铝硅酸盐粘土矿物的晶体是由硅氧四面体片和锅氧八面体片两种基本晶片连接而成的薄片层状结晶体。

硅氧四面体，是由四个氧原子围绕一个硅原子，形成具有四面构造而得名。一系列的硅氧四面体通过共同氧原子联结成平面，形成一个片状的四面体层，或称硅氧片（图1-8）。

铝氧八面体，是由六个氧原子或氢氧根（-OH）围绕一个铝原子，形成具有八面构造而得名。一系列的铝氧八面体通过共用氧原子互相联结成平面，排列成片状的八面体层，或称铝氧片或水铝片（图1-9）。

由一层硅氧片和一层铝氧片组成一晶层，属1∶1型晶格，如高岭石、埃洛石等。由二层硅氧片夹一层铝氧片结合而成一晶层，属2∶1型晶格，如蒙脱石、蛭石和伊利石等。由二层硅氧片和二层铝氧组合而成一晶层，属2∶2型晶格，如绿泥石等。土壤中许多重要特征，如粘性、膨胀性、吸收性和保蓄性等，都与这些次生粘土矿有密切的关系。

1）1∶1型矿物 在土壤中，这一类型的典型代表是高岭石和埃洛石。

单个高岭石晶体中的两层，是由每层中各自的硅原子和铝原子通过共用的氧原子联结起来的。晶层与晶层之间没有阳离子，氧和氢氧离子是通过氢键紧密地联结起来（图1-10）。因此，晶格是固定的，晶层间距离固定不变，粘粒湿时一般不发生膨胀，并有完整的解理面。阳离子和水分子不能进入晶格内部，只局限于晶体外表面。表面积低和同晶取代少是高岭石对阳离子吸附量低的原因。高岭石晶体呈边缘清晰的六角形，与蒙脱石颗粒相对比，其半径较大，约0.10－5微米，多数在0.2－2微米范围内。由于其结构单元联结得非常紧密，所以高岭石晶体不易分割成极细的薄片。高岭石的可塑性、粘结性、收缩性和膨胀性都很低，代换量也低，所以富含高岭石的土壤供肥、保肥能力差，造成植物养分不足。

埃洛石，又称多水高岭石，是高岭石的同分异构体。它含有较弱的层间水分子，所以相邻二层间的联结力较弱。埃洛石的晶形与高岭石很不相同，多呈细长的空心管状，有的可长达几微米，短的不到0.1微米。埃洛石比高岭石易分解，高岭石比埃洛石更稳定。

2）2∶1型膨胀性矿物 在土壤中，本类型典型代表是蒙脱石和蛭石。

蒙脱石是2∶1型层状硅酸盐中膨胀性和代换量很大的一种粘土矿物，由于晶体两面都是氧，通过很弱的氧键松弛地联结起来，水分子（阳离子也一样）被吸收到两晶体单元之间的空隙处，引起晶格膨胀（图1-11）。其颗粒直径为0.01—1微米，分散性高，吸水性强，内表面积比外表面积大得多，其比表面为700—800米2每克，大大超过高岭石的比表面。水铝片中某些铝原子和镁原子，以及硅氧片中较少的硅原子和铝原子之间的同晶取代，使蒙脱石晶体获得了高的净负电荷。这种负电荷被一群吸引在内、外表面上的阳离子，如H+、Al3+、Ca2+、K+等所中和，所以蒙脱石代换量极高（80—120厘摩尔（+）每千克土）。它吸收的水分，植物难于利用，因此富含蒙脱石的土壤，造成植物水分缺乏。同时也以其高的可塑性和内聚力，以及干燥时发生剧烈收缩为其特征。在干燥时干裂严重，形成干硬的土团，难以耕种。蒙脱石在温带干旱地区的土壤中含量较高。

蛭石是黑云母和伊利石等2∶1型层状硅酸盐经过脱钾作用而成，也可从蒙脱石或绿泥石转变而来。因为层间只有二层水分子，所以层间的联结力较蒙脱石为大，膨胀性比蒙脱石小得多，属有限膨胀的粘土矿物。蛭石的晶体比蒙脱石晶体大，但比高岭石的晶体小得多。由于蛭石硅氧片中的硅大部分为铝所取代，这是蛭石具有很高的净负电荷的主要原因，所以它的阳离子代换量比蒙脱石还要高。蛭石分布于风化作用不十分强烈的地带，我国西北、华北等地土壤含有较多的蛭石，特别是褐土中含量较高。

3）2∶1型非膨胀性矿物 在土壤中，本类型以伊利石为代表。

伊利石云母风化时向蛭石或蒙脱石过渡的中间产物，与蒙脱石、蛭石同属2∶1型晶格，但因层间有代换性钾离子存在，使晶层紧密地相互结合，因而不表现膨胀性（图1-12）。伊利石的电荷主要是由四面体上的同晶置换作用产生的。其晶形变化较大，有些是大小不同的不规则的薄片，有的呈板条状或团块状。伊利石晶体大小介于蒙脱石和高岭石之间，一般为0.1－2.0微米，其代换量、水化作用、膨胀、收缩和可塑性等性质介于蒙脱石和高岭石之间。伊利石广布于一般土壤中，但以温带干旱地区的土壤含量最多。富含伊利石的土壤富含钾素。

　　本文标题：土壤组成(3)
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