种植绿肥、施用有机肥等改造为良田。但有些活动如毁林开荒、陡坡开垦耕地、过度放牧等，使水土流失、洪涝干旱灾害频繁。可见人类的生产措施不能仅着眼于短期内的经济效益，而且要考虑其对生态系统的长期效果。土壤是生态系
19、统的重要组成部分之一，对土壤的开发利用，不能破坏生态平衡和自然环境，而应有利于维护和建立良好的生态系统和自然环境。根据土壤与其它自然因素的特点，因地制宜，宜林则林、宜农则农、宜牧则牧，既要有利于发展生产和提高经济收益，又要防止生态系统失调和得天独厚环境的破坏。值得注意的是土壤生产植物产量（生物产量）的高低是由土壤和环境条件共同作用的结果。因除土壤外，大气、温度、降水、日照、污染等因素也会不同程度地影响植物的生长发育。另外，即使在相同的环境条件下，不同植物对土壤提供的条件吸收利用的能力也是不同的。同一肥力的土壤可表现出两种不同的有效肥力水平。对于生态上适宜某种土壤的植物表现出有效肥力高，对于不适
20、宜的植物，则表现出有效肥力低。例如能使侧柏生长良好的石灰性土壤，如栽种松树则会发生生长不良的现象。这就是土壤肥力的生态相对性。只有把农作物的生态要求和土壤的生态条件、理化性质、养分状况很好地结合起来，土壤的肥力才能得到充分利用，这就是生产实践中强调的“适宜种植” 。农林业生产中，土壤因素是其5中最重要的因素之一，有时甚至是决定性的因素。（第四节 土壤的地位和种类）一、土壤在农学类绿化中的地位土壤对城市居民的生活有多方面的影响。楼房及一切建筑物、道路等都以土壤为基础，对城市污染来说，土壤是一个净化系统，城市绿化也是离不开土壤。植物的生长发育都以土壤为基础。植物生长发育需要的水分、养分、空气等都是
21、土壤供给的。植物的成活率、生长发育状况，能否显示出品种的优良性能，首先取决于土壤条件。植物种类繁多，对土壤条件的要求差异很大。如雪松等松属植物。要求疏松的微酸性土壤。垂柳等树种虽然能在低洼潮湿的河边生长，但不耐盐碱。泡桐能耐盐碱，但不耐水湿。在花卉植物中，杜鹃、茶花等适宜在微酸性土壤中生长。菊花、牡丹等则喜在石灰性土壤中生长。总之，在农学类绿化工作中只有做到“适地适树 ”才能达到预期的效果。对植物来说，真正做到“ 适地适树”是有较大难度的。还必须使树木、花卉等表现出品种优势。这就要求农学类工作者不但要全面了解土壤的特性，还要掌握土壤的改良措施。只有具备较全面的土壤知识，才能真正把工作做好，给城
22、镇居民创造更加美好的生活环境。对植物的种植工作来说，除应注意土壤肥力状况及土壤肥力的相对生态性外，还必须掌握一定的施肥理论及施肥技术。因为肥料能给植物提供正常生长发育需要的养分物质，还能改善土壤理化性质，使土壤能按农学类植物的需要改变有关的性质和肥力状况。肥料学的发展初期是以有机物作为肥料的。1840 年德国化学家李比西批判了腐殖质营养论，提出了矿质营养学说，即土壤中的矿物质是一切绿色植物惟一的养料。有机肥料对植物起的作用不是其中的有机质，而是由于有机质分解产生的矿物质。从此为现代肥料工业奠定了理论基础。作物、树木和花卉的施肥要注意有机肥料和无机肥料的配合。因有机肥料具有无机肥料所不能替代的特
23、殊作用。同时不同的农学类植物对肥料的元素含量及性质的要求也是不同的。这就要求农学工作者要熟悉肥料的性质及施用技术。总之，土壤肥料在农学类绿化中的作用是很重要的。即植物的生长发育状况主要是由土壤性质、肥力状况决定的，而土壤性质及肥力状况又受施肥的影响。二、土壤的特性及其种类对土壤的利用应根据植物生物学特性所要求的土壤条件，把植物种植在适宜其生长的土壤中，同时对已生长植物的土壤，应根据植物对土壤条件的需要，人为地调节和改良土壤肥力因素，以满足植物需要的土壤条件。使作物、树木和花卉按照预期的目的生长发育。从土壤的形成过程来讲，可分为自然土壤（自然植被下形成的未受人为活动干扰的土壤）和耕作土壤（人为耕
24、耘、管理条件下稳定种植农作物的土壤） 。由于生产不断地发展，人民的生活水平不断改善，对土壤的利用也向多方面发展。果园土壤不再存在耕作层、犁底层。城市绿地原来土层遭到不同程度的破坏，填充物变成了主体，加上管理的差异、不同植物的影响、污染的轻重等因素，又形成了既不同于自然土壤又不同于耕作土壤的另一类型的土壤园林土壤可分为 3 种类型：城市绿地土壤、保护地土壤和盆栽土壤。城市绿地土壤 主要有公园、苗圃及专用绿地的土壤。这类土壤受城市自然因素的影响较大，降水量、气温等对土壤有一定的影响。同时还受人为因素的干扰，如：熟土层的移动、建筑、堆积、践踏、挖掘等，打破了原来的成土过程，原来的土层分布已无规律可循
25、，土壤三相比例发生变化、侵入体增加，土壤肥力遭到不同程度的破坏。保护地土壤 指温室和塑料大棚下的土壤。这种土壤温度高，蒸发量大，没有天然降水的淋溶作用。常造成表土盐化等不利植物生长的因素。盆栽土壤 指盆栽花卉和盆栽盆景用的栽培土。实际上盆栽土壤是人工配制的土壤。因盆栽土层薄、土体小、干湿变化、土温变化频繁，对水、肥、气、热都有较高的要求。三、农学类土壤学的教学目的土壤肥料学是农学类、经济林、果树、植保、生命等专业的基础课，其教学目的是：通过理论讲授、课堂实习、实验、教学实习等教学环节，掌握土壤肥料学的基本理论知识、基本操作技能；能够利用所6学的土壤肥料知识发现并解决农学类绿化工作和花卉生产过程
26、中有关土壤肥料方面的问题。要学好土壤肥料学，首先要有明确的目的，即使自己能成为一个优秀的农学类绿化工作者。培养理论联系实际的学风，认真完成实验、实习任务，积极参加有关的课外活动。同时要学好与土壤学有关的课程，如物理学、化学、气象学、植物生理学及农学类植物栽培学、花卉栽培学、农学类生态学等。以扩展知识面，扩展土壤肥料学知识的深度和广度，使学科之间的知识相互贯通，达到学而至用。在学习活动中还应不断学习我国各地农林业生产中有关土壤肥料方面的经验，同时要积极吸收国外先进的土壤肥料技术。在学习过程中要关注土壤科学和肥料科学出现的新理论、新概念、新领域及新技术，以丰富土壤肥料方面的知识，更好地服务于社会。
27、第五节 学习土壤学的要求和任务土壤学是农、林业专业的一门重要专业基础课程。课程内容涉及面较广泛，但应以土壤内容为主。学习土壤学的目的，在于为掌握各自专业生产技术与管理的先进理论和技术，解决生产中的土壤问题。通过土壤学课程的学习、实习实验和期末教学实习，要求学生达到下列几方面的要求。要求学生系统掌握土壤物理、化学和生物学性质，能分析各种肥力性状之间的相互关系；掌握主要上类的分布规律、形成条件、剖面特征、基本理化性状和利用改良；掌握常用肥料的性质及其施用的原理和方法。要求能鉴别主要的岩石、母质类型和地形地势，独立进行土壤剖面观察、识别土壤类型，并能进行与生产有关的土壤资源调查工作。要求掌握土壤的常
28、规分析方法，并能对数据进行整理和应用。农、林业生产在我国具有特别重要的意义，所涉及的上壤问题，主要有两方面：一方面是土壤的合理区划和利用问题，另一方面是土壤肥力的保持和提高问题。复 习 题1名词解释：土壤、土壤肥力、有效肥力、潜在肥力。2土壤与人类的密切关系主要表现在哪些方面？3什么是土壤肥力生态的相对性？4按土壤形成过程可分为哪些土壤？7第二章 地学基础知识第一节 造岩矿物土壤是由岩石转化而来的。从大块的坚硬岩石到疏松而具有肥力的土壤要经过漫长而复杂的变化过程。在这一过程中可概括为两个阶段，即岩石的风化作用和土壤的形成过程。因为不同的因素对土壤的形成有直接或间接的影响，所以形成的土壤既有共性
29、又有差异，我们首先讨论各种因素在土壤形成中的作用。矿物质是构成土壤的基本物质，又是植物矿质营养的源泉，是全面影响土壤肥力高低的一个重要因素。土壤中的矿物质来自岩石的风化物。而岩石又是由矿物组成的，不同的矿物构成不同的岩石。不同的岩石经过风化作用，形成土壤中的矿物质。所以矿物能影响土壤的理化性质和大壤养分状况。一、矿物的概念矿物是地壳中的化学元素在各种地质作用下形成的自然产物，是岩石的组成单位。矿物可以是单一元素组成的，也可以是几种元素的化合物。矿物都具有一定的化学成分和物理性质。形成岩石的矿物称为造岩矿物。矿物是地壳中的化学元素在各种地质作用下形成的自然产物，矿物可以是单一元素所组成的，也可以
30、是几种元素组成的化合物。矿物的化学成分和内部构造都是比较均一的，因而具有一定的物理和化学性质，并以各种形态（固态、液态、气态）存在于自然界中。自然界的矿物绝大多数是固态，少数为液态或胶体状态。（一）原生矿物和次生矿物矿物按成因可分为原生矿物和次生矿物。1原生矿物 由地壳深处熔融状态的岩浆冷凝固结而形成的矿物称原生矿物。如石英、长石、云母、辉石、角闪石等。2次生矿物 原生矿物经物理、化学风化作用，组成和性质发生化学变化，形成的新矿物称次生矿物。如方解石、高岭石等。（二）结晶矿物和非结晶矿物固体矿物按其内部构造不同，分为结晶质和非结晶质两种。1结晶矿物 结晶矿物指各种原子在三维空间有序地重复排列的
31、矿物。绝大多数矿物是结晶矿物。2非结晶矿物 非结晶矿物又称无定形矿物。原子作无序或短程有序排列，无法用 X 射线或电子衍射检测其晶体结构的矿物或其他固态物质。如蛋白石等。已发现的矿物有 3000 多种，而构成岩石的矿物仅二三十种，在岩石中常见的矿物只有IO 多种。从土壤学要求识别岩石中的矿物来看，掌握矿物主要的物理性质是很重要的。二、矿物的物理性质矿物的物理性质是多方面的，其中最具有鉴定意义的有：颜色、条痕、光泽、解理、断口、硬度等，此外，尚有透明度、弹性、比重等。（一）颜色矿物的颜色最容易引起人们的注意，有些矿物就是按其颜色来命名的，如黄铜矿、赤铁矿等，所以，颜色是鉴定矿物的重要特征之一。根
32、据矿物呈色的原因，分为自色、他色和假色三种。自色 是矿物本身所固有的颜色，它与矿物的成分和构造有关，如磁铁矿的铁黑色，孔雀石的翠绿色等。8他色 是由于外来的带色杂质、气泡等色体所引起的，与矿物本身的化学成分及构造无关，易变化而不稳定，如无色透明的水晶可被染成紫色、玫瑰色、黑色等便是很好的例子。假色 是由于矿物内部解理面、表面氧化膜等所引起的光线干涉作用的呈色现象，如方解石内部微细解理面所呈之晕色，斑铜矿表面的蓝、紫色就是氧化薄膜造成的。（二）条痕条痕就是矿物粉末的颜色，将矿物在未上釉的瓷板上进行刻划，其留下的粉末痕迹就是条痕，条痕色可以消去假色，减弱他色，保存自色，所以条痕比矿物本身呈现的颜色
33、更为固定，因而更具有鉴定意义。如黄铁矿是淡黄色的。条痕却是黑色。黄铜矿是铜黄色的，而条痕却是绿黑色。鉴定条痕，只限于硬度比瓷板小的矿物，因硬度比瓷板大的矿物，刻划后所得之份末则是瓷板的粉末了（三）光泽光泽是矿物表面对光线反射所呈现的光亮。矿物的光泽可分为金属光泽、半金属光泽和非金属光泽金属光泽是具有金属的光亮，如黄铁矿、黄铜矿等。一般具金属光泽的矿物，条痕为黑色或深色，不透明的矿物常具金属光泽。透明和半透明的浅色矿物，通常不具金属光泽，称为非全属光泽。界于金属光泽和非金属光泽之间的称为半金属光泽，如赤铁矿即具有半金属光泽。非金属光泽又分为金刚光泽、玻璃光泽、脂肪光泽、珍珠光泽和丝绢光泽。金刚光
34、泽的光亮很强，如金刚石，玻璃光泽的光亮似玻璃的断口所具的光亮；透明矿物如方解石、板状石膏常具有玻璃光泽，石英的断口具脂肪光泽；云母、滑石等具有珍珠光泽；纤维石膏、石棉等具有丝绢光译。（四）硬度矿物抵抗外力摩擦或刻划的能力称为硬度。一般采用摩氏硬度计来确定矿物的相对硬度。摩氏硬度计是以十种硬度不同的矿物作标准，用相互比较的方法来确定某种矿物的相对硬度。表 2-1 摩氏硬度表硬度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10矿物 滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石在野外为了便于测定矿物硬度，可用指甲 25、铜板 30、小刀 55、玻璃片 55、钢挫 65 等作为测定硬度
35、的代替工具。（五）解理和断口矿物受外力作用后，沿着一定方向的平行面裂开，这种现象称为解理，而裂开后形成的光滑平面则称为解理面。如矿物受外力作用后，不沿一定的方向裂开，而是破裂成不平坦、不规则的断面，则称之为断口。解理按其完善程度分为：极完全解理矿物极易裂成薄片状，可用手剥开，解理面完整而光滑，断口极难看见，如云母、绿泥石等。完全解理受力后易沿解理面裂成小块，解理面亦光滑，断口少见，如方解石、方铅矿等。中等解理在破裂面上可以大致地看到平整的解理面，但亦经常可见断口，如长石、辉石等。不完全解理解理面不清晰，难以发现，如磷灰石、锡石等。极不完全解理实际上是没有解理，常具贝壳状断口，如石英。断口可按形
36、状分为：贝壳状、锯齿状（纤维石膏） 、参差状（黄铁矿） 、土状（高岭石）及平坦状（蛇纹石）断口。9上述的一些矿物性质，不一定对每种矿物都需应用，因为有许多矿物只有某几种性质显著，常常根据一、二种性质就可以鉴定其为某种矿物。也有一些矿物，根据以上的性质不易确定，尚需用光学和化学方法来鉴定。三、主要的造岩矿物及其特性（一）石英 SiO2石英一般白色透明，含有杂质时呈其他颜色，含有机质呈烟灰色，含铁时呈红色，含锰时呈紫色。玻璃光泽、油脂光泽，硬度 70。纯石英称水晶，具有多种颜色的同心条带状构造的隐晶质石英（石髓）称玛淄。石英是最主要的造岩矿物，分布最广，为酸性岩浆的主要成分，在沉积岩和变质岩中也常
37、见。石英在岩石中常呈不透明或半透明晶粒状，烟灰色，油脂光泽。石英的伴生矿物是云母、长石。石英硬度大，化学性质稳定，不易风化，岩石风化后，石英形成砂粒，含砂粒多的土壤，含盐基少，形成的母质养分一般贫乏，酸性也较强。（二）长石类长石类是钾、钠、钙的铝硅酸盐，也是地壳中分布最广的矿物。长石因化学成分不同，又分成正长石和斜长石两大类。1正长石 KalSi3O8 又称钾长石，晶体短柱状，肉红色、浅黄色、浅黄红色等，玻璃光泽，完全解理，硬度 6.0。正长石多存在于浅色岩浆岩中，如花岗岩、正长岩。正长石在岩石中呈晶粒，长方形的小板状，板面具有玻璃光泽。伴生矿物为石英、云母等。正长石易风化，风化后形成粘土矿物
38、高岭石等，可为土壤提供大量 K 养分。正长石类矿物一般含氧化钾 16.9。2斜长石 Na（AlSi 3O8）Ca（Al 2Si2O8）斜长石是由钠长石和钙长石以不同比例混合而成。斜长石常呈板状和柱状晶体。白色或灰白色。玻璃光泽，完全解理，硬度6065。斜长石在自然界分布极广，主要存在于闪长岩、辉长岩及变质岩中。在岩石中多呈晶粒，长方形板状，白色或灰白色，玻璃光泽。伴生矿物主要是辉石和角闪石。斜长石比正长石容易风化，风化产物主要是粘土矿物，能为土壤提供 K、Na、Ca 等矿物养分。（三）云母类云母类因化学成分不同而分为白云母和黑云母。1白云母 KH2Al3Si3O12 常见片状、鳞片状。白云母无
39、色透明或浅色（浅黄、浅绿）透明。极完全解理，薄片具有弹性，珍珠光泽，硬度 2030。白云母是许多岩浆岩和变质岩的主要矿物，在伟晶岩中常形成大晶体。伴生矿物为石英等。白云母较难风化，风化产物为细小的鳞片状，强烈风化后能形成高岭石等粘土矿物。2黑云母 KH2（Mg，Fe） 3AlSi3O12深褐色或黑色，其他性质同白云母。黑云母主要分布在花岗岩、片麻岩和结晶片岩中，伴生矿物是石英、正长石等。黑云母较白云母易于风化，风化物为碎片状。白云母和黑云母均含 K，是土壤 K 的重要来源之一。（四）普通角闪石 Ca（Mg，Fe） 3Si4O12角闪石呈细长柱状，深绿至黑色，玻璃光泽，完全解理，硬度 5.06.
40、0,角闪石主要分布在岩浆岩和变质岩中的片麻岩和片岩中。在岩石中呈针状或纤维状。伴生矿物为正长石、斜长石和辉石，角闪石易风化，风化产物为粘土矿物。（五）辉石 Ca（Mg，Fe）Si 2O6呈短柱状、致密块状，棕至暗黑色，条痕灰色，中等解理，硬度 55。辉长岩和玄武岩中，在岩石中多呈晶粒状。伴生矿物为角闪石、斜长石、辉石等，较角闪石难风化，风化物为粘土矿物，富含 Fe。（六）橄揽石（Mg，Fe） 2SiO4、蛇纹石 H4Mg3Si2O9橄榄石呈粒状集合体出现，橄榄绿色，玻璃光泽或油脂光泽。橄榄石为超基性岩的主要10组成矿物，伴生矿物为斜长石、辉石，不与石英共生，易风化，风化产物有蛇纹石、滑石等。蛇
41、纹石呈污绿色，玻璃光泽或油脂光泽，断口上有时呈蜡状光泽，比重 25，硬度2040。（七）绿泥石（Mg，Fe） 5Al（AlSi 3O10） （OH） 8绿泥石种类多，成分变化大，结晶体呈片状、板状，一般呈鳞片状存在。暗绿色至绿黑色。完全解理，玻璃光泽至珍珠光泽。绿泥石由黑云母、角闪石、辉石变质而成。存在于变质岩中，如绿泥石片岩。较难风化，风化物为细粒。（八）方解石 CaCO3方解石为次生矿物，呈菱形，半透明，乳白色，含杂质时呈灰色、黄色、红色等，完全解理，玻璃光泽。与稀盐酸反应生成 CO2气泡。无色透明者称冰洲石。方解石分布很广，是大理岩、石灰岩的主要矿物，常为砂岩、砾岩的胶结物，也可在基性喷
42、出岩气孔中出现。方解石的风化主要是受含 CO2的水的溶解作用，形成重碳酸盐随水流失，石灰岩地区的溶洞就是这样形成的。（九）白云石 CaCO3MgCO3白云石是由方解石、菱美矿结合而成，呈弯曲的马鞍状、粒状、致密块状等，灰白色，有时带微黄色，玻璃光泽，性质与方解石相似，但较稳定，与冷盐酸反应微弱，只能与热盐酸反应，粉末遇稀盐酸起反应，这是与方解石的主要区别。白云石是组成白云岩的主要矿物，也存在于石灰岩中。风化物是土壤 Ca、Mg 养分的主要来源。（十）磷灰石 Ca5（PO 4） 3（F，Cl）磷灰石呈致密块状、土状等。灰白、黄绿、黄褐等色，不完全解理，硬度 5.0。在矿物上加钼酸铵，再加一滴硝酸
43、即有黄色沉淀生成，这是鉴别磷灰石的主要方法。磷灰石以次要矿物存在于岩浆岩和变质岩中。较难风化，风化产物是土壤磷养分的重要来源。（十一）石膏 CaSO 42H2O8石膏呈板状、块状、无色或白色。玻璃光泽或丝绢光泽。硬度 20，是干旱炎热气候条件下的盐湖沉积。常作土壤改良剂。（十二）氧化铁类氧化铁包括赤铁矿（Fe 2O3） 、褐铁矿（2Fe 2O33H2O） ，磁铁矿（Fe 3O4）和黄铁矿（FeS 2）等。赤铁矿常将土壤染成红色，褐铁矿为含水氧化铁，褐色或深褐色，可把土壤染成黄褐色。磁铁矿为黑色，有磁性，风化后成赤铁矿。黄铁矿金黄色似金属铜。（十三）粘土矿物粘土矿物是隐晶质或非晶质含铝（或镁）硅
44、酸盐矿物的总称。土壤中常见的次生粘土矿有：高岭石，是底面间距约 072nm 的 1：1 型层状硅酸铝矿物，层间没有阳离子和水分子，相邻单元晶层间通过氢键联结，无胀缩性，晶型较完整，典型的呈六方片状。高岭石呈致密土状，白色，含杂质时呈杂色，有泥土味和滑感。蒙脱石，曾称“ 微晶高岭石 ”，二八面体蒙托石系列中富镁的矿物。层电荷主要来自八面体内，Mg 2 置换 Al3 。为细小的鳞片状，致密块状，白色带浅灰色。伊利石，是常见于泥质沉积物中的二八面体水云母，单元晶层间常具局部胀缩性。呈片状， 。由云母风化而成。（十四）含水氧化铝 Al 2O3nH2O含水氧化铝即铝土矿，土状或块状白色或灰色，含铁时呈黄
45、褐色或淡红色，铝硅酸盐在湿热气候条件下，彻底分解而产生的，我国红壤、黄壤含量较多。第二节 主要成土岩石岩石是一种或几种矿物组合而成的自然集合体。岩石都有一定的矿物组成，结构和构造。自然界的岩石按成因可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。11一、岩 浆 岩（一）岩浆岩的形成和类型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。岩浆上升并喷出地表，凝固而成的岩浆岩称喷出岩。岩浆上升并未穿出地表，在一定的深度凝固而成的岩浆岩称侵入岩。侵入岩又分为两种：在地壳相当深处凝固而成的叫深成岩，在接近地表面形成的叫浅成岩。（二）岩浆岩的结构和构造1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
46、结合方式。岩浆岩的主要结构有：（1）全晶质等粒结构岩石中的矿物全部为显晶质，颗粒大小大致相同。又可分粗粒（颗粒直径大于 5mm） 、中粒（5lmm）和细粒（l002mm）3 种。（2）斑状结构岩石中矿物颗粒显著不等，大者称斑晶，小者称基质（或石基） 。基质一般为非晶质或隐晶质，如果为显晶质，则称似斑状结构。（3）隐晶质（致密状）结构肉眼不能看见的结晶（在显微镜下才能看到的结晶） 。（4）玻璃质结构岩石面像玻璃表面的结构，即使在显微镜下也不能分辨出晶体。2岩浆岩的构造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。主要构造有：（1）块状构造矿物排列完全没有次序和方向，好像性质均一的大块
47、体，如花岗岩。（2）流纹状构造矿物呈似平行条状排列，形似流纹，如流纹岩。（3）气孔状构造岩石有气孔孔隙，如玄武岩。（4）杏仁状构造有气孔状构造的岩石，气孔被次生矿物填充后形成的构造。风化物同闪长岩的风化物。（三）主要的岩浆岩1酸性岩 SiO 2含量在 65以上。（1）花岗岩为酸性深成岩，全晶质中到粗粒结构，块状构造。组成矿物为正长石、石英、黑云母、角闪石、磷灰石等，颜色为肉红色或浅灰色。风化时石英难风化形成砂粒。长石、云母形成粘粒。风化物砂粘适中，物理性质良好。（2）流纹岩与花岗岩成分相当的喷出岩。灰红或灰色，流纹状构造，斑晶为长石。石英，基质隐晶质。较花岗岩难风化，风化物酸度大。2中性岩 S
48、iO2 含量 5265。（1）闪长岩中性深成岩，全晶质中至粗粒结构，块状构造。主要矿物是斜长石和角闪石，含少量云母和辉石。呈灰白色或灰绿色。较易风化，风化后产生粘粒较多，能提供较多的 Ca、Mg 养分。（2）安山岩与闪长岩成分相当的喷出岩。灰色、灰褐色、灰绿色。斑状结构。斑晶为斜长石。或隐晶质结构。块状或气孔、杏仁状构造。风化物同闪长岩的风化物。（3）正长岩中性深成岩。全晶质中至粗粒结构，块状构造。主要组成矿物为正长石和角闪石。多为淡红色、灰色或浅黄色。易风化，风化后产生大量粘土矿物，可释放大量K、Ca 等元素。（4）粗面岩矿物成分与正长岩成分相当的喷出岩。常呈浅灰、浅黄、浅红等色。斑状结构，
49、斑晶为透明的正长石。基质为隐晶质或玻璃质。块状构造，也有杏仁或气孔状构造。风化物同正长岩的风化物。3基性岩 SiO2 含量 4552。（1）辉长岩基性深成岩，全晶质中至粗粒结构，块状构造。主要组成矿物是辉石和斜长石，其次是角闪石和黑云母。深灰色或绿灰色。易风化，风化产物多为粘土矿物，产生的氧化铁、锰等使土壤呈黄棕色或红色。（2）玄武岩与辉长岩成分相当的喷出岩。斑状或隐晶质结构，气孔状或杏仁状构造。12深灰或黑色。风化物似辉长岩的风化物。4超基性岩 SiO2含量小于 45。主要是橄榄岩，组成矿物是橄榄石，深成岩，全晶质结构，深绿、绿褐或黑色，易风化，风化物铁锈色，含较多的 Fe、Ca、Mg 等元素。5脉岩 在原深成岩的裂隙中，由岩浆填充而形成的岩石。常呈脉状，故称脉岩。脉岩实际上是一种浅成侵入岩。在岩石中的脉岩称岩脉。常见的脉岩是伟晶岩，由石英、长石、云母等浅色矿物组成，结晶颗粒粗大。颗粒细者称细晶岩。由辉石、角闪石等深色矿物组成的脉岩
