CHƯƠNG 2 PHONG hóa và sự HÌNH THÀNH đất

Chương

Chương 2

Phong hoá và sự hình thành đất
( Tổng

3/9/2017

số tiết: 4 tiết, lý thuyết: 4tiết, thực hành: 0 tiết )

Bộ mônBộKhoa
học
môn khoa
học đất
đất

1


Đất được hình thành từ…

3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

2


Đá - Đất??




Đá:

Đất:
- Tơi xốp

- Cứng rắn

-Kích

- Kích thước lớn
- Thấm nước, thấm
khí kém.
- Ít nước, khí

thước

nhỏ

(<2mm) => pha rắn của đất.
- Thấm nước, thấm
khí tốt

- Chứa nước, chứa
khí tốt

 Quá trình hình thành đất diễn ra trong thời gian rất dài: hàng
ngàn – hàng triệu năm.

 Bao gồm rất nhiều các quá trình, PHONG HÓA là quá trình
đầu tiên
3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

3


2.1. Sự phong hoá đá, khoáng
2.2.1. Khái niệm về phong hóa


Là quá trình phá huỷ đá và

khoáng


Tác nhân: Các nhân tố môi

trường: nhiệt độ, nước, áp suất,
sinh vật,…


Kết quả của quá trình phong hoá:

Vật chất tơi xốp = MẪU CHẤT.


Lớp vỏ quả đất diễn ra quá trình

phong hóa gọi là vỏ phong hóa.

3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

4


2.1.2. Các loại phong hóa

3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

5


2.1.2. Các loại phong hóa

3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

6


2.1.2.1. Phong hóa vật lý


Khái niệm:
- Là sự vỡ vụn có tính chất lý

học đơn thuần của Đá, khoáng =>
những mảnh vụn to nhỏ khác nhau.
- Thành phần và tính chất
của sản phẩm phong hóa không
thay đổi so với đá khoáng ban đầu.


Nguyên nhân:
Do tác động của nhiệt độ,

nước, muối, rễ cây, gió, áp lực nén.

3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

7


Phong hóa vật lý – Giãn nở vì nhiệt


Cơ chế: Liên quan đến khả năng giãn nở vì

nhiệt, khả năng truyền nhiệt.
- Các KV khác nhau có hệ số giãn nở

rất khác nhau => giãn nở không đều => kết quả
đá bị vỡ ra.
+ Xảy ra mạnh ở những nơi có biên độ
nhiệt lớn
- Sự truyền nhiệt của đá kém: Khi bị đốt
nóng bởi ánh sáng mặt trời, sự giãn nở không
đều giữa các khu vực của khối đá (lớp ngoài và
lớp trong, giữa các KV trong cùng 1 lớp) => đá,
khoáng bị tróc ra thành từng mảng.

3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

8


Phong hóa vật lý – Nước đóng băng/ muối kết tinh

3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

9


Phong hóa vật lý – Nước đóng băng/ muối kết tinh


Cơ chế:

- Nước đóng băng: Xảy ra ở các vùng lạnh, quá trình đóng

băng/tan băng luân phiên diễn ra. Kết quả là tách đá theo chiều
thẳng đứng hoặc nằm ngang.
- Muối kết tinh: tương tự như QT nước đóng băng, do trong
nước chứa các muối tan như NaCl, CaCO3, CaSO4. 2 H2O,…
+ Mất nước do bốc hơi => muối kết tinh=> làm tăng thể
tích khe hở, kẽ nứt của đá, tạo áp lực lên thành khe hở, kẽ nứt =>
vỡ vụn đá.

+ Xảy ra ở các vùng khí hậu khô.

3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

10


Phong hóa vật lý – rễ cây


Cơ chế:
- Rễ cây: khi nhỏ dễ

dàng đâm xuyên vào khe hở,
kẽ nứt của đá hút nước và dinh
dưỡng khoáng => theo thời
gian, phát triển lớn dần làm cho
vết nứt to hơn và tạo áp lực lên

thành vết nứt => phá hủy đá,
khoáng.

+ Là cơ chế tương đối
yếu trong PHVL
3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

11


Phong hóa vật lý – va đập, bào mòn


Cơ chế:
- Nước chảy, gió thổi cũng làm tăng cường quá trình

PHVL

3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

12


Phong hóa lý học – bào mòn do gió và cát

3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

13


Phong hóa vật lý
Kết

quả:
- Làm cho đá, khoáng vỡ vụn ra, tơi xốp (thay đổi về

hình dạng, kích thước) ;Chưa thay đổi về thành phần hóa
học.
- Làm tăng bề mặt tiếp xúc của đá, khoáng với môi

trường

3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

14


2.1.2.2. Phong hóa hóa học


Khái niệm:
Là sự phá huỷ đá và

khoáng bằng các phản ứng hoá
học.


Các phản ứng: Hòa tan,

hydrat hóa, thủy phân, oxi hóa


Tác nhân: Nước, pH đóng vai

trò quan trọng


Kết quả:
Làm thay đổi về hình

dạng, kích thước, thành phần
và tính chất của đá, khoáng.
3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

15


Phản ứng hòa tan
- Khái niệm: Là quá trình đá và khoáng bị hoà tan bởi nước.
- Đặc điểm: Diễn ra mạnh đối với khoáng vật thuộc lớp

Cacbonat, đá chứa Ca2+ (đá vôi, thạch cao, đá hoa) và Na+ (muối
mỏ)
VD: CaCO3 + H2O + CO2
Ca(HCO3)2
+ Các muối Cl- , SO42- của KLK/ KT dễ bị hòa tan hơn
- Tác nhân: Nhiệt độ, bề mặt tiếp xúc, pH môi trường.
+ Nhiệt độ tăng sẽ làm tốc độ hoà tan tăng lên. Thông
thường nhiệt độ tăng lên 100C thì tốc độ hoà tan tăng 2 - 3 lần.
+ Bề mặt tiếp xúc càng lớn thì quá trình hòa tan càng
nhanh
+ Khi pH của nước giảm thì tốc độ hoà tan cũng tăng lên.
3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

16


Phản ứng hydrat hóa
- KN: Là quá trình nước tham gia vào mạng lưới tinh thể của
khoáng vật làm thay đổi cấu trúc tinh thể và tạo thành chất mới.
CaSO4 + 2H2O → CaSO4.2H2O
VD:
Anhydrit
Thạch cao
Fe2O3 + nH2O → Fe2O3.nH2O
Hematit
Limonit
- Cơ chế:
Điện tích tự do (hóa trị tự do) của phân tử KV + điện tích của

phân tử nước =lực hút tĩnh điện => các phân tử nước sẽ được chất
chứa lên bề mặt KV và dần dần đi vào mạng lưới TTKV=> các mối liên
kết trong tinh thể KV yếu dần đi và dễ dàng bị phá hủy hơn.
- Kết quả: Thể tích của KV tăng lên, TPHH thay đổi, độ bền liên
kết (độ cứng) giảm => dễ bị phong hóa vật lý
3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

17


Phản ứng thủy phân
- KN: Là quá trình thay thế các KLK và KT trong
mạng lưới tinh thể của các khoáng bằng các cation H+ của

nước.
KAlSi3O8 +H2O → H(AlSi3O8 ) + K+ + OHOctoklaz

Kaolinit

- Kết quả: tạo ra các muối và hợp chất dễ tan hơn.

3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

18

Phản ứng oxy hóa
- Phụ thuộc chặt chẽ vào sự
xâm nhập của oxy tự do trong không khí
và trong nước.
- Cơ chế:
KV chứa Fe2+, Mn2+ dễ bị oxi
hóa thành Fe3+, Mn3+ hoặc Mn4+
VD:
FeS2 + 7O2 + 2H2O →
2FeSO4 + 2H2SO4
12FeSO4 + 3O2 + 6H2O →
4Fe2(SO4)3 + 4Fe(OH)3
Khoáng vật lớp Sunphua bị oxy
hóa tạo axit => thúc đẩy quá trình hòa
tan và thủy phân
3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

Dấu hiệu: biến đổi về màu
sắc rõ rệt và thường hay
xuất hiện những vệt, chấm
màu vàng, nâu đỏ.
19


2.1.2.2. Phong hóa hóa học


Kết quả chung:

- Làm thay đổi thành
phần, tích chất của đá và
khoáng
- Tạo ra một số khoáng

vật mới (khoáng thứ sinh) và
các chất đơn giản khác như:
muối, các hydroxit, các oxit...

3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

20


Sự bào mòn đá thông qua quá trình hoà tan

3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

21


2.1.2.3. Phong hóa sinh học


Khái niệm: là sự phá hủy đá và

khoáng bởi sinh vật và các sản
phẩm trong hoạt động sống của
chúng.
( Thực chất là tổng hợp của PHVL
& PHHH do sinh vật thực hiện)


Cơ chế:

* Tác động cơ học:
- Rễ cây đâm xuyên vào
các kẽ nứt của đá, khoáng.
3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

22


2.1.2.3. Phong hóa sinh học
* Tác động hoá học:
- Rễ thực vật hút các chất

dinh dưỡng có tính chọn lọc =>
phá vỡ CBHH trong đá và khoáng
- Giải phóng CO2 trong quá

trình hô hấp
- Rễ cây và xác sv sau khi

chết bị phân hủy tiết ra các axit
hữu cơ => thúc đẩy QTHT đá,
khoáng.
3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

23


2.1.2.3. Phong hóa sinh học
* Tác động hoá học:
- Rễ thực vật hút các chất

dinh dưỡng có tính chọn lọc =>
phá vỡ CBHH trong đá và khoáng
- Giải phóng CO2 trong quá

trình hô hấp
- Rễ cây và xác sv sau khi
chết bị phân hủy tiết ra các axit
hữu cơ => thúc đẩy QTHT đá,
khoáng.
3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

24

2.1.2.3. Phong hóa sinh học
* Tác động hoá học:
- VSV sản sinh ra các axit

vô cơ: VSV cố định đạm – HNO3;
vi khuẩn chuyển hóa lưu huỳnh H2SO4

- Tảo Silic có thể phá hủy
đá Granit

3/9/2017

Bộ môn khoa học đất

25