土壤硅酸鹽粘土礦物的構(gòu)造

  高嶺石的許多性質(zhì)起因于它的晶格構(gòu)造，四面體片和八面體片
構(gòu)成層，許多的層又一層層的迭置起來，一個大約2微米寬的高嶺
石顆粒，它的寬方向上一個一個排列的氧大約要二萬個，如果其
高度為寬的十分之一，就約為0.2微米高，則其中將包括有50層彼
此迭置起來，打個比喻，一個粘土顆粒就好比是一大迭片狀的膠
合板。

  在微晶高嶺石形成過程中，晶格內(nèi)八面體片中的一些鋁離子被
鎂所代替，上面已經(jīng)提過在風(fēng)化環(huán)境中有豐富的鎂的存在上微晶
高嶺石形成的先決條件，之所以以鋁能夠被鎂所代替，是因不為
這二種原子在體積上大小十分相近，因而只代換六分之一的鋁原
子凍致于影響晶格過分的變形，這樣的代換作用稱為同晶替換作
用。

  由于原來晶格中鋁是三價，而代替的鎂是兩價，因此每一個替
換就使晶格具有一個沒有中和的負(fù)電荷或價鍵，在微晶高嶺石中
大約有六分之一的鋁離子是被代替了的，其結(jié)果是晶格或晶帶的
負(fù)電荷相當(dāng)高，這個負(fù)電荷是永久性的，它來源于晶格之中，它
被位于顆粒外表或緊貼在其表面上的水化陽離子所中和，于是粘
土的一個很重要的性質(zhì)就很清楚了——每英畝耕層能夠保持住幾
百或幾千磅的營養(yǎng)離子，這些離子被強烈吸收著足以防止被從土
壤中淋洗出去，但又弱得很容易被植物所利用，事實了，有一種
學(xué)說認(rèn)為植物根能夠用氫離子直接替換膠體表面上的陽離子。
  在所有的粘土中，陽離子交換點產(chǎn)生于顆粒邊緣上暴露的解離
作用，陽離子交換點也存在于與硅相連的暴露的氧的地方，因為
它還有一個“自由”鍵，在微晶高嶺石中，同晶替換作用產(chǎn)生了
大約陽離子交換點的80%，而暴露的邊緣價鍵產(chǎn)生了大約20%，在
高嶺石中，大都或全部的陽離子交換點產(chǎn)生于暴露的邊緣價鍵，
對層狀硅酸鹽粘土的陽離子交換時及其他性質(zhì)的總結(jié)。
  某些膨脹性的粘土，如微晶高嶺石，能夠保持許多倍于粘土本
身體積的水，這種存在于粘土粒的間或顆粒間的水膜賦予了土壤
的脹縮性，可塑性的粘結(jié)性，膨脹性粘土能夠掀動基，正試驗利
用膨脹性粘土作抬重之用，例如沉陷的道路鋪面下面墊進(jìn)干的粘
土，當(dāng)粘土變濕時，膨脹作用就使得路面抬高。

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