Download Bài tập Gis và viễn thám and more Exercises Virtual Reality in PDF only on Docsity!
Giáo viên giảng dạy: Nguyễn Thị Bích Phượng Bộ môn Khoa học Đất
Giáo viên giảng dạy: ThS. Nguyễn Thị Bích Phượng
TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA LÂM HỌC
BỘ MÔN: KHOA HỌC ĐẤT
Hà Nội,
TÀI LIỆU THAM KHẢO
MÔN: KHOA HỌC ĐẤT
Hà Nội, tháng 9 năm 2021
CHƯƠNG I
KHOÁNG VẬT VÀ ĐÁ HÌNH THÀNH ĐẤT
1.1. Khoáng vật hình thành đá và đất 1.1.1. Khái niệm
Khoáng vật là những hợp chất hoá học tự nhiên và các nguyên tố tự nhiên (ít gặp hơn), là thành phần cấu tạo của vỏ trái đất.
Khoáng vật tạo nên phần khoáng của đất chiếm khoảng 60 – 90% khối lượng đất và tăng theo chiều sâu phẫu diện đất. Các quá trình hình thành khoáng vật: 3 con đường a. Quá trình nội sinh
- Xảy ra ở bên trong trái đất, từ những khối Silicat nóng chảy ở nhiệt độ cao, gọi là Macma.
- Gồm các giai đoạn: giai đoạn Macma, giai đoạn Pecmatit, giai đoạn nhiệt dịch, khí hóa. b. Quá trình ngoại sinh b1. Quá trình phong hoá
- Là các quá trình ngoại sinh diễn ra ngay trên bề mặt trái đất, nơi chịu ảnh hưởng của năng lượng mặt trời cùng các yếu tố không khí, nước… phát sinh quá trình phá huỷ khoáng vật và đá cả về mặt lí học và hoá học.
- Kết quả: tạo những hợp chất mới: oxyt, hydroxyt, cacbonat và các khoáng sét thứ sinh. b2. Quá trình trầm tích Một phần các sản phẩm của quá trình phong hoá bị hoà tan và cuốn theo nước, lắng tụ ở đáy sâu của biển, sông hồ hình thành các khoáng vật như Halit (NaCl), Sinvinit (KCl), Thạch cao (CaSO 4 .2H 2 O). b3. Quá trình sinh hoá Do tác dụng của hoá học và sinh học hình thành khoáng vật. c. Quá trình biến chất Các khoáng vật hình thành từ quá trình nội sinh và ngoại sinh trong điều kiện mới có sự biến đổi về nhiệt độ và áp suất cao chúng bị biến chất và kèm theo sự tái nóng chảy hoặc tái kết tinh có sự biến đổi sâu sắc cả về kiến trúc, cấu tạo, hình dạng, tính chất hoá học và lý học. 1.1.2. Phân loại khoáng vật Có khoảng 2000 loại khoáng vật, gồm: 44% là Silicat. 25% là các oxyt và hydroxit. Khoảng 20% các hợp chất sunphua, sunphat. 11% là tất cả các khoáng vật còn lại. Đa số khoáng vật ở thể rắn, một số ở thể lỏng và khí. 1.1.3. Tính chất chung của khoáng vật a. Tính chất hoá học
- Tính chất hoá học của khoáng vật phụ thuộc vào thành phần hoá học của chúng.
b3. Màu vạch
- Là màu của bột khoáng vật.
- Có loại màu vạch cùng màu với màu của khoáng vật. Ví dụ: Thần sa (HgS): màu đỏ
- Nhiều khoáng vật có màu vạch khác với màu của bản thân nó. Ví dụ: Hemantit có màu đen nhưng màu vạch lại là màu đỏ gụ. b4. Độ trong suốt
- Chỉ mức độ của khoáng vật cho ánh sáng xuyên qua hoàn toàn, nửa hoàn toàn, không cho ánh sáng xuyên qua.
- Có ba mức độ khác nhau:
- Trong suốt: Pha lê, Thạch anh
- Bán trong suốt: Canxit, Fluorit
- Không trong suốt: Pyrit, Magietit b5. Vết khía
- Vết khía mặt nọ thẳng góc với mặt kia. Ví dụ: Pyrit.
- Vết khía song song với bề mặt. Ví dụ: Tuocmalin.
- Vết khía thẳng góc với các cạnh của bề mặt. Ví dụ: Thạch anh. b6. Ánh Phát sinh so hiện tượng phản xạ ánh sáng của khoáng vật.
- Cường độ và đặc tính của ánh sáng phụ thuộc vào chiết suất của khoáng vật và hệ số hấp phụ.
- Ánh: hầu như không phụ thuộc vào màu của khoáng vật.
- Có các loại ánh sau:
- Ánh thủy tinh: nước đá, fluorit.
- Ánh kim cương. Ví dụ: Kim cương
- Ánh bán kim. Ví dụ: Thần sa, Hematit
- Ánh kim. Ví dụ: Thép, Vàng, Galen
- Ánh mỡ: Trên mặt không bằng phẳng của khoáng vật thấy có ánh phủ như một màng mỏng: muối mỏ, lưu huỳnh.
- Ánh mờ: ánh của mặt xốp nhẹ. Ví dụ: Kaolinit
- Ánh xà cừ: ở những khoáng vật trong suốt, cấu tạo bởi những tấm mỏng khi ánh sáng đi qua sẽ bị nhiễu loạn và xuất hiện mầu cầu vồng. VD: Mica trắng.
- Ánh xi. Ví dụ: Opan
- Ánh tơ: Ánh của KV có cấu tạo sợi tơ. VD: Asbet. b7. Cắt khai Khi đập vỡ, khoáng vật tách theo những mặt phẳng xác định.
- Mặt cắt khai luôn song song với một trong những mặt của tinh thể.
- Tùy theo mức độ, chia thành:
- Cắt khai rất hoàn toàn: Khi đập vỡ, khoáng vật tách thành lá mỏng. VD: Mica.
- Cắt khai hoàn toàn: Khi đập vỡ, khoáng vật chỉ vỡ thành mặt phẳng tương ứng với một mặt của tinh thể tạo thành những mặt giới hạn bởi mặt cắt khai. VD: Muối mỏ, Canxit.
- Cắt khai TB: Diện tích lượng mặt phẳng và không phẳng gần bằng nhau trên mặt vỡ của khoáng vật. VD: Fensfat, Hoocblen.
- Cắt khai không hoàn toàn: Q/s mặt vỡ của KV khó phát hiện được mặt phẳng. VD: Canxiterit.
- Không cắt khai: Khi đập vỡ, khoáng vật không vỡ theo mặt cắt khai. Ví dụ: Kaolinit b8. Vết vỡ Dạng bề mặt vỡ khi đập khoáng vật không vỡ theo mặt cắt khai. Có các dạng:
- Vết vỡ vỏ trai: Bề mặt trong giống mặt trong của trai. VD: Thạch anh.
- Vết vỡ hình móc: Mặt vết vỡ sù sì, phủ những móc nhỏ. VD: Vàng, Bạc, Đồng.
- Vết vỡ sợi: Mặt vết vỡ phủ những sợi nhỏ, trông giống như sợi gỗ chưa bào. VD: Thạch cao sợi.
- Vết vỡ đất: Mặt vết vỡ mỡ, nháp, phủ “bụi”. VD: Kaolinit.
- Vết vỡ hạt: Bề mặt vỡ thấy lấm tấm những phân tử hạt. VD: Than chì, Magietit b9. Độ cứng Thể hiện trình độ chống đỡ của khoáng vật đối với các tác dụng cơ học bên ngoài.
- Độ cứng được quyết định bởi lực liên kết của các phân tử tạo thành khoáng vật. Đây là dấu hiệu quan trọng để nhận biết khoáng vật.
- Các khoáng vật khác nhau thì có độ cứng khác nhau.
- Lấy hai khoáng vật rạch lên nhau, khoáng vật nào rạch được lên khoáng vật khác thì khoáng vật đó có độ cứng lớn hơn. Motsơ đưa ra thang độ cứng như sau:
Tên Công thức Độ cứng Tan Mg 3 Si 4 O 10 2 1 Thạch cao CaSO 4 .2H 2 O 2 Canxit CaCO 3 3 Fluorit CaF 2 4 Apatit Ca 5 [PO4] 3 (F,Cl) 5 Octoklaz K[AlSi 3 O 8 ] 6 Thạch anh SiO 2 7 Topaz Al 2 SiO 4 2 8 Coridon Al 2 O 3 9 Kim cương C 10
- Xác định độ cứng theo một số phương pháp đơn giản như sau: Phƣơng pháp (^) Độ cứng
Dùng móng tay cạo, rạch (^) 1 - 2
Ví dụ: Thạch anh, Hematit,… D. Lớp Hydroxyt
- Gốc OH-
- Đa số có nguồn gốc ngoại sinh, bền vững, cứng rắn, khó bị phá huỷ bởi phong hoá.
- Một số loại được hình thành từ quá trình phong hoá như Gipxit. Ví dụ: Opan, Gơtit,… E. Lớp Sunfua Gốc chung S2- Ví dụ: Pyrit, Chancopyrit, Galen,…. F. Lớp Sunphat
- Thường hay gặp thành khối hay tấm đồng nhất trong các đá trầm tích hoá học.
- Chứa SO 4 2-. Ví dụ: Thạch cao, …. G. Lớp Haloit Gốc chung Cl-, F- Ví dụ: Fluorit, …. H. Lớp photphat Gốc chung PO 4 3- Ví dụ: Apatit,…. I. Lớp Vonframat Gốc chung WO 4 2- Ví dụ: Wonframit,…. J. Nguyên tố tự nhiên Ví dụ: Vàng, Bạc, Đồng, …. *** Ý nghĩa của khoáng vật**
- Tham gia vào sự tạo thành đá (sau đó bị phong hoá tạo mẫu chất, hình thành đất). + Một số khoáng vật được sử dụng để chế biến làm phân bón trong nông lâm nghiệp (Lớp Photphat, Canxit) 1.2. Đá hình thành đất a. Khái niệm và các cách phân loại đá a1. Khái niệm
- Đá là một tổ hợp có quy luật của các khoáng vật, chiếm phần chủ yếu trong cấu tạo vỏ trái đất. Đá là một thể địa chất có lịch sử hình thành riêng.
- Đá mẹ : là đá nằm ở lớp vỏ ngoài hoặc lộ trên bề mặt Trái đất bị phân huỷ bởi tác dụng của phong hoá thành mẫu chất (vật liệu tham gia vào sự tạo thành đất). a2. Các cách phân loại đá Có 2 cách phân loại đá:
Phân loại đá theo nguồn gốc phát sinh:
Phân loại đá theo tỷ lệ SiO 2 có trong đá ( Chỉ có ở đá Macma )
- Đá macma siêu axit (tỷ lệ SiO 2 >75%): VD: Pecmatit,…
- Đá Macma axit (tỷ lệ SiO 2 từ 65 - 75%): VD: Granit, Riolit,…
- Đá macma trung tính (tỷ lệ SiO 2 52 - 65%): VD: Poocfiarit, Sienit, Diorit,…
- Đá macma bazơ (tỷ lệ SiO 2 40 - 52%): VD: Bazan, Diabaz, Gabro,…
- Đá macma siêu bazơ (tỷ lệ SiO 2 < 40%): VD: Peridotit,… b. Đá Macma
- Silicat nóng chảy chứa đầy hơi và khí ở sâu trong lòng trái đất có thể di chuyển hay phun lên mặt đất + Các loại đá tạo thành từ khối macma gọi là đá Macma. b1. Phân loại
- KN: Khối macma từ dưới sâu xuyên lên vỏ của trái đất dần dần nguội đi, kết tinh lại tạo thành đá macma xâm nhập. Ví dụ: Granit
- Phân loại: - Đá macma xâm nhập sâu: tạo thành trong lòng trái đất.
- Đá macma xâm nhập nông: nằm sát mặt đất. (Nhiệt độ khối macma khi tạo thành đá MM xâm nhập nông hạ xuống rất nhanh so với tạo thành đá MM xâm nhập sâu).
- Dạng nằm: Thể nền, thể trụ, thể nấm
Đá Macma
Xâm nhập
Phun trào
Nông
Sâu
Đá Trầm tích
Cơ học
Hóa học và sinh hóa
Hữu cơ
Đá Biến chất
Nhiệt động
Động lực
ĐÁ
- Dựa vào nguồn gốc hình thành của đá
- Đá macma xâm nhập
- Đá macma phun trào
- Dựa vào tỉ lệ SiO 2 có trong đá
- Đá macma axit: SiO 2 > 65%
- Đá macma trung tính: SiO 2 52 ÷ 65%
- Đá macma bazơ: SiO 2 < 52%
- Đá macma siêu bazơ: SiO 2 < 40%
- Đá macma kiềm: tỉ lệ chất kiềm cao + Mô tả đá Macma
- Đá macma siêu axit (tỷ lệ SiO 2 >75%): Pecmatit
- Đá Macma axit (tỷ lệ SiO 2 từ 65 - 75%): Granit, Riolit
- Đá macma trung tính (tỷ lệ SiO 2 52 - 65%): Poocfiarit, Sienit, Diorit
- Đá macma bazơ (tỷ lệ SiO 2 40 - 52%): Bazan, Diabaz, Gabro
- Đá macma siêu bazơ (tỷ lệ SiO 2 < 40%): Peridotit **c. Đá trầm tích
- Khái niệm:** Đá trầm tích là đá hình thành từ sản phẩm phong hoá của các đá có trước hoặc do xác sinh vật tích đọng tạo thành. *** Phân loại đá**
- Trầm tích cơ học: các thể vụn rời rạc hay gắn kết với nhau.
- Trầm tích hoá học: các chất hoà tan trong môi trường bão hoà thì ngưng kết hay tái kết tinh.
- Trầm tích sinh hoá hay trầm tích hữu cơ: Sự lắng đọng của các sản phẩm bị phân giải từ xác sinh vật chết. *** Cấu tạo và kiến trúc của đá trầm tích** + Cấu tạo: Lớp, dòng, khối, trứng cá _ Kiến trúc_* Căn cứ vào kích thước, hình dạng và kiểu gắn kết chia ra:
- Căn cứ vào độ lớn nhỏ của các hạt vụn, chia ra các kiểu kiến trúc sau: Cuội, Cát, Phấn, Sét
- Căn cứ vào hình dạng các hạt, chia ra các kiểu kiến trúc sau:
- Kiến trúc hạt đều tròn nhẵn và kiến trúc hạt đều góc cạnh.
- Kiến trúc hạt không đều tròn nhẵn và kiến trúc hạt không đều góc cạnh. (Ở các đá Trầm tích cơ học, các hạt thường gắn kết với nhau bởi các chất gắn kết gọi là “xi măng”: sắt, vôi, sét, silic…)
- Căn cứ vào kiểu gắn kết chia ra các kiến trúc như sau:
- Xi măng tiếp xúc: Xi măng chỉ có ở bề mặt tiếp xúc giữa các hạt gắn kết. Tỉ lệ các hạt lớn hơn nhiều so với xi măng.
- Xi măng cơ sở: Các hạt lớn hơn như trôi nổi giữa nền xi măng. Tỉ lệ xi măng lớn hơn nhiều so với hạt vụn.
- Xi măng lỗ, viền, viền thứ biến, hỗn độn + Một số loại đá Trầm tích phổ biến _ Trầm tích cơ học_* Gồm: Đá vụn thô : d > 2mm Đá sét: d < 0,01 mm Đá cát : d ~ 2 ÷ 0,05 mm Đá hỗn hợp Đá phấn sa : d ~ 0,05 ÷ 0,01 mm
_ Đá trầm tích hoá học và sinh hoá_* Ví dụ: Đá vôi
- Được hình thành do kết tủa CaCO 3 từ dung dịch thật (trầm tích hoá học) hoặc do xác sinh vật chứa nhiều CaCO 3 tích đọng lại (trầm tích sinh học).
- Màu trắng, hồng, xám, xanh, xám đen.
- TPKV chủ yếu : Canxit, ngoài ra còn gặp Aragonit, Kaolinit, Thạch cao, Oxyt sắt, nhôm, Đôlônit.
- Gặp nhiều ở các tỉnh phía Bắc Hà Giang, Cao Bằng, lạng Sơn, Sơn La.
- Đất hình thành trên đá vôi có màu đỏ, nâu đỏ, đặc biệt có màu đen. _ Đá trầm tích hữu cơ_* . Than bùn
- Hình thành do sự phân giải không hoàn toàn xác thực vật trong điều kiện dư ẩm và thiếu oxy (vùng đầm lầy).
- Màu đen, nâu đen hay xám đen.
- Khi khô rất nhẹ, xốp, chứa nhiều di tích thực vật.
- Được sử dụng làm chất đốt, làm nguyên liệu để sản xuất phân bón cho sản xuất nông nghiệp. . Than đá
- Nguồn gốc: từ thực vật. d. Đá biến chất
- Khái niệm : Đá biến chất là đá được hình thành do đá macma, đá trầm tích bị biến đổi mạnh mẽ (cả về kiến trúc, cấu tạo, TPHH và khoáng vật) trong điều kiện nhiệt độ cao và áp suất lớn.
- Nguyên nhân : Nhiệt độ cao và áp suất lớn do các hoạt động địa chất diễn ra trong vỏ trái đất như hoạt động Macma, hoạt động kiến tạo… Giới hạn dưới của nhiệt độ là 350^0 C, của áp suất là 250÷300atm bắt đầu gây biến chất đá.
- Tên gọi đá biến chất
- Đá Biến chất có nguồn gốc biến chất từ đá Macma, thì tên gọi của nó thêm chữ “Octo” vào đầu. Ví dụ: Octognai chỉ loại bị biến chất từ đá Gnai.
- Đá Biến chất có nguồn gốc biến chất từ đá Trầm tích thì thêm chữ “Para” vào đầu tên của nó. Ví dụ: Paragnai, chỉ loại đá bị biến chất từ đá Trầm tích. _ Các quá trình biến chất:_* Biến chất động lực, Biến chất nhiệt, biến chất cao nhiệt, biến chất nhiệt động, biến chất tiếp xúc, Biến chất trao đổi. _ Cấu tạo đá biến chất:_* Cấu tạo khối trạng, cấu tạo phân phiến, cấu tạo dải, cấu tạo dòng, cấu tạo khúc dồi. _ Kiến trúc:_* Kiến trúc tàn dư, cà nát, biến tinh (dạng hạt, dạng vẩy) *** Mô tả đá biến chất** Ví dụ: * Đá Gnai (thuộc nhóm đá biến chất nhiệt động)
- Nguồn gốc: từ Granit, Đioxit, Cát kết…
- TPKV chính: Fenspat, Thạch Anh, Mica TPKV phụ: Hoocblen, Pyroxen, Granat…
- Cấu tạo: dải, dòng
- Kiến trúc hạt biến tinh
- Ở VN thường gặp ở thượng nguồn sông Chảy, KonTum…
CHƯƠNG II
PHONG HOÁ VÀ SỰ HÌNH THÀNH ĐẤT
*1. Sự phong hóa đá và khoáng Khái niệm: là sự phá hủy khoáng vật và đá về lượng và chất dưới tác động **_của môi trường (Khí quyển, thuỷ quyển, sinh quyển).
- Các loại phong hóa:_** Căn cứ vào đặc điểm của những nhân tố tác động, phong hóa chia làm 3 loại:
- Phong hóa lý học
- Phong hóa hóa học
- Phong hóa sinh vật Sự phân chia các quá trình phong hoá chỉ mang tính chất tương đối vì trong thực tế các yếu tố ngoại cảnh đồng thời tác động lên khoáng vật, đá. Do vậy, ba quá trình phong hoá đồng thời diễn ra và các quá trình phong hóa liên quan mật thiết, hỗ trợ cho nhau, tuỳ điều kiện cụ thể mà một trong ba quá trình xảy ra mạnh hơn. A. Phong hóa lý học __* Khái niệm: là sự vỡ vụn có tính chất lý học đơn thuần của khoáng và đá trên bề mặt Trái đất. Trong quá trình này, thành phần và tính chất **_của chúng không biến đổi.
- Tác nhân_** (1) Nhiệt độ + Sự thay đổi nhiệt độ làm cho các khoáng vật có trong đá bị co dãn không đều dẫn đến đá bị vỡ ra. Các khoáng vật có hệ số co dãn rất khác nhau. (VD: Hệ số co dãn của khoáng vật Thạch anh là: 0,00031, Canxit: 0,0002) Vì vậy, khi nhận một lượng nhiệt như nhau, chúng sẽ co dãn theo các phương khác nhau và mức độ khác nhau làm đá bị rạn nứt và vỡ vụn. + Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các mùa trong năm, giữa ban ngày và ban đêm càng lớn thì phong hoá lý học diễn ra càng mạnh. Ví dụ: Vùng sa mạc thường có sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm lớn nên vào ban đêm có thể nghe được tiếng nổ vỡ của đá trong vùng. + Trong đá thường có các lỗ hổng và các vết nứt nguyên sinh chứa đầy khí hay nước. Khi nhiệt độ hạ thấp dưới 0^0 C, nước ở thể lỏng chuyển thành thể rắn làm tăng thể tích, tạo áp suất lớn lên thành khe nứt làm cho đá bị vỡ ra. + Nhiệt độ - nước - muối: đối với vùng khô hạn nước chứa muối, nước bốc hơi để lại muối kết tinh làm cho thể tích của muối tăng lên gây áp lực vào hai thành bên làm tăng cường sự nứt vỡ của đá và khoáng vật. + Màu sắc của đá, khoáng vật càng sẫm thì khả năng nhận nhiệt càng mạnh nên đá, khoáng vật càng dễ bị phá vỡ hơn. (2) Nƣớc chảy, gió thổi Các mảnh vụn sinh ra có thể di chuyển đi nơi khác theo dòng nước chảy hoặc gió thổi sẽ phá huỷ đá trên đường di chuyển của chúng. (3) Áp suất: chủ yếu là sự thay đổi áp suất của mao quản trong đá, khoáng. → Sự tác động của từng nhân tố: nhiệt độ, áp suất, hay các yếu tố nước chảy, gió thổi đã gây phá huỷ đá, khoáng rất rõ rệt. Trong thực tế, các nhân tố này luôn có sự tác động tổng hợp làm quá trình phong hoá lý học diễn ra rất mạnh mẽ. *** Kết quả sự phong hoá lý học**
- Đá, khoáng vỡ vụn, tơi xốp có khả năng thấm khí, nước.
- Bề mặt tiếp xúc đá, khoáng với môi trường xung quanh tăng lên tạo điều kiện cho phong hóa hoá học và những tác nhân khác có điều kiện xâm nhập và phá hủy mạnh hơn.
- Phong hoá lý học có tính chất tiên phong, tạo điều kiện thuận lợi cho phong hoá hoá học và phong hoá sinh vật. **B. Phong hóa hóa học
- Khái niệm** : là sự phá hủy đá và khoáng bằng các phản ứng hóa học. *** Tác nhân:** H 2 O, CO 2 , O 2. *** Các quá trình chủ yếu**
- Quá trình hoà tan
- Quá trình hydrat hoá
- Quá trình thuỷ phân
- Quá trình oxy hoá Quá trình hòa tan
- Khái niệm: là hiện tượng các khoáng vật và đá bị hoà tan trong nước. Hầu như tất cả các khoáng vật và đá bị hoà tan trong nước, nhưng mạnh nhất là các khoáng vật của lớp cacbonat và muối mỏ.
- Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình hòa tan
- Độ pH : Sự hòa tan tăng lên khi H 2 O chứa CO 2 làm giảm độ pH và làm cho lượng muối Cacbonat tăng lên rõ rệt. CaCO 3 + H 2 O + CO 2 ↔ Ca(HCO 3 ) 2 Vùng núi đá vôi, kết quả của sự hoà tan sẽ hình thành nên các chuông nhũ, mầm đá, cột đá, vách đá đặc trưng cho dạng địa hình Kastơ.
- Nhiệt độ : Nhiệt độ tăng làm tăng quá trình hòa tan. Thông thường, nhiệt độ tăng lên 10oC thì sự hòa tan tăng 2 ÷ 3 lần.
- Bề mặt tiếp xúc : Bề mặt tiếp xúc của chất tan với dung môi càng lớn thì khả năng tan của nó càng tăng.
- Kết quả: Khoáng vật, đá bị thay đổi về chất. Quá trình Hydrat hóa
- Khái niệm: là quá trình nước tham gia vào mạng lưới tinh thể của khoáng vật, thực chất đây là quá trình nước kết hợp với khoáng vật làm thay đổi thành phần hoá học của khoáng vật.
- Nguyên nhân: Trong lòng những phần tử khoáng còn có những hóa trị tự do. Mà nước là phân tử phân cực. Hai loại phân tử này sẽ hút nhau theo lực hút tĩnh điện nên các phân tử nước được chứa chất trên bề mặt khoáng vật dần đi vào mạng lưới tinh thể của nó. 2Fe 2 O 3 + 3H 2 O → 2Fe 2 O 3 .3H 2 O Hematit Limonit
CaSO 4 + 2H 2 O → CaSO 4 .2H 2 O
Anhydrit Thạch cao
- Kết quả: Thể tích của khoáng vật tăng lên, thành phần hoá học thay đổi, độ bền liên kết giảm, tạo điều kiện tốt cho quá trình hoá học khác.
c. Kết quả Đá và khoáng bị phá huỷ cơ học và hoá học dưới sự tác động của sinh vật. Đồng thời, sinh vật thực hiện quá trình tích luỹ chất hữu cơ tạo độ phì cho đất. KẾT LUẬN:
- Khi sinh vật chưa xuất hiện đá, khoáng bị phong hoá lý học và phong hoá hoá học là chủ yếu. Phong hoá lý học diễn ra trước làm cơ sở cho phong hóa hoá học.
- Khi có sinh vật xuất hiện trên Trái đất đặc biệt là thực vật bậc cao sự phong hoá sinh vật trở nên phổ biến và quan trọng. Đặc biệt là vùng nhiệt đới ẩm thực vật sinh trưởng phát triển nhanh thì vai trò của nó với sự phong hoá đá và khoáng là chiếm ưu thế.
- Đứng trên diện rộng, cả 3 loại phong hoá xảy ra đồng thời và bổ sung cho nhau nhưng từng lúc, từng nơi, từng điều kiện cụ thể mà loại phong hoá nào đóng vai trò chủ đạo. 2.1.3. Độ bền phong hoá
- KN: Khoáng vật và đá bị phá huỷ với những tốc độ khác nhau. Khả năng chống lại sự phá huỷ đó của chúng gọi là độ bền phong hoá.
- Độ bền phong hoá phụ thuộc b/c của vật bị phong hoá, điều kiện môi trường.
- Các điều kiện bên ngoài ảnh hưởng
- Lượng nước, nhiệt, sự phát triển của thực vật (Đặc biệt là phong hoá hoá học)
- Ở vùng nhiệt đới ẩm, đá và khoáng bị phá huỷ mạnh hơn ở vùng ôn đới và càng mạnh hơn ở vùng hàn đới.
- Đất vùng nhiệt đới giàu khoáng thứ sinh hơn, màu đỏ hơn, vỏ phong hoá dày hơn; chứa nhiều sản phẩm Al hơn và hình thành vỏ phong hoá Feralit. Độ bền phong hoá của đá và khoáng vật chịu sự chi phối của rất nhiều yếu tố. Các yếu tố đó tác động vào đá và khoáng một cách tổng hợp, tuỳ từng điều kiện cụ thể mà ở chỗ này yếu tố này là chính, chỗ khác yếu tố kia mới là chính. 2.1.4. Sản phẩm phong hoá 2.1.4.1. Khái niệm Sản phẩm phong hoá là kết quả của quá trình phá huỷ các khoáng vật và đá. Quá trình phong hoá đã phá huỷ khoáng vật và đá giải phóng ra các sản phẩm rất phong phú và phức tạp. Các sản phẩm này được xếp vào hai nhóm:
- Khoáng nguyên sinh: ~ Kích thước > 0,001mm ~ Được hiểu như phần còn lại của quá trình phong hoá những loại đá Macma ban đầu.
- Khoáng thứ sinh: ~ Kích thước < 0,001mm ~ Được hình thành từ khoáng nguyên sinh dưới tác dụng tổng hợp của những nhân tố môi trường như khí hậu, sinh vật. 2.1.4.2. Khoáng thứ sinh a. Các loại muối đơn giản
- Các cation kim loại kiềm được giải phóng (sản phẩm phong hoá) kết hợp với các axit (H2CO3, H2SO4, HNO3…) tạo thành các muối. b. Các loại khoáng sét
- Khái niệm: là những silicat thứ sinh có công thức hoá học tổng quát nSiO 2 .Al 2 O 3 .mH 2 O với tỷ lệ SiO 2 /Al 2 O 3 biến đổi trong khoảng 2÷.
- Đặc điểm và vai trò khoáng sét
- Là bộ phận chính và quan trọng nhất trong các loại khoáng thứ sinh.
- Thường là những tinh thể dạng lớp, dính và có thể co dãn
- Tỉ diện của chúng rất lớn, đặc điểm này có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong thổ nhưỡng.
- Bề mặt của khoáng sét rất lớn với tính hoạt động cao nên chính là nơi tích luỹ chất dinh dưỡng và nước cho thực vật. Đồng thời khoáng sét còn quyết định nhiều quá trình hoá học, lý hoá học khác cũng như cấu trúc và động thái của đất.
- Có khả năng hấp thụ những ion trên bề mặt chúng cũng như trao đổi với những ion khác ở dung dịch bên ngoài.
- Chúng có thể kết hợp với Fe, Mg, Ca, Na, K với những tỉ lệ khác nhau.
- Đất chứa nhiều khoáng sét rất dễ bị nứt nẻ khi khô và trương nở khi ướt.
- Hai đơn vị cấu tạo cơ bản: - Thể 4 mặt của Silic [SiO 4 ]4-
- Thể 8 mặt của nhôm [Al(OH) 6 ]3-
- Thể Si 4 mặt, thể Al 8 mặt liên kết với nhau tạo ra các phiến Si và phiến Al.
- Phiến Si 4 mặt và phiến Al 8 mặt liên kết với nhau theo kiểu:
- 1 phiến Al kết hợp với 1 phiến Si (1:1)
- 1 phiến Al kết hợp với 2 phiến Silic (2:1) → Tạo ra các khoáng sét khác nhau. Điển hình là Kaolinit, Montmorilonit Khoáng Kaolinit (Khoáng 1:1)
- Khái niệm: là silicat thứ sinh có công thức hoá học tổng quát 2SiO 2 .Al 2 O 3 .nH 2 O, với tỉ lệ phân tử SiO 2 /Al 2 O 3 = 2.
- Cấu tạo:
- Lớp tinh thể: 1 thể 4 mặt Si – O gắn kết với 1 thể 8 mặt Al – OH tạo nên. Vì thế được gọi là khoáng 2 lớp hay khoáng sét 1:1.
- Khoảng cách giữa các lớp đơn vị kết cấu là 2,7Ao^ là ổn định nên khả năng hút nước trương nở yếu, nước chủ yếu là ở dạng hấp phụ.
- Hầu như không có sự trao đổi đồng tinh thể nên tinh thể cấu tạo của nó không mang điện; vì vậy, không có cation liên kết để trung hoà điện tích.
- Khả năng hấp phụ cation thấp (5 ÷ 10mgđl/100g).
- Đất có nhiều khoáng Kaolinit thì nghèo chất dinh dưỡng và chua.
- Chiếm ưu thế trong đất nhiệt đới, đặc biệt trong đất bị phong hoá mạnh. Ngoài ra trong những loại đất vùng Feralit cận nhiệt đới, đặc biệt trong điều kiện bị rửa trôi mạnh thì Kaolinit cũng là khoáng sét chủ yếu.
- Chiếm ưu thế nhất trong đất Feralit đỏ vàng phát triển trên Granit.
_ KN: Đất là phần tơi xốp của vỏ quả đất, nó là một vật thể tự nhiên độc lập được hình thành, phát sinh và phát triển dưới tác dụng đồng thời và tổng hợp của 5 nhân tố: Đá mẹ, địa hình, khí hậu, sinh vật và thời gian (Docutraev, 1886.)_* Ngày nay, do việc sử dụng đất có quá nhiều tác động của con người, nên bổ sung yếu tố phụ thứ 6 là: sự tác động của con người. (1) Đá mẹ và mẫu chất
- Các loại đá lộ ra ở phía ngoài cùng của vỏ Trái Đất bị phong hoá liên tục cho ra các sản phẩm phong hoá và tạo thành mẫu chất. Đá bị phá huỷ để tạo thành đất gọi là đá mẹ.
- Đá mẹ là nguồn cung cấp vật chất vô cơ, trước hết là cung cấp chất khoáng cho đất. Đá mẹ là bộ xương của đất, ảnh hưởng đến tính chất vật lý của đất (màu sắc, thành phần cơ giới,…) và tính chất hoá học của đất. Ví dụ: - Đá bazan hình thành nên đất đỏ bazan có màu đỏ, tầng dày và có nhiều tính chất tốt.
- Đá cát hình thành nên đất cát có màu xám, nghèo dinh dưỡng, có nhiều tính chất xấu.
- Ở giai đoạn đầu, đá mẹ ảnh hưởng rõ rệt đến tính chất của đất. Nhưng càng về sau sự ảnh hưởng này đến đất giảm dần, thay vào đó là sự ảnh hưởng của các nhân tố khác đến sự hình thành đất. (2) Khí hậu Các đặc trưng của khí hậu như: nhiệt độ, độ ẩm không khí, lượng mưa… ảnh hưởng rất lớn đến sự hình thành đất. a) Ảnh hưởng trực tiếp Thông qua hai nhóm nhân tố chính là nhiệt độ và lượng mưa
- Nhiệt độ
- Ảnh hưởng đến sự phong hoá đá, khoáng đặc biệt là phong hóa lý học.
- Làm cho đất nóng lên hoặc nguội lạnh đi, hoặc có vai trò thúc đẩy các phản ứng hoá học, phản ứng hoà tan và tích luỹ chất hữu cơ cho đất.
- Quyết định chế độ ẩm, mức độ rửa trôi, phản ứng của dung dịch đất, tham gia tích cực vào quá trình phong hóa hoá học. b) Ảnh hưởng gián tiếp Khí hậu góp phần điều chỉnh lại yếu tố sinh vật. Mỗi đới khí hậu trên Trái đất có các loài thực vật đặc trưng. Nên, mỗi đới khí hậu sẽ có những loại đất đặc thù riêng. Ví dụ: - Thực vật đặc trưng của khí hậu nhiệt đới là cây lá rộng. Đất dưới rừng cây lá rộng có đặc trưng: thảm mục ít tích luỹ hơn, lượng mùn chứa trong đất cao hơn so với rừng cây lá kim ôn đới.
- Thực vật đặc trưng của khí hậu ôn đới là cây lá kim. Đất dưới rừng cây lá kim: tầng thảm mục tích luỹ dày, lượng mùn không cao. (3) Sinh vật Tham gia vào quá trình hình thành đất có nhiều loại sinh vật khác nhau nằm trong 3 ngành chính là: thực vật màu xanh, động vật và vi sinh vật. a) Vai trò của thực vật
- Thực vật có vai trò quan trọng nhất trong sự hình thành đất, là nguồn cung cấp chất hữu cơ chủ yếu cho mẫu chất và đất (4/5 CHC trong đất có nguồn gốc từ thực vật).
- Thực vật thúc đẩy quá trình phong hoá. Ví dụ: Tảo, địa y,.. sống bám vào đá để lấy chất dinh dưỡng, một mặt gây phá huỷ đá khoáng; mặt khác, hút chất dinh dưỡng vô cơ của đá, khoáng tích luỹ trong cơ thể.
- Thảm thực vật ảnh hưởng đến tính chất của đất như: tính chất vật lý (chế độ nhiệt, ẩm, …), tính chất hoá học, độ phì của đất.
- Dưới các kiểu rừng khác nhau gặp các loại đất có tính chất khác nhau. Ví dụ: Hàm lượng chất hữu cơ trong đất đồng cỏ gần như gấp 2 lần so với hàm lượng chất hữu cơ trong đất rừng.
- Ngược lại, tính chất của đất được phản ánh bởi các loài thực vật - Thực vật chỉ thị để nhận biết tính chất của đất. Ví dụ: Cây sim, mua, Thông dùng làm cây chỉ thị cho đất chua. Cây sú, vẹt dùng làm cây chỉ thị cho đất mặn. b) Vai trò của động vật Các loài động vật có thể chia thành 2 nhóm:
- Động vật sống trên mặt đất
- Hoạt động sống: đi lại, ăn ở, đào xới… của chúng làm đất tơi xốp, có kết cấu.
- Các chất bài tiết, chất thải của chúng rơi vào đất cung cấp cho đất một số chất dinh dưỡng. Khi chết, xác của chúng bị phân giải bổ sung chất dinh dưỡng và chất hữu cơ cho đất.
- Động vật sống dưới mặt đất: Giun, kiến, mối…
- Hoạt động sống của chúng làm đất tơi xốp, tăng kết cấu của đất đặc biệt là giun đất. Giun ăn đất, phân giun là các hạt kết viên bền vững làm cho đất tơi xốp, tạo độ phì cho đất.
- Khi chết, xác của chúng bị phân giải cung cấp nhiều nitơ và các chất khoáng cho đất. c) Vai trò của vi sinh vật
- Tập đoàn vi sinh vật trong đất rất phong phú với nhiều chủng loại khác nhau. Vi sinh vật tham gia trực tiếp hoặc gián tiếp các quá trình: phân giải xác hữu cơ, quá trình hình thành mùn, quá trình chuyển hoá đạm, quá trình cố định đạm,…
- Khi chết, xác các loài vi sinh vật bị phân giải góp phần cung cấp chất hữu cơ và tạo độ phì cho đất. (4) Địa hình Địa hình cũng ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến sự hình thành đất. a) Ảnh hưởng trực tiếp
- Các đặc trưng của địa hình như: dáng đất, độ cao, độ dốc,… ảnh hưởng trực tiếp đến nhiều quá trình diễn ra trong đất như: sự xâm nhập của nhiệt độ, nước và các chất hoà tan. Kết quả là ở các địa hình khác nhau hình thành nên các loại đất khác nhau.
- Địa hình chi phối đến lượng nước trong đất. Vùng cao thường thiếu nước, quá trình ôxy hoá diễn ra mạnh; vùng trũng thường dư ẩm, quá trình khử chiếm ưu thế… nên ở các địa hình khác nhau hình thành nên các loại đất khác nhau.
