Запитання для самоперевірки:

1. Оцініть характер переходів між генетичними горизонтами як морфологі­чну ознаку.

2. Проаналізуйте форми границь між горизонтами в профілі.

Література:

1. Назаренко І.І., Польчина С.М., Нікорич В.А. Грунтознавство: Підручник. – Чернівці: Книги – ХХІ, 2008. – 400 с.

1.3. Первинні та вторинні мінерали

Мета: розвинути у студентів навики самостійної роботи з технічною літературою, вміння вибирати головне, узагальнити і систематизувати знання.

Завдання:

1.Прочитати текст.

2.Скласти конспект.

3.Відповісти на запитання для самоперевірки.

План:

1. Первинні мінерали.

2. Вторинні мінерали.

Первинні мінерали є залишковим матеріалом після руйнування й вивітрювання магматичних порід. Представлені відносно крупни­ми піщаними й гравійними частинками. Мають жорстку нерухому кристалічну решітку, практично не володіють вологоємністю, фізи­ко-хімічною поглинальною здатністю, не набухають. При ґрунто­утворенні відрізняються нестійкістю, поступово руйнуються, за ви­нятком окремих найбільш стійких. Склад первинних мінералів ґрунту мало залежить від особливостей ґрунтотворного процесу, а в ос­новному - від особливостей материнської породи.

Багатство ґрунту первинними мінералами говорить про його відносну молодість. З часом уміст і число видів первинних мінералів поступово зменшуються, залишаються найбільш стійкі до вивітрювання, такі як кварц. Найбільш розповсюдженими первинними міне­ралами в породах та ґрунтах є кварц (SiO₂, 40-60% і більше), польові шпати (до 20 %), зокрема, ортоклаз; амфіболи, піроксени й слюди. Кварц і польові шпати крупнозернисті, тому що вивітрювання їх іде повільно, вони формують піщану і пилувату фракцію ЕГЧ. Амфіболи, піроксени, слюди легко вивітрюються, в ґрунті їх досить мало у вигляді дрібних кристалів у дрібніших фракціях.

Стійкість до вивітрювання визначається природою мінералів, їх кристалічною структурою. Первинні мінерали володіють структура­ми іонного типу, іони в кристалах мінералів розташовані у вигляді геометрично правильної просторової решітки, що називається кристалічною, специфічної для кожного мінералу. Взаємне розміщення катіонів та аніонів у кристалічній решітці обумовлюється їх об'ємами або радіусами. Кількість іонів протилежного знака, що оточують даний іон, називається координаційним числом. Чим більший радіус іона, тим більше навколо нього може розміститися протилежно заряджених іонів, без взаємного дотику. Координаційне число визначає форму оточення, або координацію навколо іона, а значить, і основний еле­мент структури, характер елементарної чашечки мінералу. Коорди­нація трикутника має координаційне число 3; тетраедра - 4; октаедра - 6; куба - 8.

Головним елементом структури одних із найбільш розповсюд­жених у ґрунті кисневих сполук кремнію є кремній-кисневий тетра­едр, біля вершини якого розміщуються чотири іони кисню, а в центрі - іон кремнію.

Сполучаючись між собою, тетраедри утворюють такі типи структур:

1. каркасну (польові шпати, кварц);

2. ланцюгову (піроксени);

3. листоподібну (слюди, глинисті мінерали);

4. стрічкову (амфіболи);

5. острівну (олівіни) .

Кварц - найбільш розповсюджений мінерал земної кори; він міститься у вивержених, метаморфічних і осадових породах. Кристало-хімічна структура кварцу - кремній-кисневий тетраедр, який з іншими з'єднується в суцільний каркас (рис. 10, а). Така структура кварцу зумов­лює його високу стійкість до процесів вивітрювання. Як правило, в корі вивітрювання зерна кварцу залишаються цілими або тільки кородованими по периферії.

Польові шпати утворюють групу розповсюджених мінералів (біля 50%). їх кристалічна структура являє собою складний каркас, утворений тетраедрами з іонами кремнію й алюмінію, розташовани­ми всередині. Тетраедри з'єднуються катіонами лугів (калію, натрію) та кальцію, утворюючи структуру, подібно до кварцу (рис. 10, а).

Слюди складають біля 4% літосфери. Вони володіють шаруватою кристалічною структурою (рис. 10, б): плоскі шари тетраедрів, звернені вершинами один до одного, зв'язані з іонами алюмінію; з останніми з'єднані також гідроксильні групи. Так утворюються трьох-шарові пакети, зв'язані між собою іонами калію. Проте слюди при вивітрюванні легко втрачають ці іони і швидко руйнуються.

Рис. . Типи кристалічних структур породотворних мінералів:

а - кремній-кисневі тетраедри, з'єднані в трьохмірний каркас

(структура кварцу); б - з'єднані в плоскі листки (слюди);

в - з'єднані в подвійні ланцюжки (амфіболи);

г - з'єднані в ланцюжки (піроксени)

Піроксени й амфіболи розповсюджені в магматичних і метаморфічних породах (біля 16% літосфери). Кристалічна структура являє собою ланцюжки тетраедрів (рис. 10, в, г).

Олівіни в значній кількості містяться в ультраосновних і частково в основних магматичних породах. Кристалічна структура мінералів цієї групи характеризується ізольованими тетраедрами, які з'єднуються іонами заліза й магнію. Олівін дуже нестійкий і швидко руйнується.

Вивчення первинних мінералів проводять за допомогою оптичної діагностики із застосуванням поляризаційного мікроскопа й бінокулярної лупи. Від кількості первинних мінералів залежать агрофізичні властивості ґрунтів; вони є резервним джерелом елементів живлення рослин, від їх кількості залежить формування вторинних мінералів.