Khoáng vật và đá hình thành đất và Sự hình thành đất

Chương I
KHOÁNG VẬT VÀ ĐÁ HÌNH THÀNH ĐẤT

Vỏ Trái Ðất được cấu tạo bởi các loại đá khác nhau, một loại đá thường được cấu tạo bởi
một số khoáng vật nhất định. Ðá và khoáng vật ở lớp ngoài cùng của vỏ Trái Ðất bị phá huỷ tạo
thành mẫu chất, do tác động của sinh vật mẫu chất biến đổi tạo thành đất. Vậy khoáng vật và đá
là cơ sở vật chất để hình thành nên đất.
1. Khoáng vật
1.1. Khái niệm chung về khoáng vật
Theo địa chất học: khoáng vật là sản phẩm tự nhiên của các quá trình hoá lý và các quá
trình địa chất diễn ra trong vỏ Trái Ðất, có thành phần tương đối đồng nhất và có những tính chất
vật lý, hoá học nhất định.
Khoáng vật tồn tại ở 3 thể: rắn, lỏng và khí, trong đó chủ yếu ở thể rắn. Khoáng vật thể
rắn hình thành và tồn tại ở 2 dạng cơ bản là kết tinh tạo thành các tinh thể và vô định hình, hầu
hết khoáng vật ở dạng tinh thể. Hình dạng tinh thể do sự liên kết theo quy luật của các nguyên tử,
ion hoặc phân tử tạo nên các mạng lưới tinh thể.

Na
Cl







a. Muối mỏ b. Thạch anh
Hình 1.1. Mạng lưới tinh thể và hình dạng một số khoáng vật
Các khoáng vật khác nhau có: hình dạng, kích thước, độ cứng, tỷ trọng, màu sắc, cát
khai, vết 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: Khoáng vật
mica là những tấm mỏng có kích thước từ vài mm
2
đến hàng m
2
.
Một số khoáng vật có cùng thành phần nhưng kết tinh ở mạng lưới tinh thể khác nhau tạo
nên khoáng vật có tính chất vật lý khác xa nhau. Ví dụ: Than chì và kim cương có cùng thành
phần hoá học là C nhưng kết tinh ở mạng tinh thể khác nhau mà than chì có độ cứng 1, kim
cương có độ cứng 10.
Hiện nay đã xác định được trên 3000 loại khoáng vật có trong vỏ Trái Ðất.
Theo Chetvericốp, toàn bộ khoáng vật có trong vỏ Trái Ðất nằm trong 10 lớp:
- Silicát
- Cácbonát
- Sunphat
- Haloit
- Oxyt
- Hydroxyt
- Sunphua
- Phosphat
- Vonfranat
- 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 nằm trong 2 nhóm lớn là khoáng vật nội
sinh và khoáng vật ngoại sinh. Có khoảng 50 khoáng vật chiếm tỷ lệ lớn trong các loại đá ở vỏ
Trái Ðất 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 hình thành đá. Ví
dụ: thạch anh, Fenspat, 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, hydroxit, các keo sét.v.v
Sự phân biệt khoáng vật nguyên sinh với thứ sinh có tính chất tương đối. Thạch 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
Ðất.
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 Ðất
a. Lớp Silicát
Nguyên tử Silic
Nguyên tử oxy
Hình 1.2: Cấu tạo của khối 4 mặt
oxit silic, khoảng cách Si-O
2
là 1,6 Ǻ
Silicát là lớp khoáng vật gặp nhiều nhất trong vỏ Trái Ðất, có khoảng 1500 loại khoáng vật
của vỏ Trái Ðất nằm ở lớp này. Theo viện sĩ A.Phecxman, lớp Silicát chiếm 75 % trọng lượng vỏ Trái
Ðất, nhiều khoáng vật của lớp này là khoáng vật chính tạo đá.
Ðơn vị cơ sở cấu tạo nên khoáng vật lớp Silicát là khối 4 mặt Silic-oxy có công thức
[SiO
4
]
4-
với 1 nguyên tử Silic nằm giữa 4 nguyên tử oxy nằm ở 4 đỉnh.
Các khối [SiO
4
]

4-
có thể ghép nối với nhau theo các phương để tạo thành các lớp Silicát
phụ là Silicát dải, Silicát đảo, Silicát khung Ngoài ra do thừa 4 hoá trị âm nên có thể liên kết
với nhiều nguyên tố khác ở dạng cation như Ca
2+
, Mg
2+
, K
+
, Na
+
Ðặc biệt, Silic trong khối 4
mặt có thể được thay thế bởi Al (thay thế đồng hình khác chất) tạo thành nhôm Silicát (alumino
Silicát). Sau đây là một số khoáng vật điển hình:
Ôlivin [(Mg,Fe)
2
.SiO
4
]
Màu xanh ô liu, độ cứng 6,5 - 7,0, tỷ trọng 3,3 - 4,0, ánh thuỷ tinh, vết vạch không màu,
cát khai trung bình. Kết tinh ở dạng khối hay dạng hạt.
Ôlivin có nguồn gốc từ hoạt động macma, là khoáng vật chính tạo thành các đá macma
siêu bazơ, macma bazơ như: Ðunit, Peridotit, gabro, bazan Trong các quá trình biến đổi hậu
sinh chuyển thành Secpentin, Tan, Manhetit, Limonít và Ôpan.
Ôlivin đẹp được sử dụng làm đồ trang sức, loại chứa nhiều Mg (45-50% MgO) dùng sản
xuất gạch chịu lửa. Ở Việt Nam Ôlivin gặp ở núi Nưa - Thanh Hoá, Phủ Quỳ - Nghệ An, Tây
Nguyên
Mica trắng và đen
Mica trắng có công thức hoá học: K.Al
2

[(Al.Si
3
.O
10
)].[OH]
2
giàu

K
Mica đen có công thức hoá học: K(Mg,Fe)
3
[Si
3
AlO
10
][OH,F]
2
Trong thành phần Mica đen có chứa nhiều Fe, Mg.
Các khoáng mica kết tinh ở dạng dẹt, tấm, vảy; Ðộ cứng 2-3; Tỷ trọng 2,7-3,1. Ánh thuỷ
tinh hoặc xà cừ; cát khai rất hoàn toàn dễ tách thành tấm mỏng; màu sắc thay đổi từ trắng đến
vàng, xám và đen. Mica có nguồn gốc từ hoạt động macma rất phổ biến trong 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
Fenspat
Là một nhóm khoáng vật rất phổ biến, chiếm khoảng 50 % trọng lượng vỏ Trái Ðất.
Trong thành phần Fenspat còn có các nguyên tố kiềm và kiềm thổ và được chia làm các nhóm
phụ như octoclaz, plazoclaz.
Fenspat có độ cứng 6,0-6,5; Tỷ trọng 2,6-2,8; Màu trắng, hồng, xám hay đen; cát khai
hoàn toàn theo 2 phương.
Fenspat có nguồn gốc macma, là thành phần chính của các loại đá macma. Khi bị phong

hoá, Fenspat tạo thành Kaolinít, oxyt và các loại muối kiềm và kiềm thổ.
Ôgít Công thức Ca(Mg, Al, Fe)(Si,Al)
2
O
6
Ðộ cứng 5-6. Tỷ trọng 3,2-3,6. Màu đen, lục hay nâu. Ánh thuỷ tinh; cát khai trung bình.
Tinh thể dạng lăng trụ ngắn, tấm hoặc khối hạt đặc sít. Ôgít hình thành do hoạt động macma, là
thành phần chính của đá macma bazơ như bazan, gabrô
b. Lớp Cácbônát
Lớp khoáng vật này khá phổ biến, là muối của axit H
2
CO
3
. Khoáng vật lớp này giòn, độ
cứng nhỏ, dễ hoà tan trong nước và sủi bọt khi tác động với HCl.
Canxit - Công thức CaCO
3
Kết tinh ở nhiều dạng tinh thể như khối mặt thoi, hình hộp chữ nhật lệch, hình tháp, hình
lăng trụ hoặc tập hợp hạt đặc sít. Ðộ cứng 3, tỷ trọng 2,6-2,8. Ánh thuỷ tinh; màu trắng, xám,
vàng, nâu, lục, lam. Cát khai hoàn toàn theo 3 phương. Sủi bọt mạnh khi tác động với axit HCl.
Canxít được hình thành do hoạt động địa chất ngoại sinh hoặc xác sinh vật có chứa nhiều CaCO
3
.
Canxít là thành phần khoáng vật chủ yếu tạo đá vôi. Canxít là nguyên liệu để sản xuất vôi, xi
măng, làm chất cải tạo phản ứng chua cho đất.
Ðôlômít: Công thức (Ca, Mg)[CO
3
]
2
Ðược hình thành do Mg thay thế Ca trong CaCO

3
. Ðộ cứng 3,5-4,0. Tỷ trọng 1,8-2,9.
Ánh thuỷ tinh. Màu trắng, vàng, xám, lục, đen. Không sủi bọt khi tác động với HCl ở nhiệt độ
thường. Gặp Ðôlômít trong đá vôi hoặc tạo thành các khối riêng. Ðôlômít được dùng sản xuất
gạch chịu lửa, sản xuất phân bón
c. Lớp Oxit
Khoáng vật lớp này gồm tất cả các oxyt. Lớp Oxyt có 200 khoáng vật chiếm khoảng 17
% trọng lượng vỏ Trái Ðất.
Thạch anh: Công thức SiO
2
Rất phổ biến trong vỏ Trái Ðất. Ðộ cứng 7. Tỷ trọng 2,5 - 2,8. Ánh thuỷ tinh. Màu trắng,
vàng, tím, đen, hồng hoặc trong suốt. Thạch anh gặp ở dạng khối đặc hoặc vụn, tinh thể có hình
lăng trụ với 2 chóp 6 mặt. Thạch anh rất phổ biến trong đá 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 Fe
2
O
3
Là quặng sắt đỏ, màu vết vạch như màu của máu. Ðộ cứng 5,5-6,0. Tỷ trọng 5,2. Ánh
kim hay phi kim. Màu đỏ rượu vang, xám, sẫm, đen. Kết tinh tạo khối hạt đặc sít hay trứng cá.
Hêmatít có nguồn gốc biến chất hoặc phong hoá hoá học đá macma siêu bazơ.
d. Lớp Hydroxyt
Khoáng vật lớp này là những hợp chất hoá học có thành phần là kim loại và gốc - OH
-
.
Hydragilit: Công thức Al(OH)
3
Ðộ cứng 2,5-3,5. Tỷ trọng 2,34. Màu trắng, xám, phớt lục, phớt đỏ. Ánh thuỷ tinh. Tinh
thể 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 lưu huỳnh
Khoáng vật lớp này là hợp chất của kim loại với lưu huỳnh hoặc là muối của axit H
2
SO
4
.
Pyrit: Công thức FeS
2
Tiếng Hylạp "pyros" có nghĩa là lửa, màu khoáng vật này giống màu của lửa nên được gọi tên là pyrit.
Ðộ cứng 6,0 - 6,5. Tỷ trọng 5. Màu vàng rơm. Không cát khai. Tinh thể hình khối lập
phương điển hình, Pyrit có nguồn gốc từ hoạt động macma hoặc biến chất. Pyrit là nguyên liệu
để điều chế axít H
2
SO
4
.
Trong đất phèn, sắt có thể tác động với các hợp chất có lưu huỳnh như H
2
S để tạo FeS
2
,
gặp điều kiện oxy hoá FeS
2
bị biến đổi tạo thành phèn sắt Fe
2
(SO
4
)
3

, phèn sắt dễ thuỷ phân khi
gặp nước tạo thành H
2
SO
4
và Fe(OH)
3
kết tủa làm cho đất có phản ứng rất chua.
Anhydrit: công thức CaSO
4
Ðộ cứng 3,0 -3,5. Tỷ trọng 2,8-3,0. Ánh thuỷ tinh. Màu trắng, xám hay hơi đỏ. Cát khai
hoàn toàn theo 3 phương. Anhydrit kết tủa từ nước biển khi nhiệt độ trên 42
o
C hoặc kết tủa từ
dung dịch có nồng độ bão hoà. Anhydrit thường tập hợp đông đặc tinh thể nhỏ cùng với thạch
cao hoặc muối mỏ.
Trong nông nghiệp CaSO
4
dùng để cải tạo đất mặn kiềm.
g. Lớp Haloit (lớp muối mỏ)
Khoáng vật lớp này là những muối của HF, HCl, HBr, HI với kim loại.
Synvinit: Công thức KCl
Ðộ cứng 2. Tỷ trọng 2,1-2,2. Rất giòn và cát khai hoàn toàn. Ánh thuỷ tinh. Màu trắng
hoặc trong suốt, nếu lẫn tạp chất sẽ có màu xám, vàng, đỏ. Tinh thể kết tinh dạng khối lập
phương. Hình thành do sự kết tủa từ nước biển khi bị khô cạn hay bão hoà muối tan.
Synvinit là nguyên liệu sản xuất phân Kali.
Cácnalit: Công thức KCl.MgCl
2
.6H
2

O
Ðộ cứng 1,0-2,5. Tỷ trọng 1,6. Màu trắng, nâu, hồng, đỏ. Cácnalit có nguồn gốc từ trầm tích biển thường
cùng gặp với NaCl, KCl.
Cacnalit dùng điều chế phân 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
(PO
4
)
3
(F,Cl)
Ðộ 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 Ðường- Lào Cai.
Phosphorit: Công thức Ca
5
(PO
4
)P.
Phosphorit có thành phần tương tự Apatit nhưng thường lẫn nhiều tạp 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 chỉ có một nguyên tố hoá học là kim loại hoặc á

kim.
Nguyên tố tự nhiên là những khoáng sản rất quý như vàng (Au), bạc (Ag), kim cương
(C), lưu huỳnh (S)
2. Ðá
2.1. Ðịnh nghĩa và phân loại đá
Ðá là một tập hợp nhiều hoặc một khoáng vật, là thành phần vật chất chủ yếu cấu tạo nên
vỏ Trái Ðất.
Ngành khoa học chuyên nghiên cứu về các loại đá cấu tạo nên vỏ Trái Ðất gọi là nham
thạch hay thạch học.
Theo nhà thạch học lỗi lạc người Ðức Rozenbút thì chỉ 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 phải có đủ các điều
kiện sau:
- Phân biệt rõ với các khối xung quanh và được thành tạo do những quá trình địa chất riêng.
- Có thành phần khoáng vật, hoá học xác định và khác với các khối bao quanh.
- Các thành phần tạo đá có phương thức kết hợp riêng.
Ðá do nhiều loại khoáng vật tạo nên gọi là đá đa khoáng, do một loại khoáng vật gọi là đá
đơn khoáng. Ðá bị phong hoá để tạo thành đất gọi là đá mẹ.
Theo nguồn gốc hình thành, toàn bộ đá cấu tạo nên vỏ Trái Ðất nằm trong 3 nhóm lớn là:
Ðá macma, 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, macma trung tính
2.2. Ðá macma
a. Ðịnh nghĩa và phân loại đá macma
Ðá macma là những đá được hình thành do sự đông cứng của dung dịch macma. Nếu
dung dịch macma đông cứng dưới sâu (trong vỏ Trái Ðất) tạo đá macma xâm nhập, ngược lại
dung dịch macma phun trào ra phía ngoài mặt vỏ Trái Ðất rồi đông cứng lại thì tạo nên đá
macma phun trào.
Ðá macma có nhiều loại khoáng vật khác nhau, có kiến trúc và cấu tạo phức tạp. Trong
vỏ Trái Ðất đá nằm ở nhiều thể: tường mạch, nền, trụ, nấm, lớp phủ, vòm phủ
Có nhiều cách phân loại đá macma, phương pháp được sử dụng rộng rãi là dựa vào hàm
lượng SiO

2
trong đá như ở bảng 1.1.
Bảng 1.1. Phân loại đá macma theo hàm lượng SiO
2
Hàm lượng SiO
2
(%) Tên đá
> 75 Macma siêu axít
65 - 75 Macma axít
52 - 65 Macma trung tính
40 - 52 Macma bazơ
< 40 Macma siêu bazơ
Ðá Macma có hàng trăm loại khoáng vật nhưng số khoáng vật chính tạo đá không nhiều.
Mười khoáng vật: Fenspat, Thạch anh, Amphibon, Pyroxen, Mica, Ôlivin, Nephêlin, Lơxit,
Manhêtit, Apatit chiếm 99% trọng lượng đá macma; Thành phần hoá học chủ yếu của đá macma
là Silic, nhôm, sắt thể hiện ở bảng 1.2.
Bảng 1.2. Hàm lượng trung bình của các nguyên tố
Các chất Hàm lượng trung bình (%)
SiO
2
59,12
Al
2
O
3
15,13
Fe
2
O
3

6,88
CaO 5,08
MgO 3,49
Na
2
O 3,84
K
2
O 3,13
H
2
O 1,15

Dựa vào màu sắc, các khoáng vật tạo đá macma chia làm hai nhóm chính:
- Các khoáng vật sáng màu: Fenspat, Mica trắng
- Các khoáng vật sẫm màu: Amphibon, Ôlivin, Manhêtit
b. Một số loại đá Macma
Pecmatit
Là loại đá điển hình cho macma siêu axit, hình thành dưới sâu, nằm ở thể mạch, có kiến
trúc toàn tinh hạt lớn.
Các khoáng vật chính tạo đá là Fenspat dạng Octoclaz, Thạch anh, Mica kết tinh tạo các
tinh thể lớn, màu xám trắng hay trắng xám. Pecmatit là loại đá cứng rắn rất khó bị phá huỷ hoá
học. Sản phẩm phong hoá của đá Pecmatit chủ yếu là các hạt cơ giới có kích thước khác nhau.
Ðất hình thành trên Pecmatit có thành phần cơ giới nhẹ, tầng đất mỏng chua và nghèo dinh
dưỡng. Việt Nam gặp Pecmatit ở La Phù, huyện Thanh Thuỷ, tỉnh Phú Thọ.
Granit
Ðá 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 Ðất, màu xám trắng, xám hoặc hồng. Kiến trúc toàn tinh với các
kích thước hạt khác nhau. Thành phần khoáng vật chủ yếu là Octoclaz, Thạch anh, mica trắng và
đen, Hoocblen. Khoáng vật phụ có Plazoclaz, Apatit, Manhetit. Các khoáng vật có thể quan sát

nhận biết bằng mắt thường.
Dựa vào kích thước và thành phần khoáng vật mà có các tên gọi như: Granit hạt thô,
Granit hạt trung bình, Granit hạt mịn, Granit 2 mica
Granit có Fenspat kiềm như Anbit, Microlis thì có màu hồng, đỏ, đỏ sẫm dùng làm gạch
trang trí.
Granit là loại đá cứng rắn, khó bị phong hoá. Ðất hình thành trên đá Granit nói riêng và
Macma axit nói chung có thành phần cơ giới nhẹ, tầng mỏng, rất chua và nghèo dinh dưỡng.
Ở Việt Nam gặp Granit ở nhiều nơi như Hoàng Liên Sơn (Lào Cai), Trường Sơn Bắc,
Trường Sơn Nam, Ðèo Hải Vân, Thanh Hoá, Quảng Bình
Ðá phun trào tương ứng với Granit là Riôlit (còn gọi là Lipazit) có thành phần khoáng vật
giống với Granit nhưng có kiến trúc poocphia, cấu tạo dòng chảy. Nếu Riôlit không kết tinh được
gọi là thuỷ tinh núi lửa. Dãy núi Tam Ðảo chủ yếu cấu tạo bởi Riolit.
Anđêzit và Poocphia
Là những đá macma trung tính điển hình, hình thành bằng con đường phun trào.
Anđêzit có màu xám, xám đen, xanh đen, đen. Thành phần khoáng vật chủ yếu là
Plazoclaz, Hoocbles, Ôgít, Pyroxen, Biôtit.
Anđêzit là đá phun trào kiểu mới, Poocphia là đá phun trào cổ.
Ðá xâm nhập tương ứng với Anđêzit là Ðiorit có kiến trúc toàn tinh, thành phần khoáng
vật tương tự Anđêzit. Khi lộ ra ngoài Anđêzit bị phá huỷ dễ hơn đá macma axit. Ðất hình thành
trên loại đá này có thành phần cơ giới nặng, tầng dày và có nhiều tính chất tốt.
Việt Nam gặp Anđêzit ở Thanh Hoá, Lai Châu, Tây Nguyên. Ðiorit gặp ở Lào Cai,
Kontum
Bazan, Ðiabaz, Gabrô
Bazan là đá điển hình của Macma bazơ, hình thành bằng con đường phun trào. Màu xám,
xám đen, đen. Thành phần khoáng vật chính tạo đá là Pyroxen (Ôgít hoặc Ðiopxit) chiếm khoảng
50 %, thứ đến là Plazoclaz kiềm, khoáng vật phụ là Olivin, hoocblen. Ðá Bazan có kiến trúc vi
tinh hay hạt mịn, mắt thường không phân biệt được các tinh thể khoáng có trong đá. Trong đá
thường có các lỗ hổng hình tròn hay bầu dục, nếu đá có nhiều lỗ hổng thường xốp, nhẹ gọi là đá
bọt Bazan. Thế nằm của đá Bazan chủ yếu là vòm phủ và dòng chảy.
Ðiabaz là Bazan cổ. Gabrô là đá xâm nhập tương ứng với phun trào Bazan, có kiến trúc

toàn tinh dạng hạt lớn và trung bình.
Khi lộ ra ngoài mặt, đá Bazan rất dễ bị phá huỷ, đất hình thành trên đá Bazan có màu đỏ,
nâu đỏ, thành phần cơ giới nặng, tầng dày và có nhiều tính chất tốt.
Việt Nam gặp đá Bazan ở Tây Nguyên, Ðông Nam Bộ, Quảng Ngãi, Quảng Trị, Nghệ
An, Thanh Hoá
Ðunít
Ðunít là đá Macma siêu bazơ hình thành dưới sâu. Ðá có kiến trúc hạt trung bình hay hạt
nhỏ. Màu xanh lục, xám đen, đen. Khoáng vật chủ yếu là Ôlivin (thay đổi từ 85 - 100%), ngoài
ra còn gặp một ít Crônit, Manhêtít. Khi bị biến đổi Ôlivin tạo thành Secpentin.
Ðất hình thành trên đá Ðunít có màu đen. Việt Nam gặp Ðunít ở Cổ Ðịnh - Thanh Hoá.
2.3. Ðá trầm tích
a. Ðịnh nghĩa và phân loại đá trầm tích
Ðá 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.
Ví dụ: Ðá cát kết (Sa thạch) do các hạt cát là sản phẩm của phong hoá vật lý kết gắn tạo
thành. Ðá vôi San hô do xác San hô chết tích đọng tạo thành
Dựa vào nguồn gốc hình thành, nhóm đá trầm tích thường được chia thành các nhóm phụ
sau: Trầm tích cơ học, trầm tích hoá học, trầm tích sinh học và trầm tích hỗn hợp.
b. Một số loại đá trầm tích
Ðá cát
Ðá 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 - 0,1mm. Sản
phẩm ở 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 xi măng kết gắn. Thành phần
khoáng vật của cát kết: Thạch anh, Fenspat, Mica, Ziacon, Manhetít, Kaolinít Cát kết có cấu
tạo khối và cấu tạo phân lớp. Xi măng kết gắn là Silic, sắt, canxi, sét
Cát kết rất phổ biến trong vỏ Trái Ðất, chiếm khoảng 60% trầm tích cơ học.
Ðất hình thành trên đá cát có thành phần cơ giới nhẹ, nghèo dinh dưỡng, có nhiều tính
chất xấu.
Ở Việt Nam đá cát gặp phổ biến ở các tỉnh trung du và miền núi như Bắc Giang, Quảng

Ninh, Thanh Hoá, Nghệ An, Kontum Cát rời gặp ở ven các dòng sông suối, đặc biệt gặp một
dải dài ven biển miền Trung từ Thanh Hoá đến Bình Thuận.
Ðá Vôi
Ðá 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. Thành phần khoáng vật chủ yếu là Canxit, ngoài ra còn gặp Aragônít, Kaolinit, Thạch
cao, oxyt sắt, nhôm, Ðôlômít Ðá vôi sinh vật do xác các loại sinh vật như Huệ biển, Tay cuộn,
San hô, sò, hến, Núi đá vôi ở vịnh Hạ Long chủ yếu là xác San hô.
Ðất hình thành trên đá vôi có màu đỏ, nâu đỏ, trường hợp đặc biệt có màu đen. Ðá vôi
còn được dùng để sản xuất vật liệu xây dựng, làm chất cải tạo đất chua
Than bùn
Than bùn được 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. Rất nhẹ, xốp và chứa nhiều
di tích thực vật.
Thành phần hoá học của Than bùn: Oxy chiếm 30 - 38%, Cacbon 28 - 35%, Hyđro 5,5%,
Nitơ 1- 2%. Than bùn có phản ứng rất chua.
Than bùn được sử dụng làm chất đốt, làm nguyên liệu để sản xuất phân bón cho sản xuất
nông nghiệp.
Ðá trầm tích hỗn hợp
Các thành phần tạo đá có nguồn gốc cơ học, hoá học và sinh học. Tuỳ thành phần trong
đá mà có các đá như: Sét vôi (macnơ), đá vôi sinh hoá, sét bột
2.4. Ðá biến chất
a. Ðịnh nghĩa và phân loại đá biến chất
Ðá biến chất là đá được hình thành do đá macma, đá trầm tích bị biến đổi mạnh mẽ trong
điều kiện nhiệt độ cao và áp suất lớn.
Nguyên nhân tạo nhiệt độ cao và áp suất lớn là các hoạt động địa chất diễn ra trong vỏ

Trái Ðất như hoạt động macma, hoạt động kiến tạo Giới hạn dưới của nhiệt độ là 350
o
C, của áp
suất là 250-300 atm bắt đầu gây biến chất cho đá.
Dựa vào nguồn gốc đá ban đầu, dựa vào nguyên nhân, dựa vào mức độ biến chất, dựa
vào thành phần khoáng vật và hoá học để phân loại đá biến chất.
Nhóm đá biến chất có các nhóm phụ là biến chất động lực, biến chất nhiệt, biến chất
nhiệt động và biến chất trao đổi.
Nếu đá biến chất có nguồn gốc macma thì thêm đầu ngữ là Octo, có nguồn gốc từ đá trầm
tích thì thêm tiếp đầu ngữ là Para.
Ví dụ: Octognai, Paragnai
b. Một số loại đá biến chất
Nhóm đá phiến
Là những đá có cấu tạo phân phiến, gặp rất phổ biến trong vỏ Trái Ðất với những đá điển
hình sau:
- Phiến thạch sét: trước đây đá này xếp vào đá trầm tích, nay được xếp vào đá biến chất,
thực chất phiến thạch sét được coi là trung gian giữa đá trầm tích và biến chất. Thành phần chính
của đá là sét, ngoài ra còn gặp một số khoáng vật đặc trưng của đá biến chất như: Xêrixit, Clorit.
Ðá có cấu tạo phân phiến điển hình, màu xám, xám đen, đen hoặc xanh xám.
Khi lộ ra ngoài không khí đá dễ bị phá huỷ tạo thành đất đỏ và có nhiều tính chất tốt. Ở
Việt Nam, phiến thạch sét gặp ở nhiều nơi như Tuyên Quang, Yên Bái, Phú Thọ, Hoà Bình, Tây
Nguyên
- Phiến thạch mica: Ðá có cấu tạo phân phiến nhưng không điển hình như các đá phiến
khác. Thành phần khoáng vật chính của đá là sét, mica, khoáng vật phụ là Grơnat, Xinimanit,
Ðites, Thạch anh. Màu xám, xám vàng. Việt Nam gặp nhiều ở Phú Thọ, Yên Bái, Lào Cai, Sơn
La, Nghệ An
- Phiến Clozit, phiến Philít: Là những đá có cấu tạo phân phiến rất điển hình. Khoáng vật
chủ yếu trong đá Clozit là sét và Clozit, trong đá Philít là sét và Xêrixit. Vùng vòng cung sông
chảy gặp khá phổ biến Clozit và Philít.
- Amphibolít: Là đá phiến kết tinh của nhóm biến chất nhiệt động. Thành phần khoáng vật

chính tạo đá là Hoocblen và Plazoclaz, khoáng vật phụ có Pyroxen, Biotit, Êpiđôt, thạch anh. Ðá có
cấu tạo phân phiến, cấu tạo phân lớp song song. Màu đen, lục, xám xanh, xanh lá cây.
Ở Việt Nam Amphibolit gặp ở Yên Bái, Tuyên Quang, Phú Thọ
Ðá Gnai
Thuộc nhóm đá biến chất nhiệt động, có kiến trúc hạt biến tinh với kích thước hạt khá
lớn. Thành phần khoáng vật chính tạo đá là Fenspat, thạch anh và mica, khoáng vật phụ có
Hoocblen, Pyroxen, Granát.
Gnai có nguồn gốc từ Granit, Ðioxit, Cát kết
Ở Việt Nam Gnai gặp ở thượng nguồn sông chảy, Kontum
Ðá hoa
Ðá hoa do đá vôi bị tái kết tinh khi gặp nhiệt độ cao. Thành phần khoáng vật chính là
Canxit kết tinh từ hạt mịn đến trung bình hoặc to, ngoài ra còn gặp khoáng vật phụ là Ðôlômit,
Xêrixit, Tan. Ðá có cấu tạo khối, màu trắng, nâu, hồng
Ở Việt Nam đá hoa gặp ở Phong Thổ - Lai Châu, Quốc Oai - Hà Tây.
Quăczít
Quăczít thuộc nhóm đá biến chất nhiệt. Kiến trúc hạt biến tinh với cấp hạt mịn là chính.
Thành phần khoáng vật chủ yếu là Thạch anh, ngoài ra còn gặp Xirêxit, Fenspat. Quăczít có
nguồn gốc từ macma siêu axit hay cát kết thạch anh. Màu vàng, trắng, hồng hoặc xám. Ðá rất
cứng rắn, khó bị phong hoá khi lộ ra ngoài không khí. Việt Nam gặp Quăczít ở nhiều nơi như:
Thanh Hoá, Nghệ An, Bắc Giang

Ðá trầm tích
Ðá biến chất

Ðá Macma
Lò macma

Mối quan hệ giữa 3 nhóm đá chính trong vỏ Trái Ðất Câu hỏi ôn tập
1. Khái nhiệm chung về khoáng vật?
2. Khoáng vật điển hình của lớp silicat
3. Khoáng vật điển hình của các lớp oxyt, hydroxyt, sunfua và sunphat, cácbônát, phosphat
và muối mỏ.
4. Ðá là gì? Những nhóm đá chính cấu tạo nên vỏ trái đất?
5. Ðịnh nghĩa, phân loại và mô tả đá macma?
6. Ðịnh nghĩa, phân loại và mô tả đá trầm tích?
7. Ðịnh nghĩa, phân loại và mô tả đá biến chất?

Chương II
SỰ HÌNH THÀNH ĐẤT

Sự hình thành đất là những quá trình biến đổi phức tạp của vật chất diễn ra ở lớp ngoài
cùng của vỏ Trái Ðất do sự tác động của các yếu tố tự nhiên và nhân tạo.
Sự tác động của các yếu tố làm cho khoáng vật và đá bị phá huỷ tạo thành mẫu chất. Sinh
vật tác động lên mẫu chất làm cho mẫu chất được tích luỹ chất hữu cơ, dần dần biến đổi tạo nên
thể vật chất gọi là đất.
Ðất là một sản phẩm đặc biệt được hình thành do sự tác động của khí quyển, thuỷ quyển,
sinh quyển, năng lượng bức xạ mặt trời lên bề mặt thạch quyển (vỏ Trái Ðất).

1. Quá trình phong hoá khoáng vật, đá và sản phẩm của nó
1.1. Quá trình phong hoá khoáng vật và đá
Dưới sự tác động của nước, các chất khí như O

2
, CO
2
và nguồn năng lượng bức xạ mặt
trời, các khoáng vật và đá lộ ra ở phía ngoài cùng của vỏ Trái Ðất bị phá huỷ. Quá trình phá huỷ
khoáng vật và đá được gọi là quá trình phong hoá. Có 3 loại phong hoá đá và khoáng vật là
phong hoá vật lý, phong hoá hoá học và phong hoá sinh học. Sự phân chia các loại phong hoá chỉ
là tương đối vì trong thực tế các yếu tố ngoại cảnh đồng thời tác động lên đá và khoáng vật, do
vậy 3 loại phong hoá đồng thời cùng diễn ra. Các quá trình phong hoá liên quan mật thiết và hỗ
trợ cho nhau, tuỳ điều kiện cụ thể mà một trong 3 quá trình xảy ra mạnh hơn.
a. Phong hoá vật lý
Phong hoá vật lý là sự vỡ vụn của các loại đá thành các hạt cơ giới có kích thước khác
nhau nhưng chưa có sự thay đổi về thành phần khoáng vật, thành phần hoá học của các đá ban
đầu.
Nguyên nhân gây nên việc phá vỡ khoáng vật và đá là do sự thay đổi của nhiệt độ, áp
suất và sự tác động của các hoạt động địa chất ngoại lực như nước chảy, gió thổi xảy ra trên bề
mặt vỏ Trái Ðất.
Sự thay đổi nhiệt độ làm cho các khoáng vật có trong đá bị giãn nở không đều dẫn đến
kết quả đá bị vỡ ra. Các khoáng vật khác nhau có hệ số giãn nở rất khác nhau.
Ví dụ:
Tên khoáng vật Hệ số giãn nở
Thạch anh
Octoclaz
Mica
Canxit
0,00031
0,00017
0,00035
0,00020

Một loại đá được cấu tạo bởi nhiều khoáng vật khác nhau, do đó nhiệt độ thay đổi các
khoáng vật co giãn không giống nhau làm đá bị vỡ vụn. Như vậy thành phần khoáng vật của đá
càng nhiều thì đá càng dễ bị vỡ vụn. Những đá cấu tạo bởi một loại khoáng vật (đá đơn khoáng)
cũng bị vỡ do hệ số nở dài theo các phương khác nhau. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và
đêm, giữa các mùa trong năm càng lớn thì phong hoá vật lý 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 xuống thấp dưới O
o
C, nước ở thể lỏng chuyển thành thể rắn (nước đóng băng) làm tăng
thể tích tạo áp suất lớn có khi tới hàng ngàn atmôtphe lên thành khe nứt làm cho đá bị vỡ ra.
Các mảnh vụn sinh ra có thể di chuyển đi nơi khác theo dòng nước chảy hoặc gió thổi sẽ
phá huỷ các đá trên đường di chuyển của chúng.
Phong hoá vật lý có tính chất tiên phong, tạo điều kiện thuận lợi cho phong hoá hoá học
và sinh học.
b. Phong hoá hoá học
Do sự tác động của H
2
O, O
2
, CO
2
các khoáng vật và đá bị phá huỷ, thay đổi về hình
dạng, kích thước, thành phần và tính chất hoá học. Có thể nói, phong hoá hoá học chính là các
phản ứng hoá học diễn ra do sự tác động của H
2
O, O
2
, CO

2
lên đá và khoáng vật.
Phong hoá hoá học được chia thành 4 quá trình chính là: Ôxy hoá, hyđrat hoá, hoà tan và
sét hoá.
+ Quá trình ôxy hoá:
Quá trình này phụ thuộc chặt chẽ vào sự xâm nhập của O
2
tự do trong không khí và O
2

hoà tan trong nước. Quá trình ôxy hoá làm cho khoáng vật và đá bị biến đổi, bị thay đổi về
thành phần hoá học.
Ví dụ:
Khoáng vật pyrít bị ô xy hoá và biến đổi như sau:
FeS
2
+ 7O
2
+ 2 H
2
O = 2 FeSO
4
+ 2 H
2
SO
4
12 FeSO
4
+ 3O
2

+ 6 H
2
O = 4 Fe
2
(SO
4
)
3
+ 4 Fe(OH)
3
Quá trình ôxy hoá diễn ra rất mạnh với hầu hết các nguyên tố hoá học có trong khoáng
vật và đá, đặc biệt là các nguyên tố hoá trị cao, ví dụ Mangan.
+ Quá trình hyđrát hoá:
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.
+ 2 H
2
O
Ví dụ:
CaSO
4
CaSO
4
.2H
2
O
Anhyđrit Thạch cao
+ n H
2
O

Fe
2
O
3
Fe
2
O
3
.nH
2
O
Hêmatít Limonit

+ Quá trình hoà tan:
Là quá trình 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 cácbônát và lớp muối
mỏ.
Ví dụ: CaCO
3
(đá vôi) bị hoà tan như sau:
CaCO
3
+ H
2
O + CO
2
⇔ Ca(HCO
3
)

2
Các khoáng vật và đá bị hoà tan tạo thành các dung dịch thật.
+ Quá trình sét hoá:
Các khoáng vật silicat, nhôm silicat do tác động của H
2
O, CO
2
sẽ bị biến đổi tạo thành
các khoáng sét (keo sét). Các chất kiềm và kiềm thổ trong khoáng vật bị H
+
chiếm chỗ trong
mạng lưới tinh thể được tách ra dưới dạng hoà tan. Như vậy thực chất của quá trình sét hoá là
các quá trình hoà tan, hyđrát hoá chuyển các khoáng vật silicát, nhôm silicat thành các khoáng
vật thứ sinh, các muối và oxýt.
Ví dụ:
K
2
Al
2
Si
6
O
16
+ H
2
O + CO
2
H
2
Al

2
Si
2
O
8
.2H
2
O + K
2
CO
3
+ SiO
2.
nH
2
O
Fenspatkali (orthoclaz) Kaolinit Ôpan
c. Phong hoá sinh học
Hoạt động của sinh vật bậc thấp, bậc cao cũng tham gia phá huỷ các khoáng vật và đá. Rễ
cây xuyên vào các khe nứt hút nước và các chất khoáng, theo thời gian, rễ to dần phá vỡ đá. Mặt
khác rễ cây tiết H
2
O và CO
2
tạo H
2
CO
3
để hoà tan đá và khoáng vật. Khi chết xác sinh vật bị
phân huỷ sinh ra các axit hữu cơ góp phần hoà tan các khoáng vật và đá. Do vậy, bản chất của

phong hoá sinh học là phong hoá vật lý và hoá học do sự tác động của sinh vật lên khoáng vật và
đá. Cũng trong quá trình này mẫu chất được tích luỹ chất hữu cơ do xác sinh vật để lại sau khi
chết, làm cho mẫu chất xuất hiện những thuộc tính mới được gọi chung là độ phì và mẫu chất
biến đổi thành đất. Nhà khoa học nổi tiếng người Nga Vecnatxki cho rằng: "Hoạt động hoá học
của vỏ Trái Ðất, gần 99% có liên quan tới quá trình sinh hoá học".
1.2. Sản phẩm phong hoá, vỏ phong hoá
a. Sản phẩm và vỏ phong hoá
+ Sản phẩm phong hoá: Các sản phẩm phong hoá là kết quả của quá trình phá huỷ các
khoáng vật và đá, do vậy chúng rất phong phú và đa dạng. Phong hoá vật lý tạo thành các hạt vô
cơ có kích thước khác nhau. Phong hoá hoá học tạo thành các hợp chất dễ tan, oxyt, Hydrôxit và
các loại keo sét. Phong hoá sinh vật ngoài sự tạo thành các sản phẩm trên còn tạo sự tích luỹ chất
hữu cơ trong mẫu chất.
+ Vỏ phong hoá: các loại sản phẩm phong hoá tích đọng lại tạo thành vỏ phong hoá. Vỏ
phong hoá là lớp vật chất nằm ở phía ngoài cùng của vỏ Trái Ðất. Sản phẩm phong hoá biến đổi
tạo thành mẫu chất, mẫu chất chịu tác động sâu sắc của sinh vật dần dần trở thành đất.
b. Các loại vỏ phong hoá
Căn cứ vào quá trình tích luỹ, thành phần và tính chất, vỏ phong hoá được chia thành vỏ
phong hoá tại chỗ và vỏ phong hoá trầm tích.
+ Vỏ phong hoá tại chỗ:
Các sản phẩm phong hoá tích luỹ ngay trên đá gốc (đá mẹ) tạo thành vỏ phong hoá tại
chỗ. Vỏ phong hoá tại chỗ có các loại sau:
- Vỏ phong hoá vụn thô: các mảnh vụn cơ học có kích thước lớn tích luỹ ngay trên đá
gốc, gặp ở vùng xói mòn mạch.
- Vỏ phong hoá Feralit: phổ biến ở vùng ôn đới có khí hậu ôn hoà. Hầu hết khoáng vật
silicát, nhôm silicát đều hoá sét, các muối dễ tan của các chất kiềm và kiềm đất có rất ít do bị rửa
trôi mạnh. Các khoáng vật nguyên sinh còn lại đều là khoáng vật bền vững như thạch anh - SiO
2
.
- Vỏ phong hoá alít: Phổ biến ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, phong hoá diễn ra mạnh,
khoáng vật nguyên sinh gặp phổ biến là thạch anh, thành phần chính là các hợp chất của nhôm.

+ Vỏ phong hoá trầm tích
Sản phẩm phong hoá di chuyển theo dòng nước chảy hay cuốn theo gió thổi, được tích
luỹ lại khi gặp các điều kiện thuận lợi tạo thành vỏ phong hoá trầm tích. Vỏ phong hoá trầm tích
có các loại sau:
- Vỏ phong hoá trầm tích Sialit: chủ yếu là sét, các keo sét, ngoài ra còn có limon cát.
Khoáng vật nguyên sinh có thạch anh, Fenspat.
- Vỏ phong hoá cacbonat - Sialit: Thành phần giống vỏ phong hoá trầm tích Sialit nhưng
có chứa một lượng CaCO
3
nhất định.
- Vỏ phong hoá Clorua, Sunphát, Cacbonát - Sialit: Thành phần giống 2 loại vỏ phong
hoá trầm tích Sialít, Cacbonat - Sialít và có chứa thêm các muối Clorua Sunphát của các chất
kiềm và kiềm đất.
Theo viện sĩ Pôlưnốp có 3 loại mẫu chất là tàn tích (êluvi), sườn tích (đêluvi) và phù sa
(aluvia). Tàn tích là sản phẩm phong hoá tích đọng tại chỗ ngay trên đá gốc, thường bị rửa trôi và
xói mòn mạnh. Sườn tích là sản phẩm phong hoá bị cuốn trôi từ trên đỉnh đồi, đỉnh núi xuống
tích tụ ở sườn hay chân đồi, núi. Do vậy sườn tích còn gọi là sản phẩm dốc tụ. Phù sa là sản
phẩm tích đọng từ các sản phẩm được cuốn trôi do dòng nước chảy, thành phần phù sa phức tạp
và khác xa so với đá gốc.
+ Vỏ phong hoá ở Việt Nam
Theo V.M.Fritland, Việt Nam có các loại vỏ phong hoá sau:
- Vỏ phong hoá Feralit: Phổ biến ở vùng trung du và núi thấp, các khoáng vật thứ sinh
chủ yếu là Kaolinit, gipxit, gơtit. Trên vỏ phong hoá này hình thành nên nhóm đất Feralit - đất đỏ
vàng ở nước ta.
- Vỏ phong hoá alit: gặp ở vùng núi cao từ 1700m trở lên, điển hình nhất là ở độ cao >
2000m. Khí hậu ẩm ướt, sắt bị rửa trôi mạnh nhưng nhôm được tích luỹ do không bị rửa trôi như
sắt.
- Vỏ phong hoá Macgalit - Feralit: Gặp ở Phủ Quỳ Nghệ An trên đá bọt bazan
- Vỏ phong hoá trầm tích Sialit: Gặp ở các vùng đồng bằng tạo bởi quá trình lắng đọng
phù sa của hệ thống sông ngòi nước ta. Thành phần là các loại keo sét, ngoài ra còn gặp các

khoáng vật nguyên sinh như Thạch anh, Fenspat, Mica.
Vùng ven biển còn gặp vỏ phong hoá Clorua, Sunphát - Sialit.
2. Yếu tố hình thành đất
Năm 1883, nhà bác học người Nga V.V.Docuchaev cho rằng đất được hình thành do sự tác
động tổng hợp của 5 yếu tố: Ðá mẹ và mẫu chất, sinh vật, khí hậu, địa hình và thời gian. Sự tác
động của các yếu tố trên quyết định và chi phối các quá trình hình thành và biến đổi diễn ra trong
đất để hình thành nên các loại đất khác nhau. Những quan điểm của V.V. Docuchaev được coi là
học thuyết về phát sinh đất. Sau V.V. Docuchaev, các nhà thổ nhưỡng học bổ sung thêm một yếu
tố nữa là sự tác động của con người trong sự hình thành đất.
2.1. Ðá mẹ và mẫu chất
Các đá lộ ra ở phía ngoài cùng của vỏ Trái Ðất bị phong hoá liên tục cho ra các sản phẩm
phong hoá và tạo thành mẫu chất. Ðược sự tác động của sinh vật, mẫu chất biến dổi dần dần để
tạo thành đất. Thành phần khoáng vật, thành phần hoá học của đá quuyết định thành phần mẫu
chất và đất. Ðá bị phá huỷ để tạo thành đất được gọi là đá mẹ.
Ðá mẹ là cơ sở vật chất ban đầu và cũng là cơ sở vật chất chủ yếu trong sự hình thành
đất. Các loại đá mẹ khác nhau có thành phần khoáng vật và hoá học khác nhau, do vậy trên các
loại đá mẹ khác nhau hình thành nên các loại đất khác nhau.
Ví dụ:
- Ðất hình thành trên đá mẹ là granít có độ dầy tầng đất từ mỏng đến trung bình, thành
phần cơ giới nhẹ và nghèo các chất dinh dưỡng.
- Ðất hình thành trên đá mẹ là bazan có tầng đất đất rất dầy, thành phần cơ giới nặng và
chứa nhiều các chất dinh dưỡng.
Trong việc nghiên cứu, phân loại đất vùng đồi núi Việt Nam chúng ta thường dựa vào cơ
sở đầu tiên là đá mẹ.
Về mẫu chất, cần phân biệt rõ 2 loại: mẫu chất tại chỗ và mẫu chất phù sa. Mẫu chất tại
chỗ hình thành ngay trên đá mẹ, có thành phần và tính chất giống đá mẹ. Mẫu chất phù sa được
lắng đọng từ vật liệu phù sa của hệ thống sông ngòi nên có thành phần rất phức tạp. Ngoài ra ở
vùng đồi núi còn gặp mẫu chất dốc tụ.
Sự phân biệt giữa mẫu chất và đất có tính chất tương đối, nhiều trường hợp rất khó phân
biệt. Mẫu chất phù sa ở Việt Nam thực chất là nhóm đất phù sa có nhiều tính chất tốt của nước ta.

Khi chưa có sự sống xuất hiện trên Trái Ðất, quá trình phá huỷ đá mẹ diễn ra theo chu trình:
phá huỷ biến đổi
Ðá mẫu chất Ðất

Chu trình này có tên là đại tuần hoàn địa chất và được coi là cơ sở để tạo thành đất.
2.2. Sinh vật
Sự sống xuất hiện cách đây 500-550 triệu năm (kỷ Cambri của nguyên đại cổ sinh) sinh
vật, trong đó chủ yếu là thực vật tác động lên mẫu chất, tạo thành chất hữu cơ trong mẫu chất,
làm thay đổi mẫu chất và chuyển mẫu chất thành đất. 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.
+ Vai trò của thực vật:
Thực vật là nguồn cung cấp chất hữu cơ chủ yếu cho mẫu chất và đất. Khoảng 4/5 chất
hữu cơ trong đất có nguồn gốc từ thực vật. Trong hoạt động sống của mình, các loài thực vật hút
nước và các chất khoáng trong mẫu chất và đất, đồng thời nhờ quá trình quang hợp tạo thành
các chất hữu cơ trong cơ thể. Sau khi chết, xác của chúng rơi vào mẫu chất và đất bị phân giải trả
lại các chất lấy từ đất và bổ sung thêm cácbon, nitơ tạo thành chất hữu cơ trong mẫu chất. Sự
tích luỹ chất hữu cơ làm cho mẫu chất xuất hiện độ phì và chuyển thành đất. Chu kỳ đất - cây -
đất diễn ra liên tục trong tự nhiên làm cho độ phì đất tăng dần.
Thực vật gồm các loại cây trong tự nhiên và hệ thống cây trồng trong sản xuất nông - lâm
nghiệp. Dưới các kiểu rừng khác nhau gặp các loại đất có độ phì rất khác nhau. Ví dụ: đất dưới
rừng tre, nứa hoặc trảng cỏ có độ phì thấp hơn đất dưới rừng cây lá rộng.
Một số loài thực vật được dùng làm cây chỉ thị cho một số tính chất đất. Ví dụ: cây sim,
cây mua là cây chỉ thị cho đất chua, cây sú vẹt chỉ thị của đất mặn v.v.
+ Vai trò của động vật:
Các loài động vật có thể chia thành 2 nhóm: động vật sống trên mặt đất và động vật sống
trong đất.
Ðộng vật sống trên mặt đất gồm nhiều loài khác nhau, các chất thải trong cuộc sống rơi
vào đất cung cấp một số chất dinh dưỡng. Sau khi chết xác chúng rơi vào đất bị phân giải bổ
sung chất dinh dưỡng và chất hữu cơ cho đất.

Ðộng vật sống trong đất có nhiều loài như: giun, kiến, mối Giun đất có vai trò rất lớn
trong sự tạo độ phì đất. Theo Russell, một hecta đất tốt có thể có tới 2.500.000 cá thể các loại
giun. Giun ăn đất, phân giun là các hạt kết viên bền vững làm cho đất tơi xốp. Khi chết xác
chúng được phân giải cung cấp nhiều nitơ và các chất khoáng cho đất.
Ðộng vật góp phần bổ sung chất hữu cơ và làm tăng độ phì đất.
+ Vai trò của vi sinh vật
Tập đoàn vi sinh vật trong đất rất phong phú với nhiều chủng loại khác nhau. Về số lượng
có thể có tới hàng trăm triệu con trong một gam đất.
Các kết quả nghiên cứu cho thấy rất nhiều quá trình diễn ra trong đất có sự tham gia trực
tiếp hay gián tiếp của tập đoàn vi sinh vật đất. Quá trình phân giải xác hữu cơ, quá trình hình
thành mùn, quá trình chuyển hoá đạm trong đất, quá trình cố định đạm từ khí trời trải qua
nhiều phản ứng, nhiều giai đoạn, mỗi phản ứng đều có sự tham gia của một loài sinh vật cụ thể.
Hầu hết các loài vi sinh vật đều sinh sản theo cách tự phân nên lượng sinh khối tạo ra
trong đất lớn, sau khi chết xác các loài vi sinh vật bị phần giải góp phần cung cấp chất hữu cơ và
tạo độ phì đất.
Như vậy, sau khi sự sống xuất hiện, giới sinh vật đã có những tác động sâu sắc về nhiều
mặt tới mẫu chất để chuyển mẫu chất thành đất, sinh vật tiếp tục tác động với đất để đất ngày
càng phát triển. Nói cách khác nếu không có sinh vật thì chưa có đất, vì vậy các nhà khoa học
cho rằng sinh vật là yếu tố quyết định trong sự hình thành đất.
2.3. Khí hậu
Các đặc trưng của khí hậu như nhiệt độ, ẩm độ không khí, lượng mưa ảnh hưởng rất lớn
tới sự hình thành đất.
+ Ảnh hưởng trực tiếp: khí hậu ảnh hưởng trực tiếp đến phong hoá đá, sự thay đổi nhiệt
độ tạo sự phá huỷ vật lý, lượng mưa và chế độ mưa ảnh hưởng tới phong hoá vật lý và hoá học
Nhiều quá trình diễn ra trong đất như khoáng hoá, mùn hoá, rửa trôi, xói mòn chịu sự tác động
rõ rệt của khí hậu.
Những vùng có lượng mưa > bốc hơi, lượng nước thừa sẽ di chuyển trên mặt đất và thấm
sâu xuống đất tạo nên các quá trình xói mòn và rửa trôi. Các nguyên tố kiềm, kiềm đất rất dễ bị
rửa trôi, do vậy lượng mưa càng lớn đất bị hoá chua càng mạnh. Mối tương quan giữa lượng mưa
và độ chua được thể hiện ở bảng 2.1.

Bảng 2.1. Ảnh hưởng của lượng mưa đến độ chua của đất
(Theo Jenny - Bán đảo Mabrikia)
Lượng mưa hàng năm
(mm)
Nhiệt độ (
o
C)
H
+

(me/100g đất)
Tổng cation kiềm trao đổi
(me/100g đất)
pH
600-1300 29,5 5,5 24,0 6,8
1300-1900 26,2 11,2 15,0 6,3
1900-2500 22,9 14,7 8,2 5,9
2500-3200 22,3 16,6 5,5 5,7
3200-3800 20,6 19,6 4,0 5,6

+ Ảnh hưởng gián tiếp: Ảnh hưởng gián tiếp của khí hậu thông qua yếu tố sinh vật, khí
hậu góp phần điều chỉnh lại yếu tố sinh vật. Mỗi đới khí hậu trên Trái Ðất có các loài thực vật
đặc trưng. Ví dụ: thực vật đặc trưng của khí hậu nhiệt đới là cây lá rộng, thực vật đặc trưng của
khí hậu ôn đới là các cây lá kim V.V.Docuchaev đã phát hiện ở mỗi đới khí hậu có những loại
đất đặc thù riêng.
2.4. Ðịa hình
Ðịa hình cũng ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến sự hình thành đất.
+ 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. Vùng đồi núi, vùng cao ở đồng bằng quá
trình rửa trôi xói mòn diễn ra mạnh. Ngược lại trong các thung lũng ở vùng đồi núi hoặc vùng

trũng ở đồng bằng diễn ra quá trình tích luỹ các chất. Lượng nước trong đất cũng phụ thuộc địa
hình; vùng cao thường thiếu nước, quá trình ôxy hoá diễn ra mạnh; Vùng trũng thường dư ẩm,
quá trình khử chiếm ưu thế kết quả ở các địa hình khác nhau hình thành nên các loại đất khác
nhau.
+ Ảnh hưởng gián tiếp: địa hình ảnh hưởng gián tiếp đến sự hình thành đất thông qua yếu
tố khí hậu và sinh vật. Càng lên cao nhiệt độ càng giảm dần theo quy luật độ cao tăng 100 m,
nhiệt độ giảm 0,5
o
C, đồng thời ẩm độ tăng lên. Sự thay đổi khí hậu kéo theo sự thay đổi của sinh
vật. Ở các độ cao khác nhau có các đặc trưng khí hậu và sinh vật khác nhau. Các nhà thổ nhưỡng
đã phát hiện được quy luật phát sinh đất theo độ cao. Năm 1968, Cao Liêm đã tìm ra quy luật
hình thành đất theo độ cao trên dãy núi Hoàng Liên Sơn như sau:
Ðộ cao (m)
Dưới 1000 m
1000-1800 m
1800-2300 m
2300-2900 m
> 2900 m
Loại đất
Ðất Feralít
Ðất Feralít - mùn trên núi
Ðất mùn alít trên núi cao
Ðất mùn thô trên núi
Ðất mùn thô than bùn trên núi

2.5. Thời gian
Thời gian là tuổi của đất, gồm tuổi tuyệt đối và tuổi tương đối.
Tuổi tuyệt đối được tính từ khi mẫu chất được tích luỹ chất hữu cơ (cacbon hữu cơ) đến
ngày nay, nói cách khác tuổi tuyệt đối chính là tuổi cacbon hữu cơ trong đất hay là tuổi mùn của
đất. Ðể xác định tuổi của mùn, dùng phương pháp phóng xạ cacbon. C

12
có 2 đồng vị phóng xạ là
C
13
và C
14
, trong cơ thể sống của thực vật tỷ lệ C
13
và C
14
là một hằng số và giống trong khí
quyển. Sau khi chết C
14
không bền và bị phân huỷ giảm dần, từ lượng C
14
còn lại trong mùn dựa
vào chu kỳ bán phân rã của C
14
, tính được tuổi của mùn trong đất. Bằng phương pháp trên,
Devries (1958) đã xác định tuổi của đất vàng (hoàng thổ) ở Úc từ 32-42 ngàn năm.
Tuổi tương đối của đất được dùng để đánh giá sự phát triển và biến đổi diễn ra trong đất
nên không tính được bằng thời gian cụ thể. Dựa vào hình thái đất để có các nhận xét về hình
thành và phát triển của đất. Ví dụ: Sự phân tầng chưa rõ của phẫu diện thường gặp ở những loại
đất mới được hình thành. Sự hình thành kết von hoặc đá ong trong một số loại đất đỏ vàng chứng
tỏ đất đã phát triển tới mức cao (già hơn) so với đất cùng loại chưa có kết von.
2.6. Con người
Con người đã có những tác động rất sâu sắc đối với các vùng đất được sử dụng vào sản
xuất nông nghiệp, lâm nghiệp. Sự tác động về nhiều mặt trong quá trình sử dụng đất đã làm biến
đổi nhiều vùng theo các hướng khác nhau, hình thành nên một số loại đất đặc trưng. Ví dụ: Ðất
phù sa, đất xám bạc màu, đất mặn, đất phèn sau một thời gian sử dụng gieo trồng lúa nước sẽ

hình thành nên đất lúa nước.
Những tác động tốt của con người như: Bố trí cây trồng phù hợp với tính chất đất; xây
dựng các công trình thuỷ lợi; đắp đê ngăn lũ và nước mặn; bổ sung chất dinh dưỡng trong đất
bằng các loại phân bón; bảo vệ đất; cải tạo tính chất xấu của đất làm cho đất biến đổi theo
chiều hướng tốt dần lên. Ngược lại, những tác động xấu như: Bố trí cây trồng không phù hợp;
bón phân không đầy đủ; chặt phá rừng làm nương rẫy; không thực hiện tốt các biện pháp chống
thoái hoá đất sẽ làm cho đất biến đổi theo chiều hướng xấu.
Sự tác động tổng hợp của các yếu tố hình thành đất sẽ quyết định các quá trình hình thành
và biến đổi diễn ra trong đất. Những quá trình hình thành phổ biến trong tự nhiên:
- Quá trình hình thành đất sơ sinh.
- Quá trình tích luỹ chất hữu cơ và mùn trong đất.
- Quá trình tích luỹ sắt, nhôm trong đất.
- Quá trình rửa trôi, xói mòn đất.
- Quá trình glây.
- Quá trình hoá chua, phèn, nhiễm mặn.
- Quá trình lắng đọng vật liệu phù sa.
3. Hình thái đất
Hình thái thể hiện ở phẫu diện đất, nói cách khác hình thái đất là phẫu diện đất. Phẫu diện
đất là mặt cắt thẳng đứng từ trên mặt đất xuống dưới sâu.
3.1. Cấu tạo phẫu diện đất
Quan sát phẫu diện đất, từ trên mặt xuống dưới sâu thường có các tầng đất khác nhau về: màu
sắc, thành phần cơ giới, độ chặt, độ xốp, mức độ đá lẫn, sự phân bố rễ cây trồng, độ ẩm
Vậy tầng đất là gì? Tầng đất là những lớp đất nằm song song hay gần song song với bề
mặt đất, các tầng đất được phân biệt với nhau bởi các dấu hiệu có thể quan sát, đo đếm tại thực
địa hoặc thông qua phân tích trong phòng.
Tầng đất trong phẫu diện là kết quả của một hay một số quá trình hình thành hoặc biến
đổi diễn ra trong đất, vì vậy tầng đất thường được gọi là tầng phát sinh. Như vậy, nghiên cứu
phẫu diện đất giúp ta chẩn đoán được quá trình phát sinh đất. Tầng phát sinh là cơ sở để tiến
hành phân loại đất theo phát sinh, tầng phát sinh được định lượng các tính chất gọi là tầng chẩn
đoán trong phân loại đất theo phương pháp định lượng.

V.V. Docuchaev là người đầu tiên dùng các ký tự là chữ cái in hoa ký hiệu cho các tầng
đất, theo ông từ trên mặt xuống dưới sâu có 3 tầng cơ bản là A, B, C. Tầng A là lớp đất trên cùng
(còn gọi là tầng mặt, tầng canh tác), đây là tầng tích luỹ chất hữu cơ và mùn, đồng thời tầng A
cũng là tầng rửa trôi, tuỳ mức độ nghiên cứu mà tầng A được chia thành Aoo, Ao (tầng thảm
mục), A
1
, A
2
, A
3
. Tầng B là tầng tích tụ các chất rửa trôi từ tầng A xuống, có thể được chia thành
B
1
, B
2
, B
3
. Tầng C là tầng mẫu chất nằm ngay trên đá mẹ phát sinh ra đất.
Hiện nay, các nhà khoa học đất đề nghị bổ sung thêm một số tầng đất. Theo Soil
Taxonomy và FAO-UNESCO, trong phẫu diện có các tầng lần lượt từ trên xuống dưới như sau:
tầng O, tầng H, các loại tầng A, tầng E, các loại tầng B và tầng C (một phẫu diện đất không nhất
thiết phải có đủ tầng đất nêu trên)
Cấu tạo phẫu diện điển hình đất Việt Nam được thể hiện ở hình sau:
A
Vùng đồi núi: Phẫu diện điển hình có 3 tầng cơ bản
là: A, B, C. Ðá mẹ ký hiệu là C (Hình 2.1).
Tầng B thường có độ dày lớn nhất
Chú ý: Ðộ dày từ mặt xuống tới đá mẹ được gọi là
độ dày đất, còn quen gọi là độ dày tầng đất

B


C
D
Hình 2.1. Cấu tạo phẫu diện đất vùng đồi núi:

+ Vùng đồng bằng: Ðiển hình là phẫu diện đất lúa nước, thể hiện ở hình 2.2:
AC AC: Tầng canh tác (còn gọi là tầng A), tầng này
càng dày, đất càng tốt
P
P: Tầng đế cày: nằm ngay dưới tầng canh tác


B

B: Tầng tích tụ có màu loang lổ đỏ vàng, tầng này
tích tụ các chất rửa trôi từ trên xuống, ngoài ra
còn tích tụ một số chất từ nước ngầm đem lên,
nên tầng B đất đồng bằng có tích tụ 2 chiều.

G G: Tầng glây có màu xanh xám hoặc xám xanh.
Hình 2.2. Cấu tạo phẫu diện đất lúa nước
3.2. Màu sắc đất, chất mới sinh và chất lẫn vào
a. Màu sắc đất
Màu sắc đất thay đổi rất phức tạp, trong một phẫu diện các tầng thường có màu sắc khác
nhau. Các loại đất cũng có màu sắc khác nhau. Màu sắc đất thay đổi theo độ ẩm. Màu sắc của đất
được tạo bởi 3 nền màu chính là đen, đỏ và trắng. Thành phần và tính chất đất quyết định màu
sắc của đất.
Màu đen của đất chủ yếu do mùn tạo nên, do vậy mùn càng nhiều đất càng đen và độ phì

càng lớn. Ngoài mùn còn có một số hợp chất hoá học có màu đen như oxyt Mangan - MnO
2
.
Màu đỏ của đất chủ yếu do oxyt sắt - Fe
2
O
3
tạo nên, nếu oxyt sắt ngậm nước chúng sẽ có
màu vàng. Ðại bộ phận đất vùng đồi núi và vùng có địa hình cao ở đồng bằng Việt Nam có màu
đỏ vàng hay loang lổ đỏ vàng chủ yếu do Fe
2
O
3
và Fe
2
O
3
.nH
2
O tạo nên.
Màu trắng của đất chủ yếu do thạch anh (SiO
2
), Canxi Cacbonát (CaCO
3
) và Kaolinit tạo
nên. Những đất có màu trắng thường chứa nhiều SiO
2
, rất nghèo mùn và các chất dinh dưỡng.
Ðất xám bạc màu ở Việt Nam có màu trắng hoặc xám trắng.
Những vùng đất luôn dư ẩm (đất có độ ẩm bão hoà) quá trình khử diễn ra mạnh, sắt tồn

tại trong đất ở dạng khử trong các hợp chất như: FeO.nH
2
O, Fe(HCO
3
)
2
, Fe(OH)
2
làm cho đất
có màu xanh xám hoặc xám xanh, đây chính là quá trình glây trong đất.
Sự phối hợp giữa 3 màu đen, đỏ và trắng cho ra nhiều màu khác nhau. Zakharốp đã xây
dựng một tam giác màu với 3 đỉnh là đen, đỏ và trắng. Ngày nay, các nhà khoa học đất thế giới
đã xây dựng một thang màu chuẩn của đất - thang màu Munsel. Màu của đất đã được định lượng
theo hệ thống màu cụ thể rất thuận lợi cho việc mô tả màu sắc của đất.
b. Chất mới sinh và chất lẫn vào
Những vật liệu như mảnh bom đạn, mảnh sành sứ, gạch ngói gặp trong đất được gọi là
chất lẫn vào. Những chất lẫn vào không có ý nghĩa với quá trình phát sinh đất nhưng có thể giúp
chúng ta có những nhận xét về tình hình sử dụng đất trước đây.
Các chất trong đất như: mùn, các hợp chất sắt hoá trị 3, các hợp chất sắt hoá trị 2, các loại
muối tan trong đất, phèn sắt, nhôm là kết quả của quá trình hình thành và biến đổi trong đất
được gọi là những chất mới sinh. Các chất mới sinh là căn cứ, là cơ sở giúp chúng ta có kết luận
chính xác về quá trình hình thành và biến đổi diễn ra trong đất.
Câu hỏi ôn tập
1. Quá trình phong hoá khoáng vật và đá? Liên hệ với thực tiễn Việt Nam?
2. Vỏ phong hoá là gì? Vỏ phong hoá ở Việt Nam?
3. Các yếu tố hình thành đất? Liên hệ với thực tiễn Việt Nam?
4. Những quá trình hình thành và biến đổi đất?
5. Phẫu diễn đất là gì? Cấu tạo của phẫu diện đất? Phẫu diện điển hình của đất vùng đồng
bằng và đồi núi Việt Nam?
6. Ý nghĩa của màu sắc, chất mới sinh và chất lẫn vào trong đất?