Giáo trình thổ nhưỡng nông hóa nguyễn như hà năm 2024

"Giáo trình Thổ nhưỡng học" được biên soạn cho sinh viên các ngành khoa học đất, hoá nông nghiệp, môi trường, quản lý đất đai, cây trồng, bảo vệ thực vật... làm tài liệu tham khảo cho sinh viên các ngành khác, học viên cao học, nghiên cứu sinh và cán bộ ngành nông nghiệp. Cuốn Giáo trình Thổ nhưỡng học được tái bản lần này [xuất bản lần đầu năm 2000] có sửa đổi, bổ sung, cập nhật thông tin, thay đổi cách trình bày. Phần 1 gồm nội dung 9 chương đầu tài liệu. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

• Thổ nhưỡng học
• Giáo trình Thổ nhưỡng học
• Sự hình thành đất
• Sinh vật đất
• Chất hữu cơ của đất
• Phản ứng của đất

Nội dung Text: Giáo trình Thổ nhưỡng học: Phần 1

1. B ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI ■ HỌC ■ NÔNG NGHIỆP ■ I Bộ MÔN KHOA HỌC ĐẤT NHÀ XUẤT BẢN NÔNG NGHIỆP
2. B ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRUỠNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP I Bộ môn Khoa học đất Chù bién và hiéu dính: PGS.TS. TRÂN VÁN CHÍNH GIÁO TRÌNH THỔ NHƯỠNG HỌC ■ [Tải bản có bổ sung, sửa chữa] NHÀ XUẤT BẢN NÔNG NGHIỆP HÀ NÔI - 2006
3. LỜI NÓI ĐẦU Q iá o trình "Thổ nhường học "được biên soạn cho sinh viên các ngành khoa học đất, hoá nông nghiệp, m ôi trường, quản lý đất đai, cày trồng, bảo vệ thực v ậ t... làm tài liệu tham khảo cho sinh viên các ngành khác, học viên cao học, nghiên cứu sinh và cán bộ ngành nông nghiệp. Cuốn giáo trinh "Thổ n h ư ờ n g h ọ c " được tái bản lần nà y [xuất bản lần đầu năm 2000] có sửa đổi, bổ sung, cập nhật thông tin, thay đổi cách trình bày. N ội dung biên soạn được phân công chịu trách nhiệm nh ư sau: PGS.TS.Trần Văn Chính; Chương VIII, IX, X, X V và m ột phần chương III. TS. Cao Việt Hà. Chương VI và VII. TS. Đỗ Nguyên Hải; Chương XI. X II và X V I ThS. Hoàng Văn Mùa. Chương I, II và XVII. TS. Nguyễn Hữu Thành. Chương IV, V, X III và XIV. PGS.TS. Nguyễn Xuân Thành, M ột phần chương III. Hiệu đính và chủ biên lần tái bản này. PGS. TS. Trần Văn Chinh Bám sát yêu cầu đào tạo, các tác giả đã tham khảo nhiều tài liệu trong và ngoài nước, các kế t quả nghiên cứu gần đây. Tuy nhiên, do trình độ và thời gian có hạn nên giào trinh "Thổ n h ư ỡ n g h ọ c " khó tránh khỏi những thiếu sót. Rất m ong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của các đồng nghiệp và đông đảo bạn đọc. Ý kiến đóng góp xin gửi vê địa chi Bộ môn Khoa học đất - Trường Đại học Nông nghiệp I - Gia Lâm - Hà Nội Telephone: 04 8769272 Email: khoahocdat@vahoo.com CÁC TÁC GIẢ
4. BÀI MỜ ĐẦU KHÁI NIỆM CHUNG VÈ THỔ NHƯỠNG 1. KHÁI NIỆM VỀ Đ Á T V À ĐỘ PHÌ NHIÊU ỉ rên mặt địa cầu có chồ là một khối rẳn chác, có chỗ là bãi cát mênh mông hoang mạc. có chỗ câv cối mọc xanh tươi hát nuát. I.oài nuười íiọi vùng thứ nhất là đá [nham thạch]. \ ùng thứ hai là sa mạc và vùim thứ ba là thô nhưỡng. Như vậy thô nhưỡng là đất mặt tơi xốp của vó lục địa, có độ dầy khác nhau, có thô sàn xuất ra những sàn phẩm cúa cây Irồna. Nmiồn uốc cùa đấl là từ các loại "lIú mẹ" nam trong thiên nhiên lâu đời bị phá huy dần dần dưới tác dụrm cùa yếu to lý học. hoá học và sinh học. Tièu chuẩn cơ ban dè phân biệt uiữa "đá mự” và đất là độ phi nhiêu, ncu chưa có độ phì nhiêu, thực vật thượnu đăna chưa sôníz được thì chưa tzọi là thô nliirỡim riiô nhưỡng học là khoa học imhiên cứu đất nhàm íiiái quyết những vấn đề quan trọng cua san xuất xã hội có liên quan don đất. Do yêu càu sứ dụnu đất khác nhau, loài người đã dùng các phương pháp níỊhièn cứu đấl khác nhau và tích luỹ được rất nhiều kiến ihức \ ề dấl. Nhưnu cũrm có các nhận thức khác nhau về đất. Thí dụ đối với các còng trình xây dựng nhà cửa. đường sá. thuy lợi thì dầt chi là nguyên liệu chịu lực cho IILMI các cán bộ thuý lợi và xây dựníỉ thường chi quan tâm đcn các tính chất vật lý và cơ lý cua đất. Còn trong sản xuất nông nghiệp, đất là cư sơ dé cây trồng sinh sống và phát triến. Cây trồng có thế sổng được trên đất là nhừ dộ phì nhiêu. Dộ phi phát huy được tác dụng nhờ các yếu tố bên trong của dất [môi trường lự nhiên cùa khu vực và yếu tố kỹ thuật canh lác]. Muốn cỏ nhận thức đúng đắn \’C đất trồníỉ cần phai Iiẳm \’ừng quan điểm độ phì làm trunu tâm. Nhờ có độ phì mà đất trờ thành đối tượim canh lác cùa loài người, là tư liệu sàn xuất cơ bán cúa nôni> nghiệp và là cơ sờ dể thực vật sinh trưtVng và phát triên. Bời vì độ phi nhiêu là khá năng của đất có thể cung cấp chd câv đồng thời và không ngừng cá "nước lẫn thức ăn", khá năng đó nhiều hay ít [tức độ phi cao liay thấp] do các tính chất lý học. hoá học và sinh học đất quyết định, ngoài ra còn phụ thuộc vào điều kiện thiên Iihiên và tác động của con người. Như vậy độ phi không phải là số lượtiíi chất dinh dưỡng tồng so trong đất lĩià là khá nănu cuníỉ cấp chất dinh dưỡna cho cây nhiều hay ít. Dó là một chi tiêu rất tông hợp phàn ánh tất cá các tính chất cùa đất. vì thế cần có quan điêm toàn diện. Đã có nhiều quan điêm khác nhau về độ phì đất. Ricacđô và các nhà khoa học phươim Tây cho rằng: "dộ phì đất ciảm dần". Các nhà Thồ nhưỡng LitMi Xô [cũ] mà đại diện là Viliam thi cho ràng "độ phì đất không ngừriíỊ tănu lên. khôim có đất nào xấu mà chi có chế độ canh tác tồi inà thôi". Các Mác khi bàn về vắn đề địa tô đã chia dộ phì đất làm 5 loại là; độ phì thiên nhiên, độ phì nhân tạo. độ phì tiềin tànti. độ phì hiệu lực và độ phì kinh tế.
5. 2. NGƯÒN GỐC V À THÀNH PHẦN cơ B Ả N CỦA ĐÁT Các loại đá nằm trong thiên nhiên chịu tác dụng lý học. hoá học và sinh học dàn dần bị phá huỷ thành một sàn phẩm được gọi là mẫu chất. Trong mẫu chất mới chi có các nguyên tố hoá học chứa trong đá mẹ sinh ra nó, còn thiểu một sổ thành phần cỊLKin trọng như chất hữu cơ, đạm. nước... vi thế thực vật thượng đẳng chưa sống dược. Trai qua một thời gian dài nhờ tác dụng của sinh vật tích luỳ được chất hữu cơ và đạm, thực vật thượng đảng sống được, có nghĩa là đã hình thành thổ nhưỡng. Như vậy có thể nói nguồn gốc ban đầu cùa đất là từ đá mẹ. Thí dụ ờ nước ta có đất nâu đò trên đá bazan. đất nâu đò trên đá vôi, đất vàng đò trên phiến thạch sét hoặc đá biến chất như phiên thạch mica. gơnai... Dù là đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất đồng cò, thậm chí đất hoang đều izồm có các thành phần cơ bàn sau đây: Chất vô cơ - Chất rắn Chất hữu cơ Thổ nhưỡng
6. cần quan tâm đến thành phần sinh vật. dặc biệt lá \ i sinh vật bởi vì hầu hết các quá trinh biến hoá phức tạp xảy ra trong đất đều có sự tham uia cùa vi sinh vật. Với nội duim cùa giáo trình, ở đây chi đề cập đến anh hươnu cua \ i sinh vật đên đất. 3. ĐẨT LÀ C ơ S ỏ SINH SỐNG VÀ PHÁ 1 TRIÉN T H ự C VẬT, LÀ T ư LIỆU SẢN XƯÁT C ơ BẢN CỬA NÒNG NGHIỆP Dặc điểm cơ bàn của sàn xuất nônc ntỉhiệp là tạo ra chất hữu cơ trong đó có sản xuất thirc vật. Trorm cuộc sống thực vật cần có đu 5 yếu tổ là ánh sáng [quang năng], nhiệl lượng [nhiệt năng], không khí [O 2 và CO:], nước và thức ăn khoáng. Trong đó 3 yếu tố dầu do thiên nhiên cung cấp [yếu tố vũ trụ], nước vừa do thiên nhiên vừa do đất cung cấp. còn thức ăn khoáng gồm rất nhiều ncuvên tố như N, p, K, s. Ca, Mg và các nguyên to vi lượníỉ là do đất cung cấp. Như \ậy những năm thời tiết khí hậu bình thườrm. trong điều kiện cùng một loại uiổng \à trinh độ canh tác tươnc tự thì năng suất cây trồim trên các loại đất cao hay thấp nói chunu phụ thuộc vào khá năng cung cấp thức ăn của đất. Ngoài ra đất còn là nơi đê cho câv cắm rễ, "bám trụ" không bị nghiêng nsà khi mưa to gió lớn. Một loại đất được gọi là tốt phải bảo đảm cho thực vật "ăn no" [cung cấp kịp thời và đầy đú thức ăn], "uống đủ" [chế độ nước tổl], "ơ lốt" [chế độ không khí và nhiệt độ thích hợp] và "đứng vững" [rễ cây có thể mọc rộng và sâu]. Sản xuất nông nghiệp bao gồm 2 nội dung lớn là: sán xuất thực vật [trồng trọt] và sản xuất động vật [chăn nuôi]. Chúng ta biết rằng nếu không có thực vật hút thức ăn trong đất qua tác dụng quang hợp biến thành chất hừii cư thực vật thì động vật không thể cỏ nguồn năng lượng cần thiết để duy trì cuộc sonLỉ của chúng. Bởi vậy đất không những là ca sờ sàn xuất thirc vật mà còn là cơ sa dể sàn xuất động vật. Trồng trọt phát triền Ihì chăn nuôi cũng phát triển. 4. ĐÁT LÀ MỘT B ộ PHẬN QUAN TRỌNG CỦA HỆ SINH THÁI Sinh thái học là môn khoa học nghiên cứu về mối quan hệ giữa các sinh vật với môi trường. Trên địa cầu có vô số sinh vật. các sinh vật này cùng với môi trường cùa chúng tạo thành sinh quyển. Sinh quyển do nhiều hệ sinh thái tạo thành. Mồi hệ sinh thái có tổ hợp sinh vật riêng của nó. Trong môi trườníỉ thiên nhiên cùa một vùng thì động vật, vi sinh vật, thổ nhưỡng làm thành một hệ sinh thái. Đó là một bộ phận quan trọng trong hệ sinh thái của vùng. Mặt khác tình hình đất cùa một vùng lại có quan hệ với những yếu tố khác cẩu tạo nên hệ sinh thái cùa vùng đó, giữa chúng có quan hệ điều tiết cân bàng lẫn nhau và khống chế nhau. Vi vậy, trong khoa học môi trường, đất không những là tư liệu sàn xuất cơ bản của nòng nghiệp mà còn được coi là một bộ phận quan trọng cùa hệ sinh thái một vùng. Đất có ý nehĩa quan trọng đối với loài người lirơníỉ tir như nước, không khí. sinh vật và khoáne sản.
7. I.oài nmrời sống trong môi trường thiên nhiên, luôn tìm cách cái tạo môi trườn>: xunt> quanh đề phù hợp với yêu cầu cùa sàn xuất và cuộc sốnti, lập nên cân bani: dộnư cúa hệ sinh thái. Nhưntỉ mặt khác sự hoạt động của loài ntỉirời cũniỉ có lúc phá hu\ cân bànu sinh thái thiên nhiên mà hậu quả là những tồn thất khôníỉ bù đắp dược, rhí dụ hậu quà cùa ô nhiễm đất không nhừns gây nên tình trạng hoang hoá đất. thay đỏi hệ sinh thái đất từ đó làm thay đổi hệ sinh thái đồng ruộng, thậm chí có thể dẫn đến sự huy diệt một số sinh vật trong vùng. 0 nhiễm đất còn có thể gâv ánh hưởnu xấu đến sức khoe con người và gia súc. Những năm íỉần đây. khoa học môi trường đã đòi hòi công tác thô nhirỡnu có biện pháp uiám định, phòng ngừa và xử lý ô nhiễm đất, định ra tiêu chuẩn làm sạch hoá dấl. Từ đó ta thấy Thổ nhưỡng học cận đại đã có sự phát trièn mới. nó đã trở thành một bộ phận quan trọnti trong khoa học môi trường. Từ nhữrm ý nchĩa trên, việc sứ dụng đất khône nhừim căn cứ vào \êu cầu cua Iicn kinh tể quốc dân và sự phát triên nông nghiệp mà còn phải xuất phát từ Lióc dộ khiia học môi trường, chú ý đến vấn đề cân bàng động trong toàn bộ hệ sinh thái lự nhiên. Nốii đất phù họp với nông nghiệp thì làm nông nghiệp, phù hợp với lâm nghiệp thì phát Iriên rimu. Dất phù họp với chăn nuôi thì phát triển đồng cò... Đối với nhữnc vùng đất bị ò nhicin nghiêm trọng thì cấm trồng cây lương thực thực phâm hoặc chăn thả gia súc mà nên chuyển sang trồng cây lâm nghiệp hoặc cây lấy gồ. Đối với quản lý đồng ruộng cần lưii ý phòng chống ô nhiễm do thuốc trừ sâu, thuốc irừ cỏ hoặc ảnh hưởng cùa nước thai công nghiệp. Dối với khai hoang cần chú ý chống xói mòn đất và khô cằn đất làm ánh lurởng đến toàn bộ hệ sinh thái cùa khu vực. 5. ĐÓI TƯỢNG VÀ NHIỆM v ụ CỦA THỒ NHƯỠNG HỌC Thố nhưỡng học là môn khoa học nghiên cứu đất trồng. Đây là một môn khoa học cơ sở nhàm trang bị cho học viên kiến thức về nguồn gốc hình thành đất, quv luật phân bố các loại trên địa cầu, những đặc tính về hình thái, lý học, hoá học và sinh học đất cùng với phương hướng sử dụng, cải tạo và bảo vệ nhàm nâng cao độ phì đất dc câv trồng đạt năng suất cao và ổn định. Đe học tốt môn Thồ nhưỡng học cần có những kiến thức nhất định về địa chất, thực vật. vi sinh vật, sinh lý. thực vật, toán, lý và nhất là hoá học. Mặt khác, trên cơ sa đă học môn Thổ nhưỡng, học viên sẽ có điều kiện học tốt các môn chuyên môn có liên quan như nông hoá học. thuỷ nông, đánh giá đất, định giá đất, quy hoạch đất, cây công nghiệp, cây lương thực, rau quả, bào vệ thực vật... Muốn đánh giá đất đầy đủ cần phối hợp giữa kết quà khảo sát đất ờ thực địa. phân tích đất trong phòng thí nghiệm với kết quả thí nqhiệm đồng ruộng và trong chậu. Nưoài ra cần tổng kết kinh nghiệm quần chúng.
8. Chương I KHOÁNG VẬT VÀ ĐÁ HÌNH THÀNH ĐÁT Vo Trái Dất được cấu tạo bới các loại đá khác nhau, một loại đá thường được cấu lạo bời một số khoáng vật nhất định, Đá và khoáng vật ờ lớp ngoài cùng cùa vò Trái Dất hị phá huy tạo ihành mẫu chất, do tác độrm cùa sinh vật. mầu chất biến đôi tạo thành dất. Vậv khoáng vặt và đá là cơ sờ vật chất đề hình thành nên đất. 1. KHOÁNG VẬT I.l. Khái niệm chung về khoáng vật Theo địa chất học: khoáng vật là sản phẩm tự nhiên cùa các quá trinh hoá lý và các quá trình địa chất diễn ra trorm vỏ Trái Đất. có thành phần tương đối đồng nhất và có nhĩrnu tính chắt vật Iv. hoá học nhất định. Khoáníỉ vật tồn tại ơ 3 thế: rắn, lóng và khí, trong đó chù yếu ở thể rắn. Khoáng vật thê ran hình thành và ton tại ớ 2 dạng cơ bán là kết tinh tạo thành các tinh thê và vô định hinh. hầu hết khoáng vật ờ dạng tinh thè. Hình dạng tinh thể do sự liên kết theo quy luật của các nguyên từ, ion hoặc phân tử tạo nên các mạng lưới tinh thề [hình 1 . 1 ]. o Na C1 b] 7’hạch anh H ình 1.1. Mạng lưới tinh thể và hình dạng một số khoáng vật Các khoánu \ậ t khác nhau có: hình dạng, kích thước, độ cứng, tỷ trọng, màu sắc, cát khai, vét vỡ, thành phần hoá học... rất khác nhau, đây cũng là những dấu hiệu để nhận biết và phân loại khoáng vật trong tự nhiên. Tuỳ điều kiện hình thành mà một khoáng vật có kích thước khác nhau. Ví dụ: Khoánti vật mica là những tấm mỏníỉ có kích thước từ vài mm^ đến hàng m".
9. Một số khoáng vật có cùng thành phần nhưng kết tinh ở mạng lưới tinh thê khác nhau tạo nên khoáng vật có tính chất vật lý khác xa nhau. Ví dụ: Than chì và kim cươní có cùniỉ thành phần hoá học là c nhưng kết tinh ờ mạng tinh thể khác nhau mà than chi có độ cứng 1 , kim cương có độ cứng 1 0 . Hiện nay đã xác định được trên 3000 loại khoáng vật có trong vỏ Trái Đất, Theo Chetvericốp. toàn bộ khoáng vật có trong vò Trái Đất nằm trong 10 lớp: Silicát Sunphat Cácbonát Haloit Oxyt Phosphat Hydroxyt Voníranat Sunphua Nguyên tố tự nhiên Một số tác giả đề nghị ghép lớp Sunphua với Sunphát thành lớp khoáng vật có lưu huỳnh... Dựa vào nguồn gốc thành tạo, các khoáng vật nam trong 2 nhóm lớn là khoáng vật nội sinh và khoáng vật ngoại sinh. Có khoảng 50 khoáng vật chiếm tỷ lệ lớn tront: các loại đá ở vỏ Trái Đất được gọi là khoáng vật chính tạo đá. Trong thổ nhưỡng học, khoáng vật được chia làm 2 nhóm: khoáng vật nguyên sinh và khoáng vật thứ sinh. Khoáng vật nguyên sinh được hình thành đồng thời với sự hinh thành đá. Ví dụ; Thạch anh, Penspat, mica trong đá Granít là các khoáng vật nguyên sinh. Khoáng vật thứ sinh được hình thành do quá trình biến đổi như các quá trình phong hoá, các hoạt động địa chất,v.v... Do vậy khoáng vật thứ sinh gặp nhiều trong mẫu chất và đất như oxyt. hyđroxyt, các keo sét,v.v... Sự phân biệt khoáng vật nguyên sinh với thứ sinh có tính chất tương dối. 'I hạch anh trong đá granít là nguyên sinh, khi granít bị phong hoá cho ra thạch anh là khoáng thứ sinh, nhưng thạch anh thứ sinh lại là thành phần chính tạo đá trầm tích là cát kết nên nó cũng là khoáng nguyên sinh trong đá cát... Các khoáng vật có thể tồn tại độc lập hoặc liên kết với nhau trong những quá trình địa chất nào đó để tạo thành đá. Vì vậy khoáng vật là thành phần vật chất cơ bản cấu tạo nên vỏ Trái Đất. Nhiều khoáng vật là nguồn tài nguyên khoáng sản rất có giá trị đối với con người. 1.2.Một số loại khoáng vật trong vỏ Trái Đất a] Lớp Silicảt: Silicát là lớp khoáng vật gặp nhiều nhất trong vỏ Trái Đất, có khoảng 1500 loại khoáng vật cùa vò Trái Đất nàm ờ lớp này. Theo viện sĩ A.Phecxman, lớp Silicát chiếm 75 % trọng lượng vò Trái Đất, nhiều khoáng vật của lớp này là khoáng vật chínli tạo đá. 10
10. Đơn vị cơ sở cấu tạo nên khoáng vật lớp Silicát là khối 4 mặt Silic-oxv cỏ công thức |Si 0 4 ]’’ với 1 nguyên tử Silic o Nguyên tử Silic nàm uiữa 4 nguyên tử oxy nam ơ ® Nguyên tử oxy 4 đinh. Các khối [Si 0 4 ]‘ có thể H ình 1.2. Cấu tạo cùa khối 4 mặt oxit silic. ghép nối với nhau theo các khoảng cách SÌ-O2 là 1.6 Ấ phươnu để tạo thành các lớp Silicát phụ là Silicát dài. Silicát đao. Silicát khung... Ngoài ra do thừa 4 hoá trị âm nên có thể liên kết với nhiều nguyên tố khác ờ dạng cation như Ca", Mg“\ K". Na^... Đặc biệt. Silic trong khổi 4 mặt có thề được thay thế bời AI [thay thế đồng hình khác chất] tạo thành nhôm Silicát [alumino Silicát]. Sau đây là một số khoáng vật điên hình: Ôlivin - [[Mg.Fe] 2 .Si 0 4 ] Màu xanh ô liu. độ cứng 6.5 - 7,0, tý trọng 3,3 - 4,0. ánh thuý tinh, vết vạch không màu, cát khai trung bình. Kết tinh ờ dạng khối hay dạng hạt. òlivin có nguồn gốc từ hoạt động macma, là khoáng vật chính tạo thành các đá macma siêu bazơ, macma bazơ như: Đunit, Peridotit. gabro, bazan... Trong các quá trinh biến đổi hậu sinh chuyển thành Secpentin, Tan, Manhetit, Limonít và Ôpan. òlivin đẹp được sử dụng làm đồ trang sức, loại chứa nhiều Mg [45-50% MgO] dùng sàn xuất gạch chịu lừa. ờ Việt Nam, Ôlivin gặp ở núi Nưa - Thanh Hoá. Phủ Quỳ - Nghệ An, Tây Nguyên... M ica trẳng và đen Mica trắng có công thức hoá học: K.A 12[[A1.SÌ3.0 ịo]].[OH12 giàuK Mica đen có công thức hoá học: K[Mg,Fe] 3[SÌ3AlOio][OHJ ']2 Trong thành phần Mica đen có chứa nhiều Ft, Mg. Các khoántỉ mica kết tinh ờ dạng dẹt, tấm, vày; độ cứng 2-3; tỳ trọng 2.7-3,1; có ánh thuỷ tinh hoặc xà cừ; cát khai rất hoàn toàn dễ tách thành tấm mỏng; màu sẳc thay dồi từ trắng đến vànc, xám và đen. Mica có nguồn gốc từ hoạt động macma rất phô biến tronti đá macma axit như granít. ngoài ra còn gặp trong đá biến chất như đá phiến mica. đá trầm tích cơ học như đá cát... Khi bị phá huỷ, mica tạo thành Hyđromica, Kaolinít. Hydroxyt...
11. Penspat Fcnspat là một nhóm khoáng vật rất phồ biến, chiếm khoántỉ 50 % trọng lirợnu \ 0 Trái Đất. Trong thành phần Kcnspat còn có các nguyên to kiềm và kiềm thỏ\ à được chia làm các nhóm phụ như octoclaz. plazoclaz. Penspat có độ cứng 6 .0 -6 .5; tỳ trọne 2 .6 - 2 ,8 ; màu trắrm, hồna. xám hay dcn; cát khai hoàn toàn theo 2 phương. Penspat có nguồn gốc macma. là thành phần chính cùa các loại đá lĩiacma.Khi bị phong hoá. Penspat tạo thành Kaolinít, oxyt và các loại muối kiềm và kiềm thồ. Ô g ít - Công thức Ca[Mg. Al, Fe][Si.Al ] 206 Độ cứng 5-6. Tỷ trọng 3,2-3,6. Màu đen, lục hay nâu. Ánh thuv tinh; cát khai truim bình. Tinh thể dạng lăng trụ ngắn, tấm hoặc khối hạt đặc sít. ôgít hình thành do hoạt động macma. là thành phần chính cùa đá macma bazơ như bazan. gabrô... b] Lớp Cácbônát: Lớp khoáng vật này khá phố biển, là muối cùa axit HiCOí. Khoáng \ cật lớp nà> giòn, độ cứng nhỏ. dễ hoà tan trong nước và sủi bọt khi tác động với HCl. Canxit - Công thức CaCOí Canxit kết tinh ở nhiều dạng tinh thể như khối mặt thoi, hinh hộp chừ nhật lệch, hình tháp, hinh lăng trụ hoặc tập hợp hạt đặc sít. Độ cứng 3; tý trọng 2,6-2, 8 ; có ánh thuỷ tinh; màu trang, xám. vàng, nâu. lục, lam. Cát khai hoàn toàn theo 3 phươniỉ. Súi bọt mạnh khi tác động với axit HCl. Canxít được hình thành do hoạt động địa chất ngciại sinh hoặc xác sinh vật có chứa nhiều CaC 0 3 - Canxít là thành phần khoánu vật chu >011 tạo đá vôi, Canxít là nguyên liệu để sán xuất vôi, xi măng, làm chất cai tạo phan ứng chua cho đất. Đ ôlôm ít - Công thức [Ca. Mg][C 0 3 ] 2 Được hình thành do Mg thay thế Ca trong CaCO?. Độ cứng 3,5-4,0. Tý trọnu 1.8- 2,9. Ánh thuỷ tinh. Màu trắng, vàng, xám, lục, đen. Không sùi bọt khi tác động \ ới I K’l ở nhiệt độ thường. Gặp Đôlômít trong đá vôi hoặc tạo thành các khối riêng. Dôlòinít được dùng sán xuất gạch chịu lừa. sản xuất phân bón... c] Lớp Oxýt Khoáng vật lớp này là các oxyt. Lớp oxyt có khoảng 200 khoáng vật, chiếm khoảng 17 % trọng lượng vỏ Trái Đất. Thạch anh - Công thức SÌO2 Thạch anh rất phổ biến trong vỏ Trái Đất. Độ cứng 7; tỷ trọng 2,5 - 2.8; có ánh thuỳ tinh; màu trắng, vàng, tím, đen, hồng hoặc trong suốt. Thạch anh eặp ớ dạnu khối 12
12. dặc hoặc \ ụn. tinh thề có hình lăng trụ với 2 chóp 6 mặt. Thạch anh rất phố biến tronu dá macma axit. siêu axit, đá biến chất và đá trầm tích. Thạch anh là khoáng vật bền. rất khó bị phong hoá hoá học. Hematit - Công thức PeiO} Heinatit là quặntí sất đò, màu vết vạch như màu cúa máu. Độ cứne 5.5-6.0; tỷ irọntỉ 5.2. Ảnh kim hay phi kim. Màu đò rượu vang, xám, sẫm. đen. Kết linh tạo khối hạt đặc sít hay trứnti cá. Hêmatít có nguồn gốc biến chất hoặc phong hoá hoá học đá macma sicu ba/.ơ. d] Lớp Hydroxyt: Khoáng vật lớp này là những hợp chất hoá học có thành phần là kim loại và gốc - OH'. Hydragilit - Côntỉ thức A 1[ 0 H ]3 Dộ cứntỉ 2,5-3.5; tỷ trọng 2,34. Màu trắnu. xám. phớt lục, phớt dỏ. Ảnh thuý tinh, 'ĩinh thê dạng tấm lục giác, vảy mỏng hoặc khối ẩn tinh. Hydragilit được hình thành do sự phong hoá các khoáng nhôm silicát. e] Lớp khoáng vật có ỉưu huỳnh: Khoánu vật lứp này là hợp chất cùa kim loại với lưu huỳnh hoặc là muối của axit II2SO 4 . Pyrit - Công thức FeS: Màu khoáng vật này giốntí màu cúa lửa. Theo tiếniỉ Hylạp "pyros" có nghĩa là lửa, nên khoánc vật được gọi tên là pyrit. Độ cứng 6.0 - 6,5; tỷ trọng 5. Màu vàng rơm. Không cát khai. Tinh thể hình khổi lập phương điển hình, Pyrit có nguồn gốc từ hoạt động macma hoặc biến chất. Pyrit là nguyên liệu để điều chế axít H 2SO 4 . Trong đẩt phèn, sắt có thể tác động với các hợp chất có lưu huỳnh như H 2S để tạo PeS:, gặp điều kiện oxy hoá PeSi bị biến đổi tạo thành phèn sắt Fe 2[S 0 4 ]3, phèn sắt dề thuý phản khi gặp nước tạo thành H 2SO 4 và Fe[ 0 H ]3 kết tủa làm cho đất có phàn ứng rất chua. Anhydrit - Công thức CaSOa Dộ cứnu 3.0 -3.5; ty trọng 2,8-3.0. Ánh thuỷ tinh. Màu trang, xám hay hơi đò. Cát khai hoàn toàn theo 3 phươna. Anhydrit kết tủa từ nước biển khi nhiệt độ trên 42"c hoặc kết tủa từ dung dịch có nồng độ bão hoà. Anhydrit thường lập hợp đông đặc tinh thề nhò cùnu với thạch cao hoặc muối mỏ. Trong nông nghiệp. CaSOa dùng để cài tạo đất mặn kiềm.
13. g] Lớp Haloit [lớp m uối mỏ]: Khoáng vật lớp này là những muổi cùa HF, HCl. HBr. HI với kim loại. Synvinit - Công thức KCl Độ cứng 2; tỷ trọng 2,1-2.2. Rất giòn và cát khai hoàn toàn. Ánh thuỳ tinh. Màu trẳnu hoặc trong suổt, nếu lẫn tạp chất sẽ có màu xám, vàng, đỏ. Tinh thể kết tinh dạng khối lập phhi' I-Ỉ. Hình thành đo sự kết tủa từ nước biển khi bị khô cạn hay bão hoà muối tan. Synvinit là nguyên liệu sản xuất phân Kali. Cácnalit - . -1 .g thức KCl.MgCl 2.6 H2O Độ cứng 1.0-2.5; tỷ trọng 1,6. Màu trắng, nâu. hồng. đò. Cácnalit có nguồn gốc từ trầm tích biển thường cùng gặp với NaCl. KCl. Cacnalit dùng điều chế phàn Kali và điều chế manhê. h] Lớp phosphat: Khoáng vật lớp này là những muối phức tạp có chứa phospho. Apatit - Công thức Ca 5[P 0 4 ]3[F,Cl] Độ cứng 5; tỷ trọng 3,2. Ánh thuỷ tinh. Màu trắng, vàng, lục, lam. Tinh thể hình lăng trụ, hình kem hay hình tấm thường tập hợp tạo khối đặc sít. Apatit được hình thành trong hoạt động macma và hoạt động ngoại sinh. Apatit là nguyên liệu sản xuất phân lân dùng trong sản xuất nông nghiệp. Việt Nam có mỏ Apatit với trữ lượng lớn ở Cam Đường [Lào Cai]. Phosphorit - Công thức Ca5[P0 4 ]P Phosphorit có thành phần lưưng lự Apatit nhưng thường lẫn nhiều lạp chất hơn. Phosphorit hình thành trong các hang đá vôi do xác sinh vật chết từ lâu hoặc quá trình sinh hoá ở vùng biển cạn có nhiều chất hữu cơ tích luỹ. ở một số vùng, nhân dân ta gọi là phân lèn gặp trong các lèn [núi] đá vôi. Phosphorit có công dụng như Apatit. i] Nguyên tố tự nhiên: Nguyên tố tự nhiên là những khoáng vật chi có một nguyên tố hoá học là kim loại hoặc á kim; là những khoáng sản rất quý như vàng [Au], bạc [Ag], kim cương [C]. lun huỳnh [S]... 2. ĐÁ 2.1. Định nghĩa và phân loại đá Đá là một tập hợp nhiều hoặc một khoáng vật. là thành phần vật chất chủ yếu cấu tao nên vỏ Trái Đất. 14
14. Nuành khoa học chuyên nyhiên cứu về các loại đá cấu tạo nên vò Trái Đất goi là nham thạch học hav thạch học. Theo nhà thạch học người Đức Rozenbút thi chi có những tập hợp khoáng vật tạo thành những thể địa chất độc lập mới được gọi là đá. Một thể địa chất độc lập phài có đù các điều kiện sau: - í^hân biệt rõ với các khối xung quanh và được thành tạo do những quá trình địa chất riêng. - Có thành phần khoána vật. hoá học xác định và khác với các khối bao quanh. - Các thành phần tạo đá có phương thức kết hợp riêng. Dá do nhiều loại khoáng vật tạo nên gọi là đá đa khoáng, do một loại khoáng vật gọi là đá đơn khoáng. Đá bị phontỉ hoá để tạo thành đất gọi là đá mẹ. Dựa vào nguồn gốc hình thành, toàn bộ đá cấu tạo nên vỏ Trái Đất nàm trong 3 nhóm lớn là: Đá inacma. đá trầm tích và đá biến chất. Trong từng nhóm chính lại chia ra nhiều nhóm nhỏ hơn. Ví dụ: nhóm đá macma có các nhóm phụ là macma siêu axit, macma axit. macrna trung tính... 2.2. Đá macma a] Định nghĩa và phân loại đá macma: Đá macma là những đá đuợc hình thành do sự đông cứng của dung dịch macma. Neu dung dịch macma đông cứng dưới sâu [trong vò Trái Đất] tạo đá macma xâm nhập, ngược lại dung dịch macma phun trào ra phía ngoài mặt vỏ Trái Đất rồi đông cứng lại thi tạo nên đá macma phun trào. Đá macma cỏ nhiêu loại khoáng vật khác nhau, có kiên trúc và câu tạo phức tạp. Trong vó Trái Đất đá nam ở nhiều thể: tường, mạch, nền, trụ, nấm, lớp phủ, vòm phù... Có nhiều cách phân loại đá macma, phương pháp được sử dụng rộng rãi là dựa vào hàm lượng SÌO2 trong đá như ở bàng 1 . 1 . B ảng L I . Phân loại dá macma theo hàm lượng SÌO2 Hàm lượng SÌO2 [%] Tên đá >75 Macma siêu axít 6 5-75 Macma axít 52-65 Macma trung tính 4 0-52 Macma ba zơ
15. Dá Macma có hàng trăm loại khoáng vật nhưng sổ khoáng vật chính tạo đá khôni; nhiều. Mười khoánu vật: Penspat, Thạch anh, Amphibon, Pyroxen. Mica. []li\in. Nephêlin. I.ơxit. Manhêtit. Apatit chiêm 99% trọng lirợníí đá macma; Thành phần hoá học chủ vcu cùa đá macma là Silic. nhòm, sắt... thê hiện ở bàng 1.2. Bảng 1.2. }Iàm lượng trung bình cùa các nguvên tố Các chất Hàm lượng trung bình [%] SÌO2 59,12 AI2O 3 15.13 Fe2Ơ3 6.88 CaO 5.08 MgO 3.49 N a .o 3.84 K 2O 3,13 H 2O 1.15 Dựa vào màu sắc, các khoáng vật tạo đá macma chia làm hai nhóm chính: - Các khoáng vật sáng màu: Penspat, Mica trắng... Các khoáng vật sẫm màu: Amphibon, Ôlivin, Manhêtit... h] M ột so loại đá Macma: Pecmatit Pecmatit là loại đá điển hinh cho macma siêu axit. hình thành dưới sâu. nàm ở thể mạch, có kiến trúc toàn tinh hạt lớn. Các khoáng vật chính tạo đá là Penspat dạng Octoclaz, Thạch anh. Mica kốt tinh tạo các tinh thê lớn. màu xám trắng hay trắng xám. Pecmatit là loại đá cứng rắn rất khó bị phá huỷ hoá học. Sản phẩm phong hoá cùa đá Pecmatit chù yếu là các hạt cơ giới có kích thước khác nhau. Đất hình thành trên Pecmatit có thành phần cơ giới nhẹ, tầne đất mỏng, chua và nghèo dinh dưỡng, ở Việt Nam gặp Pecmatit ở La Phù, huyện Thanh Thuỷ, tinh Phú Thọ. Granit Đá Granit còn có tên gọi là đá hoa cương, đại diện cho đá macma axit. Hình thành dưới sâu, rất phổ biến trong vỏ Trái Đất, màu xám trắng, xám hoặc hồng. Kiến trúc toàn 16
16. tinh với các kích thước hạt khác nhau. Thành phần khoáng vật chù yếu là Octocla/. 1'hạch anh. tnica trẳng và đcn. Hoocblen. Khoáng vật phụ có Plazoclaz. Apatit, Manhetit, Các khoániỉ vật có thề quan sát nhận biết bàng mắt thường. Dựa vào kích thước và thành phần khoáng vật mà có các tên gọi như: Granit hạt thô, Granil hạt trung bình, Granit hạt mịn, Granit 2 mica... Granit có Kenspat kiềm như Anbit, Microlis... thì có màu hồng. đỏ. đỏ sẫm dùng làm gạch irane trí. Granit là loại dá cứng rắn, khó bị phong hoá. Đất hình thành trên đá Granit nói riêng và Macma axit nói chung có thành phần cơ giới nhẹ. tầng mòng, rất chua và nghèo dinh dưỡnu. ở Việt Nam gặp Granit ở nhiều nơi như Hoàng Liên Sơn [Lào Cai]. Trườna Sơn Bắc, Trường Sơn Nam, Đèo Hài Vân, Thanh Hoá, Quàng Bình... Đá phun trào tương ứng với Granit là Riôlit [còn gọi là ljpazit] có thành phần khoánu vật giốrm với Granit nhưng có kiến trúc phoocphia. cấu tạo dòng chàv. Neu Riòlit không kết tinh được gợi là thuỷ tinh núi lửa. Dăy núi Tam Dáo chú yếu cấu tạo bới Riolit. Anđêzit và Phoocphia Anđêzit và Phoocphia là những đá macma trung tính điền hình, hình thành bàng con dường phun trào. Anđêzit có màu xám. xám đen. xanh đen. đen. Thành phần khoáng vật chù yeu là Pla/oclaz. Hoocbles. Ỏgít, Pyroxen. Biôtit. Anđêzit là đá phun trào kiêu mới, Phoocphia là đá phun trào cô. Đá xâm nhập tương ứng với Anđêzit là Điorit có kiến trúc toàn tinh, thành phần khoáng vật tương tự Anđêzit. Khi lộ ra ngoài, Anđêzit bị phá huỳ dễ hơn đá macma axit. Đất hình thành trên loại đá này có Ihành phần cơ giới nặng, tầng dày và có nhiều tính chất tốt. ở nước ta gặp Anđêzit ở Thanh Hoá, Lai Châu, Tây Nguyên và gặp Điorit ở Lào Cai. Kon Tum... Bazan, Điabaz, Gabrô E3azan là đá điển hình cùa Macma bazơ, hình thành bàng con đường phun trào. Màu xám, xám đen, đen. Thành phần khoáng vật chính tạo đá là Pyroxen [ôgít hoặc Điopxit] chiếm khoảng 50 %. thứ đến là Plazoclaz kiềm, khoáng vật phụ là Olivin. hoocblen. Đá Bazan có kiến trúc vi tinh hay hạt mịn, mắt thường không phân biệt được 17
17. các tinh thê khoántỉ có trong đá. Trong đá thường có các lồ hông hình tròn hay bầu dục. nếu đá có nhiều lồ hốrití thường xốp, nhẹ gọi là đá bọt Bazan. Thể nàm cùa đá Ba/an chủ yếu là vòm phủ và dòng chày. Điabaz là đá Bazan cồ. Gabrô là đá xâm nhập tương ứng với phun trào Ba 7,an. cỏ kiến trúc toàn tinh dạng hạt lớn và trung bình. Khi lộ ra nuoài mặt. đá Bazan rất rễ bị phá huv, đất hình thành trên đá Bazan cỏ màu đỏ. nâu đò. thành phần cơ giới nặng, tầnti dày và có nhiều tính chất tốt. ớ Việt Nam gặp đá Bazan ở Tây Nguyên, Đông Nam Bộ. Quànu Ncài. Quanu Trị. Nghệ An, Thanh Hoá... Đunít Đunít là dá Macma siêu bazơ hình thành dưới sâu. Đá có kiến trúc hạt trung biiih hay hạt nhò. Màu xanh lục, xám đen. đen. Khoáng vật chủ yếu là Òlivin [thay đồi từ 85 - 100%]. ngoài ra còn aặp một ít Crômít. Manhêtít. Khi bị biên đôi Olivin tạo thành Secpentin. Đât hình thành trên đá Đunít có màu đen. ơ nước ta, Đunít có ở Cô Dịnh - Thanh 1loá. 2.3. Đá trầm tích a] Định nghĩa và phân loại đá trầm tích: Dá trầm tích là đá hình thành từ sán phẩm phong hoá cùa các đá cỏ Irirớc hoặc do xác sinh vật tích đọng tạo thành. Ví dụ-. Đá cát kết [Sa thạch] do các hạt cát là sán phẩm cùa phong hoá vật lý kết íỉấn tạo thành. Đá vtii San hô do xác San hô chết tích đọng tạo thành... Dựa vào nguồn gốc hinh thành, nhóm đá trầm tích thường được chia thành các nhỏm phụ sau: Trầm tích cơ học, trầm tích hoá học. trầm tích sinh học. trầm tích hỗn hợp. b] M ột số loại đá trầm tích: Đá cát Đá cát là đá điển hình của trầm tích cơ học. Hạt cát là sản phẩm phá huỷ cơ học các đá khác có kích thước từ 2mm - 0,1 mm. Sản phâm ờ trạng thái rời rạc gọi là cát, nếu kết gắn lại gọi là cát kết [Sa thạch]. Cát kết có 2 thành phần cơ bản là các hạt cát và chất ximăng kết gắn. Thành phần khoáng vật cùa cát kết: Thạch anh, Penspat, Mica, Ziacon, Manhetít. Kaolinít... Cát kết có câu tạo khối và cấu tạo phân lớp. Xi măng kết gắn là Silic, sắt. canxi, sét...