[科普中国]-土壤次生矿物

土壤次生矿物（Soil secondary minerals）是指原生矿物在风化和成土过程中所新形成的矿物。

定义土壤次生矿物是指原生矿物在风化和成土过程中新形成的矿物，它包括各种简单盐类、次生氧化物和硅铝酸盐类矿物。1

主要特征土壤次生矿物的种类极多，主要有简单的盐类；三氧化物类；次生硅酸盐及铝硅酸盐类。其中组成土壤黏粒的矿物主要是次生铝硅酸盐类和铁、铝氧化物。这些黏粒矿物有晶态与非晶态之分。晶态次生矿物主要是次生铝硅酸盐和含水氧化铁、氧化铝;非晶态次生矿物呈胶膜状附着在土壤颗粒表面。次生铝硅酸盐类通常是土壤黏粒的主体，称之为黏土矿物，具有层状结晶构造。根据结晶构造和性质上的差别，土壤中的黏土矿物可分为伊利石、蒙脱石和高岭石等类型。这些次生黏土矿物比表面大，吸收性强，是土壤中无机胶体的重要来源，给土壤带来了吸收性、胀缩性、黏结性、黏着性等物理化学特性。1

转化与合成土壤次生矿物的转化和合成的途径是错综复杂的，下列各种土壤粘土矿物的转化和重新组合的条件已经研究证明。

①伊利石，常见于风化作用不很强烈的温带地区土壤中，具较小的酸度，可使钾从云母晶层中部分的消除，溶液中有中等或较高浓度的硅酸和铝离子存在，以保持其稳定；

②蛭石，在硅酸和铝离子相对浓度较高和存在于较酸性的条件下，伊利石中的钾完全被移走，就形成蛭石；

③蒙皂石，在碱性到微酸性条件下，淋溶较弱，风化层（或土层）中能维持相当高的硅酸和镁离子浓度时，就有利于伊利石、蛭石形成蒙皂石；

④高岭石，在长期的酸性淋溶条件下，溶液中缺钾，缺镁，缺乏其他盐基，硅酸和铝离子浓度大致相等时，就有利于伊利石、蒙皂石等风化程度弱的矿物转化为高岭石。反之，当硅酸、钾、镁离子浓度较高，呈微酸性淋溶时，高岭石可重新合成为蒙皂石或伊利石；

⑤铁铝氧化物，在温带地区，土壤中的高岭石是稳定的，不会被分解，如果在热带湿润地区土壤溶液中的硅酸和盐基俱已淋失的条件下，高岭石进一步彻底分解，产生的硅酸继续受淋洗，残留下溶解度低的氢氧化铝凝胶，逐渐浓缩为水铝矿积累下来。在氧化环境条件下，由含铁矿物分解出来的铁离子则以含水氢氧化铁胶状物沉淀出来，最后浓缩为褐铁矿、针铁矿、赤铁矿。在潜水还原条件下，铁矿物不稳定，易转化为可溶的亚铁而淋失。1

影响因素风化作用所处的环境、土壤的离子浓度及其平衡反应、pH值条件等对形成土壤中某种次生粘土矿物起着决定性作用。云母类矿物的晶格结构与它风化蚀变后的次生粘土矿物有类同的层状晶格结构，在一定的风化环境条件下，它可以直接蚀变转化为相应的粘土矿物，如云母⇌伊利石⇌蛭石⇌蒙皂石⇌高岭石 ⇌铁、铝氢氧化物由左向右的 过程是风化程度的加深；脱硅作用、脱盐基作用加强，矿物的结构和成分越趋简单；由右向左是新生矿物的合成过程，它 的条件是复硅作用和复盐基作用。例如按照基特里克（Kittrick）多年的平衡试验，在硅酸浓度较高时，高岭石可以复硅化成为蒙脱石，这二种矿物共生在96mg/kg SiO2的溶液里，高于这个界限，可由高岭石合成蒙脱石；低于这个界限时，蒙脱石就转变为高岭石。1

本词条内容贡献者为:

郭亮 - 副教授 - 中国海洋大学