Минерал - монтмориллонитовая группа
Cтраница 3
Минералогический состав дерново-подзолистых почв разнообразен и зависит главным образом от механического состава и свойств почвообразующих пород. В крупных фракциях механических элементов встречаются кварц, полевые шпаты, слюды и другие первичные минералы. Горбунову, в илистой ( меньше 0 001 мм) фракции почв, образовавшихся на моренных и покровных суглинках, наиболее характерными высокодисперсными минералами являются гидрослюды, вермикулит, минералы монтмориллонитовой группы, несиликатные аморфные полуторные окислы. Иногда присутствует небольшая примесь каолинита, кварца, редко гетита, гиббсита. При этом высокодисперсных глинистых минералов и полуторных окислов обычно меньше в подзолистом горизонте и больше в иллювиальном. В почвах, сформировавшихся на массивно-кристаллических или хорошо дренируемых осадочных породах, преобладают гидрослюды, вермикулит, каолинит, минералы монтмориллонитовой группы, хлориты. Из сопутствующих минералов встречаются аморфные полутораокиси, кварц. [31]
Глины очень плотные полутвердые, в зоне активного выветривания до глубины 4 - 7 м иногда тугопластич-ные, с многочисленными включениями ожелезненных и марганцовистых конкреций. Текстура глин горизонтально-слоистая, структура сланцеватая. В минералогическом составе глинистой фракции преобладает монтмориллонит с примесью гидрослюды и бейделлита. Формирование минералов монтмориллонитовой группы объясняется существованием в эту эпоху лесостепных ландшафтов с широколиственными породами деревьев при теплом, относительно засушливом климате. Высокая дисперсность глин и монтмориллонитовый состав отражаются на пластичности. [32]
Кроме перечисленных групп минералов в глинах содержатся в различных количествах оксиды железа ( например Fe2O3), щелочных металлов ( Na2O, K2O), щелочноземельных металлов ( CaO, MgO), присутствие которых во многом определяет свойства глин. Оксиды металлов связаны с глинистыми минералами различно. Часть их может входить в состав глинистых минералов, замещая оксиды алюминия, их другая часть связана с глинистым веществом слабее и представляет собой обменные основания. Это отношение колеблется для минералов монтмориллонитовой группы от 4 до 7, каолинитовой - от 2 до 3, гидрослюдистой - от 3 до 4, палы-горскитовой - от 2.1 до 2.5. Атомы кремния и алюминия, входящие в кристаллическую решетку глинистых минералов, могут быть замещены другими атомами, причем не обязательно с одинаковой валентностью. Ион водорода адсорбируется очень сильно, поэтому рН оказывает значительное влияние на катионобменные реакции. В этом случаи частицы глины для компенсации ненасыщенной валентности адсорбируют из водных растворов катионы, т.е. происходит обмен катионов. Последняя выражается количеством миллиграмм-эквивалентов обменных катионов, содержащихся в 100 г сухой глины. Емкость катионного обмена некоторых глинистых минералов по Р.Е. Гриму колеблется в следующих пределах ( мг. [33]
 |
Схема, иллюстрирующая появление свободных отрицательных зарядов в решетке монтмориллонита в результате замещения кремния алюминием и алюминия магнием ( по Чу-хрову. [34] |
Так как межпакетные промежутки у монтмориллонита больше, чем у каолинита, и связь между пакетами менее прочна, компенсирующие отрицательный заряд пакета катионы располагаются не только на внешней поверхности микрокристаллических частиц, но и в межпакетных промежутках. При взаимодействии с растворами солей компенсирующие катионы, расположенные в межпакетных промежутках микрокристаллов монтмориллонита, способны обмениваться на катионы солей, так как при набухании раствор проникает в межпакетные промежутки кристаллической решетки. Следовательно, у минералов этой группы в обмене участвуют не только катионы, находящиеся на поверхности микрокристаллов, но и расположенные внутри кристаллической решетки, в межпакетных промежутках. Этим объясняется значительно более высокая поглотительная способность минералов монтмориллонитовой группы. [35]
Поскольку обмен катионов у каолинита совершается только на внешней поверхности микрокристаллов, то обменное поглощение увеличивается по мере уменьшения размера частиц: чем они мельче, тем больше их поверхность. У минералов монтмориллонитовой группы обмен катионов происходит не только на поверхности, но и внутри микрокристаллических частиц, в межпакетных промежутках. Поэтому у них способность к обменному поглощению с уменьшением размера частиц возрастает слабее. Реакции обмена катионов у минералов каолинитовой группы идут быстрее, но поглотительная способность их, даже при высокой степени дисперсности, значительно меньше, чем у минералов монтмориллонитовой группы. [36]
 |
Схема строения кристаллической решетки монтмориллонита. [37] |
Водно-физические свойства минералов данной группы малоблагоприятны. Во влажном состоянии сильно набухают, в сухом уплотняются и растрескиваются, обладают значительной липкостью, слабоводопроницаемы, образуют корку. В сочетании с гуминовыми кислотами минералы образуют водопрочные агрегаты. Поэтому на фоне высокого содержания гумуса в почвах, богатых минералами монтмориллонитовой группы, водно-физические свойства значительно улучшаются. [38]
Минералогический состав дерново-подзолистых почв разнообразен и зависит главным образом от механического состава и свойств почвообразующих пород. В крупных фракциях механических элементов встречаются кварц, полевые шпаты, слюды и другие первичные минералы. Горбунову, в илистой ( меньше 0 001 мм) фракции почв, образовавшихся на моренных и покровных суглинках, наиболее характерными высокодисперсными минералами являются гидрослюды, вермикулит, минералы монтмориллонитовой группы, несиликатные аморфные полуторные окислы. Иногда присутствует небольшая примесь каолинита, кварца, редко гетита, гиббсита. При этом высокодисперсных глинистых минералов и полуторных окислов обычно меньше в подзолистом горизонте и больше в иллювиальном. В почвах, сформировавшихся на массивно-кристаллических или хорошо дренируемых осадочных породах, преобладают гидрослюды, вермикулит, каолинит, минералы монтмориллонитовой группы, хлориты. Из сопутствующих минералов встречаются аморфные полутораокиси, кварц. [39]
Эти минералы способны сильно набухать и содержат до 30 % связанной воды, которая не может усваиваться растениями. Присутствие минералов монтмориллонитовой группы в почвах всегда положительно сказывается на растениях, обеспечивает большее содержание в них необходимых питательных элементов. Однако почвы, очень богатые монтмориллонитом, имеют невысокую агрономическую ценность. При высыхании таких почв образуются трещины, водопроницаемость их становится неодинаковой, на поверхности образуется прочная корка. Эти отрицательные свойства монтмориллонита особенно сильно проявляются на почвах, бедных гумусом. При достаточном количестве гумуса физико-химические свойства такой почвы значительно улучшаются за счет образования водопрочных органо-мине-ральных агрегатов. Практика показывает, что добавление в сильно деградированные песчаные почвы глин, содержащих минералы монтмориллонитовой группы, положительно сказывается на плодородии. [40]
Эти минералы способны сильно набухать и содержат до 30 % связанной воды, которая не может усваиваться растениями. Присутствие минералов монтмориллонитовой группы в почвах всегда положительно сказывается на растениях, обеспечивает большее содержание в них необходимых питательных элементов. Однако почвы, очень богатые монтмориллонитом, имеют невысокую агрономическую ценность. При высыхании таких почв образуются трещины, водопроницаемость их становится неодинаковой, на поверхности образуется прочная корка. Эти отрицательные свойства монтмориллонита особенно сильно проявляются на почвах, бедных гумусом. При достаточном количестве гумуса физико-химические свойства такой почвы значительно улучшаются за счет образования водопрочных органо-минераль-ных агрегатов. Практика показывает, что добавление в сильно деградированные песчаные почвы глин, содержащих минералы монтмориллонитовой группы, положительно сказывается на плодородии. [41]
Страницы: 1 2 3