Bài giảng Khoa học đất - Chương 2: Đá và sự phong hóa đá

Chia sẻ: Minh Vũ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:29

Thêm vào BST

Báo xấu

118
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Khoa học đất - Chương 2: Đá và sự phong hóa đá" cung cấp cho người học các kiến thức: Các loại đá, phong hóa đá, yếu tố hình thành đất, yếu tố địa hình, sự vận chuyển của mẫu đất, phân loại tuổi đất,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Khoa học đất - Chương 2: Đá và sự phong hóa đá

Chương 2: ĐÁ VÀ SỰ PHONG HÓ HÓA ĐÁ ĐÁ 1. Các loại đá Theo nguồn gốc thành tạo -đá magma, Nhiệt độ, -đá trầm tích, áp suất Đá biến chất Đá trầm tích -đá biến chất. Phong hóa, Nóng chảy xói mòn Đá phún xuất 1. Các loại đá Đá magma được hình thành từ kết quả nguội lạnh, đông cứng của dung dịch silicate. Theo nguồn gốc thành tạo: -đá magma xâm nhập (>1,5 km) và -đá magma phun trào (phún xuất). Theo hàm lượng oxide silic + Magma acid (Si2O > 65%) + Magma trung tính (Si2O: 65 - 52%) + Magma mafic (SiO2: 52 - 45%) + Magma siêu mafic (SiO2 < 45%). 1
1. Các loại đá Đá magma - Thành phần cấu tạo •Thạch anh, •Tràng thạch, •Mica, •Hàm thạch và huy thạch, •Lãm thạch. 1. Các loại đá Đá magma - Thành phần cấu tạo •Thạch anh 1. Các loại đá Đá magma - Thành phần cấu tạo •Tràng thạch •Tràng thạch kali •Tràng thạch natri •Tràng thạch calci 2
1. Các loại đá Đá magma - Thành phần cấu tạo •Mica •Mica đen •Mica trắng 1. Các loại đá Đá magma - Thành phần cấu tạo •Hàm thạch và huy thạch •là các metasilicate (khoáng vật màu) tương ứng với acid H2SiO3, trong đó H thay bằng các kim loại như Mg, Fe, Ca, có ít chất Al. 1. Các loại đá Đá magma - Thành phần cấu tạo •Lãm thạch (olivine) 3
1. Các loại đá Đá trm tích -Đá trầm tích cơ học •Nhóm carbonate -Đá trầm tích hóa học •Nhóm các khoáng sét -Đá trầm tích hữu cơ •Nhóm sulphate •Nhóm hữu cơ 1. Các loại đá Đá trm tích •Nhóm carbonate calcite dolomite magnesite dolomite 1. Các loại đá Đá trm tích •Nhóm các khoáng sét kaolinite 4
1. Các loại đá Đá trm tích •Nhóm các khoáng sét montmorillonite mica 1. Các loại đá Đá trm tích •Nhóm sulphate thạch cao anhydrite 1. Các loại đá Đá trm tích •Nhóm hữu cơ đá do các sinh vật vùi dưới đất đã hàng trăm ngàn năm nay kết thành. •Than đá, •Dầu hỏa và •Khí thiên nhiên 5
1. Các loại đá Đá bin tính -Đá gneiss (gơnai) -Đá hoa -Đá quartzite -Diệp thạch sét Đá gneiss 2. Sự Sự phong hó hóa -Phong hóa c hc Băng, nước, gió -Phong hóa hóa hc -Sự thủy hóa -Sự thủy phân -Sự oxy hóa -Sự khử hóa -Sự hòa tan -Sự vôi hóa ĐẤT TỪ ĐÁ • Đất ở khắp mọi nơi! • Đất có nguồn gốc từ đâu? • Đất phát triển như thế nào? • Đá có đóng góp gì cho đất? 6
Đất • Phẫu diện đất • Và khi lấy đất để lên tay thì chúng ta cảm nhận được các hạt cát, thịt, sét và thành phần chất hữu cơ Sự phong hóa Đá → Đất • Sự phong hóa là quá trình phá hủy đá, đất và các epilithic khoáng vật • Phong hóa gồm hai loại: – Phong hóa cơ học endolithic (disintegration) – Phong hóa hóa học (decomposition) Sự phong hóa đá • Diễn ra ngoài trời (in-situ) • Khác với sự xói mòn (mẫu chất tại một điểm bị lấy đi) 7
Phong hóa cơ học (vật lý) bẻ vỡ các đá gốc thành những mảnh vụn mà không làm thay đổi thành phần hóa học của đá swf đá lớn → đá nhỏ → tinh khoáng chasmolithic Phong hóa cơ học (vật lý) Các tin trình 1) Đóng băng/tan băng hoặc do thay đổi nhiệt độ 1 cm3 nước → 1,09 cm3 nước đá chasmolithic Phong hóa cơ học (vật lý) Các tin trình (tt) 2) Rễ thực vật cũng có thể làm nứt rạn các đá 3) Gió mạnh chuyên chở các chasmolithic vật liệu như các hạt cát đi xa và cát lại làm mòn dần các đá nổi trên mặt đất. 8
Phong hóa hóa học Các tin trình • Sự thủy hóa • Sự thủy phân • Sự oxy hóa • Sự khử hóa • Sự hòa tan • Sự vôi hóa • Phong hóa hóa học là quá trình các khoáng vật trong đá thay đổi trở thành các hạt nhỏ hơn và dễ bị rửa trôi hơn. Phong hóa hóa học • diễn ra nhanh ở những đá có nhiều góc cạnh (diện tích bề mặt lớn/thể tích nhỏ) • Dần dà các góc nhẵn cạnh bị bào mòn (bo tròn) Phong hóa hóa học là sự phá hủy đá bằng các phản ứng hóa học • Sự thủy hóa là sự kết hợp giữa nước với khoáng, oxide, silicate làm gia tăng thể tích Fe2O3 + H2O → FeOOH Hematite Goethite Fe2O3 + nH2O → Fe2O3.nH2O Stilnopsiderite CaSO4 + 2H2O → CaSO4.2H2O Thạch cao 9
Phong hóa hóa học • Sự thủy phân là do sự phân lìa nước thành ion H+ và ion OH-. có thể có tác dụng như một acid hay một base trên các tinh khoáng Sự phân lìa này càng mạnh nếu nhiệt độ càng lớn K2O.Al2O3.6SiO2 + 3H2O → Al2O3.2SiO2.2H2O + 2KOH + 4SiO2 Trực tràng Kaolinite Phong hóa hóa học • Sự oxy hóa oxy có thể thâm nhập thành phần của các khoáng dễ dàng chất sắt rất dễ bị oxy hóa làm cho các khoáng này bể nhỏ ra Sự oxy hóa đi kèm với sự thủy hóa hoặc thủy phân FeMg.2SiO4 + 9H2O + O2 → 2Si(OH)4+ 2Fe(OH)3 + 2Mg(OH)3 Olivine Silice ròng ngậm nước Phong hóa hóa học • Sự khử hóa xảy ra nơi mà các vật liệu đất bị bão hòa nước (oxy không thể thâm nhập thành phần của các khoáng) Fe2O + 4SO42- + 8CH2O + 1/2O2 → 2FeS2 + 8HCO3- + 4H2O pyrite 10
Phong hóa hóa học • Sự hòa tan CaCO3 + 2H+ + 2OH- → H2CO3 + Ca2+ + 2OH- Sự phong hóa này có thể gia tăng khi nhiệt độ tăng Phong hóa hóa học • Sự vôi hóa tác dụng của nước chứa CO2, các loại đá vôi sẽ thành bicarbonate dễ hòa tan CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 Phong hóa hóa học • Phong hóa hóa học tạo các hạt sét để cây trồng có thể phát triển được • Hỗn hợp gồm xác cây mục và các loại hạt (sét, thịt, cát) hình thành nên đất 11
Sự phong hóa • Sự phong hóa vật lý và hóa học diễn ra đồng thời Phong hóa vật lý phá vỡ đá thành nhiều mãnh làm tăng diện tích bề mặt để cho phong hóa hóa học tiếp tục phá vỡ đá nhỏ xuống kích thước nhỏ hơn Sự phong hóa phụ thuộc lớn vào điều kiện khí hậu • Nơi nào có nhiều nước thì sự phong hóa diễn ra nhanh hơn. • Nhiệt độ cao cúng làm cho sự phong hóa diễn ra nhanh hơn. Sự phong hóa Ngược lại • Ở vùng khí hậu khô hạn thì sự phong hóa diễn ra rất chậm. • Tuy nhiên, sự phong hóa cơ học có thể diễn ra nhanh hơn một ít do tác động của nhiệt độ 12
Sự phong hóa đá sản sinh ra các hạt đất • Khi nhìn thấy các hạt cát, ta có thể xác định được loại đá mà đã phong hóa để hình thành chúng Các loại đá khác nhau trên thế giới • Italy • Hawaii • Madeline Is. Wisconsin • St. Peter Sandstone, St. Paul, MN Các yếu tố hình thành đất • Khí hậu • Sinh vật • Địa hình • Mẫu chất • Thời gian Đất ở những vị trí khác nhau là khác nhau bởi vì tác động của những yếu tố này khác nhau ở từng vị trí. 13
Các yếu tố hình thành đất • Khí hậu • Sinh vật • Địa hình • Mẫu chất • Thời gian Nhit đ sự phát triển của đất: Nóng hơn = Nhanh hơn Lạnh hơn = chậm hơn M a - Nhiều hơn = rửa trôi nhiều hơn Vùng rửa trôi - được xác định bằng vị trí của CaCO3 trong phẫu diện Nhiệt độ và mưa ảnh hưởng đến sét, carbonate và chất hữu cơ 14
Nhiệt độ và mưa ảnh hưởng đến pH đất Chỉ số khô khan (I): Ví dụ: P - Ở Phan Rang I= T + 10 690 IP = = 18 Trong đó: 28 + 10 P: Lượng mưa trung bình pH đất: 6 – 6,5 T: Nhiệt độ trung bình - Ở Huế 3000 IP = = 85 25 + 10 pH đất: 4,5 – 5,5 Các yếu tố hình thành đất • Khí hậu: Vùng nhit đ i hoc c
n nhit đ i, s phong hóa th ng rt mnh. Rửa trôi Oxide Fe, Al swf SiO2 và các base Các yếu tố hình thành đất • Khí hậu • Sinh vật • Địa hình • Mẫu chất • Thời gian 15
• Thực vật – cung cấp chất hữu cơ Đồng cỏ: hệ thống rễ cỏ Ap cung cấp chất hữu cơ trên 60 cm đất A AB Bg Rừng: lá rụng trên mặt đất mỗi năm cung cấp chất hữu cơ trên 1 dm Rừng & đồng cỏ • Tấm lá chắn sinh học che chở cho đất • Bổ sung thành phần hữu cơ cho đất – Nhờ vào sự thay đổi của thực vật trên 8000 năm qua, đất được hình thành dưới những cánh rừng và đồng cỏ 16
Yếu tố hình thành đất – SINH VẬT • Động vật ~ trộn đất – Động vật thân mềm (giun đất), – Chân đốt, – Thú có thể hình thành cấu trúc của tầng đất. Yếu tố hình thành đất – SINH VẬT • Vi sinh vật – Phong phú với nhiều chủng loại – Có thể có tới hàng trăm triệu con / 1 g đất. – Các quá trình có sự tham gia của VSV: • phân giải xác hữu cơ, • hình thành mùn, • chuyển hoá đạm trong đất, • cố định đạm từ khí trời – Sinh khối vsv lớn, góp phần cung cấp chất hữu cơ và tạo độ phì đất. Tiến trình xảy ra ở vùng có ảnh hưởng của sinh vật: (a) sự hấp thụ năng lượng và các chất thông qua quang hợp; (b) sự phân hủy chất dư thừa của thực vật; (c) sự trao đổi cation và (d) sự tạo thành các phức giữa khoáng và chất hữu cơ. 17
Các yếu tố hình thành đất • Khí hậu • Sinh vật • Địa hình • Mẫu chất • Thời gian Yếu tố địa hình • Các tầng khác nhau trong đất là do sự khác Đất phát triển tốt ở nhau của mực thủy cấp vùng thoát thủy tốt Đất ít phát triển nhất ở • Phân cấp sự thoát thủy vùng bị rửa trôi, Đất tích tụ các thành phần từ địa hình cao – Thoát thủy tốt Đất ngập nước – Thoát thủy trung bình – Thoát thủy yếu – Thoát thủy kém 18
Các đốm màu sáng càng gần bề mặt Tốt Trung bình Yếu Kém Phân cấp sự thoát thủy Địa hình – xói mòn & tích tụ Vùng trên cao bằng phẳng Vùng triền đồi có độ dốc lớn Vùng triền đồi thoai thoải Vùng chân đồi Vùng trên cao bằng phẳng (Summit) ít bị xói mòn nhất và đất có mức độ phát triển nhất (sự phân tầng rõ nhất) Vùng triền đồi thoai thoải (Backslope) giống như vùng summit trừ khi độ dốc lớn hơn 20%. 19