泥土和沙子是怎样形成的?各自的化学成分是什么?

岩石风化后受到风力或水流的运输携带，质量小的带走沉积形成土壤——平原，质量中等带走当风速或流速减小便沉积形成沙滩（土要当载体速度降的更低被带到更远的地方，碎石提前沉积了），质量大的留在原地继续风化。最后的结局是变成土壤，现在地球上的土就是这么形成的。当然还存在岩浆喷发形成岩石的现象，虽说现在的火山远少于远古时期。现在用的沙子是在沙子的聚集地——沙场运来的

沙子最一般的组成成份为二氧化硅，通常为石英的形式，因其化学性质稳定和质地坚硬，足以抗拒风化。

沙子主要成分是二氧化硅

泥土即土壤,是球陆地表面具有一定肥力能够生长植物的疏松表层。它是岩石的风化物在生物、气候、地形等因素的综合作用下形成和发展的。土壤的组成包括矿物质、有机质、水分和空气四种物质。土壤的主要特征是具有不断地供给和调节植物生活中所需要的水分、养分、空气和热量的能力，即土壤肥力。肥沃的土壤能够使水、肥、气、热条件达到稳、均、足、适的程度，并且能在一定程度上抵抗恶劣自然条件的影响，适应植物生长的需要。自人类开创农业以后，土壤即是农业生产的基本生产资料之一。

土壤的功能：为陆生植物提供营养源和水分，是植物生长、进行光合作用，进行能量交换的主要场所。土壤是一种重要的环境要素。

土壤环境问题主要有：土壤侵蚀、水土流失、土地沙漠化、土壤盐渍化、土壤贫化，和土壤污染等。

一、土壤的组成

土壤由固相（矿物质、有机质）、液相（土壤水分或溶液）和气相（土壤空气）等三相物质四种成分有机地组成。

按容积计，在较理想的土壤中矿物质约占38—45%，有机质约占5—12%，孔隙约占50%。按重量计，矿物质占固相部分的90—95%以上，有机质约占1—10%。

二、土壤的物理化学性质

一土壤的物理性质

土壤的物理性质包括土壤的颗粒组成、排列方式、结构、孔隙度以及由此决定的土壤的密度、容重、粘结性、透水性、透气性等。

二土壤胶体及土壤吸附交换性

土壤胶体是指土壤中颗粒直径小于2mm或小于1 mm，具有胶体性质的微粒。一般土壤中的粘土矿物和腐殖质都具有胶体性质。直径小于2mm的胶粒带有大量的负电荷。

1、土壤胶体的类型

2、土壤胶体的性质：

⑴、巨大的表面积和表面能；

⑵、电荷性质：以负电荷为主；

⑶、分散性和凝聚性：

溶胶（←分散作用）（凝聚作用→）凝胶

3、土壤的吸附作用

土壤的吸附作用 ：生物吸附 ——吸收 机械吸附——过滤 物理吸附——分子吸附 化学吸附——生成沉淀物 物理化学吸附——离子交换

离子交换作用： 阳离子交换 阴离子交换

阳离子交换是指土壤胶体吸附的阳离子与土壤溶液中的阳离子进行交换，阳离子由溶液进入胶核的过程称为交换吸附，被置换的离子进入溶液的过程称解吸作用。

各种阳离子的交换能力与离子价态、半径有关。一般价数越大，交换能力越大；水合半径越小，交换能力越大。一些阳离子的交换能力排序如下：

Fe3+＞Al3+＞H+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞NH+＞Na+

在土壤吸附交换的阳离子的总和称为阳离子交换总量，其中K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH+称之为盐基性离子。在吸附的全部阳离子中，盐基性离子所占的百分数称为盐基饱和度：

交换盐基离子总量（mol/100g）

盐基饱和度=——————————————— ×100

阳离子交换总量（mol）

当土壤胶体吸附的阳离子全是盐基离子时呈盐基饱和状态，称为盐基饱和的土壤。正常土壤的盐基饱和度一般在70—90%。盐基饱和度大的土壤，一般呈中性或碱性，盐基离子以Ca2+离子为主时，土壤呈中性或微碱性；以 Na+为主时，呈较强碱性；盐基饱和度小则呈酸性。

阴离子交换：由于在酸性土壤中有带正电的胶体，因而能进行阴离子交换吸附。阴离子吸附交换能力的强弱可以分成：①易被土壤吸收同时产生化学固定作用的阴离子：H2PO4-、HPO42-、PO43-、SiO32-及其某些有机酸阴离子；②难被土壤吸收的阴离子：Cl-、NO3-、NO2-；③介于上面两类之间的阴离子：SO42-、CO32-及某些有机阴离子。阴离子被土壤吸附的顺序为：

C2O42-＞C6O7H53-＞ PO43- ＞ SO42 -＞ Cl- ＞ NO3-

（三）土壤的酸碱性和氧化-还原

1、土壤的酸碱度

土壤的酸碱度取决于土壤溶液中的H+ 和OH-的含量。土壤中的H+主要是二氧化碳溶于水形成的碳酸、有机物分解产生的有机酸以及某些少数无机酸、Al3+水解产生的。土壤中的OH-主要来自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙以及胶粒表面交换性Na+水解产生的。

（2）土壤的碱度

土壤碱性主要来自土壤Na2CO3、NaHCO3、CaCO3以及胶体上交换性Na+，它们水解显碱性。

土壤胶体+Na+Û土壤胶体+H+ + NaOH

土壤的碱度也用pH表示，含Na2CO3 、Na2HCO3 、的土壤的pH值一般大于85。含CaCO3的石灰性土壤Ph值约在70—85之间。

强碱性土壤（Ph85—10）除含有易溶性盐类外，主要与胶粒吸附的交换性Na+有关。通常把交换性Na+占交换量的百分数称为碱化度 。

2、土壤的氧化-还原反应

土壤是由无数个化学、物理和生物因素交互作用、尺度和组成复杂的系统。通常，土壤中含有下列成分：

1、矿物质

土壤中的矿物质是最主要的成分之一，占较高比例。这些矿物质可分为两类：原生矿物质和次生矿物质。原生矿物质是来自于基岩的某些沉积物质，此外，土壤也含有许多经过化学变化和生物作用形成的次生矿物质。

2、有机质

土壤中的有机质来自于植物残体和动物遗体的分解，它们能够为培育植物提供养分，提高土壤含水量和保持有机物质。其中含有机物最高的层称之为淤泥层，由于长期的水流纵向分布。

3、空气

土壤也含有空气，或称土壤气体空隙，可使土壤中的微生物和植物根系获得所需氧气，从而有助于土壤呼吸的平衡。土壤中的空气具有一定的湿度和温度变化，因此，在产气或吸气过程中需要组成均衡。

4、水分

土壤中的水分是植物生长的主要来源。适当的水分对于植物的生长非常重要，过量的水分则会导致根腐、植物死亡等问题，因此，土壤中水分的管理尤为重要。

5、微生物

土壤中广泛存在着细菌、真菌和病毒等微生物。这些微生物在土壤养分循环和生物作用过程中非常重要，它们能够分解和转化有机物质，提供植物生长所需的营养元素。

综上所述，土壤中的成分包括矿物质、有机质、空气、水分和微生物等，其中每种成分都对土壤的养分和水分管理、植物生长等方面起着重要作用。

土壤是指地球表面的一层疏松的物质，由各种颗粒状矿物质、有机物质、水分、空气、微生物等组成，能生长植物。土壤由岩石风化而成的矿物质、动植物、微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物（固相物质）以及水分（液相物质）、空气（气相物质）、氧化的腐殖质等组成。

固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物通过光照抑菌灭菌后得到的养料等。液体物质主要指土壤水分。气体是存在于土壤孔隙中的空气。土壤中这三类物质构成了一个矛盾的统一体。它们互相联系，互相制约，为作物提供必需的生活条件，是土壤肥力的物质基础。

扩展资料：

国务院生态环境主管部门应当会同国务院农业农村、自然资源、住房城乡建设、水利、卫生健康、林业草原等主管部门建立土壤环境基础数据库，构建全国土壤环境信息平台，实行数据动态更新和信息共享。

国务院生态环境主管部门根据土壤污染状况、公众健康风险、生态风险和科学技术水平，并按照土地用途，制定国家土壤污染风险管控标准，加强土壤污染防治标准体系建设。

-土壤

土壤由岩石风化而成的矿物质、动植物，微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物（固相物质）以及水分（液相物质）、空气（气相物质），氧化的腐殖质等组成。固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物通过光照抑菌灭菌后得到的养料等。液体物质主要指土壤水分。气体是存在于土壤孔隙中的空气。土壤中这三类物质构成了一个矛盾的统一体。它们互相联系，互相制约，为作物提供必需的生活条件，是土壤肥力的物质基础。

土壤的具体构成：

1、固体，气体和液体

土壤矿物质是岩石经过风化作用形成的不同大小的矿物颗粒(砂粒、土粒和胶粒)。土壤矿物质种类很多，化学组成复杂，它直接影响土壤的物理、化学性质，是作物养分的重要来源之一。

土壤由矿物质和腐殖质组成的固体土粒是土壤的主体，约占土壤体积的50%，固体颗粒间的孔隙由气体和水分占据。

土壤气体中绝大部分是由大气层进入的氧气、氮气等，小部分为土壤内的生命活动产生的二氧化碳和水汽等。土壤中的水分主要由地表进入土中，其中包括许多溶解物质。

土壤中还有各种动物、植物和微生物。

2、有机质

有机质含量的多少是衡量土壤肥力高低的一个重要标志，它和矿物质紧密地结合在一起。在一般耕地耕层中有机质含量只占土壤干重的0．5-2．5%，耕层以下更少，但它的作用却很大，群众常把含有机质较多的土壤称为“油土”。土壤有机质按其分解程度分为新鲜有机质、半分解有机质和腐殖质。腐殖质是指新鲜有机质经过酶的转化所形成的灰黑土色胶体物质，通过阳光杀灭了致病的有害菌病毒寄生虫后，保留其营养物质的土壤，一般占土壤有机质总量的85—90%以上。

腐殖质的作用主要有以下几点：

(一) 作物养分的主要来源 腐殖质既含有氮、磷、 钾、硫、钙等大量元素，还有微量元素，经微生物分解可以释放出来供作物吸收利用。

(二)增强土壤的吸水、保肥能力 腐殖质是一种有机胶体，吸水保肥能力很强，一般粘粒的吸水率为50—60%，而腐殖质的吸水率高达400-600%；保肥能力是粘粒的6一10倍。

(三)改良土壤物理性质 腐殖质是形成团粒结构的良好胶结剂，可以提高粘重土壤的疏松度和通气性，改变砂土的松散状态。同时，由于它的颜色较深，有利吸收阳光，提高土壤温度。

(四)促进土壤植物的生长 腐殖质为植物生长提供了丰富的养分和能量，土壤酸碱适宜，因而有利植物生长，促进土壤养分的转化。

一般来说，土壤是地球的最上层，我们在其上挖、犁，植物在其上能生长。土壤覆盖了陆地的大部分。一个地区土壤的类型依赖于许多因素，包括当地的气候和降雨、地形、水在本地区的运动、矿产成分和形成土壤的岩石碎片、栖息在土壤里的动物、生长在这里的植物、附近的人类活动等等。这些变化的因素使得每一种土壤具有特殊的混合成分。大部分土壤是如下物质的混合物：

（1）无机物——已经风化成沙、淤泥、黏土的小颗粒的岩石

（2）有机物——分解的植物和动物遗体和肥料，统称为腐殖质，来自于拉丁语的“earth”（土地）

（3）水

（4）空气

典型的菜园土可能包含45％的无机物，5％的有机物，25％的水分和25％的空气。如图所示。

土壤通常是分层的，最上面的一层是表层上，是能找到腐殖质、植物的根和活的动物（如微生物和蚯蚓）的地方。腐殖质越多，表层土越肥沃。在一些地方，例如一些森林的地面，有许多的腐殖质以至于形成一个在其他所有东西之上的一个隔离层。在表层土之下是下层土，它可能包含的黏土比率更大，含有的有机质更少。在下层土之下是风化岩石，再往下就是坚硬的岩床。

伴随着黏土和沙，许多土壤包含一定量的淤泥质。淤泥质比沙子更细，比黏土更粗糙，它经常被风和水带到离它的发源地很远的地方。淤泥质是农作物生产所需要的，是好土壤的重要的组成。如果没有淤泥质，沙和黏土土壤会变得坚硬而结实。

土壤是地球岩石最表层经亿万年风化和生物活动所形成的物质。迄今为止，绝大多数作物都是在土壤上栽培。土壤是生物圈、岩石圈、大气圈和水圈的交汇点。普通人常常认为土壤只是固体。其实，土壤由固体颗粒、土壤溶液和土壤空气三部分组成。土壤由固体颗粒构成有大小孔隙的土壤结构，土壤水分（溶液）占据土壤的中小孔隙，土壤空气占据土壤大孔隙。

土壤固体大颗粒称为砂粒，中等粒径的颗粒称为粉粒，细小颗粒称为粘粒。根据三种土粒含量不同，将土壤分为12类，其中较为典型的有三种：砂粒含量特别多的是砂土；粘粒含量特别多的是粘土；而砂粒、粉粒、粘粒三者比例相等的是壤土。壤土的土壤耕性最好，土壤水气比例最易达到理想范围，土壤温度状况也较易保持和调整，也就是说，壤土的土壤物理性质最理想。砂土往往气多水少，温度易偏高。粘土则水多气少，温度易偏低，紧实粘重。

土壤水气比例对土壤氧化还原电位有影响。土壤氧化还原电位影响土壤中一些微量元素的有效性。水多气少使土壤氧化还原电位降低，铁、锰等离子大多还原为有效态，但也容易从土壤中淋失。

土壤矿质颗粒和有机质颗粒都带负电，对土壤中的阳离子有吸附性。土壤粘粒所能吸附的盐基阳离子总量称为阳离子交换量，土壤粘粒上吸附的阳离子与土壤溶液中的阳离子不断进行交换，达成动态平衡。施肥或通过其它途径进入土壤溶液的养分阳离子大多先被土壤粘粒吸附，待植物根系吸收利用掉溶液中的养分阳离子时，被吸附的交换性阳离子再逐渐解吸释放进入土壤溶液，补充被吸收的部分。养分由土壤到植物的机理当然比这样简单的描述要复杂得多。

阳离子交换量中钙、镁、钾、钠四种碱性离子所占阳离子交换量的百分比叫做盐基饱和度。做盐基饱和度较高的土壤肥力较高，土壤pH值也较高。

土壤pH值包括土壤活性酸度和潜在酸度。土壤活性酸度土壤溶液中表观的H+活度，而潜在酸度与阳离子交换量（又称土壤缓冲能力）有关。

现在越来越强调土壤管理的重要性。土壤管理主要涉及对土壤物理性质的保护，同时兼顾土壤化学性质，与土壤耕性、土壤肥力和防止土壤侵蚀有关。

红土多含铁:受季风气候影响的土壤形成过程中，土壤中活性矿物的淋溶过程占主导地位。其结果土壤脱硅，铁铝相对富集。

红土是母岩经历不同程度的红土化作用形成的不同地区、不同母岩、不同气候条件形成的不同类型红土,其主要化学成分之间存在统计规律研究结果表明:红土的化学成分都是以SiO2,Fe2O3和Al2O3为主,随着SiO2含量的减小,Fe2O3,Al2O3和R2O3的含量增大;而红土的pH值、烧失量随着R2O3含量的增大而增大;归一化的SiO2与倍半氧化物R2O3关系不论是以含量计算或分子量计算,都存在二项式的分布规律红土的化学成分实质上是红土化作用结果的反映

黄土多含钙：由于水分条件的差异，在西北干旱地区形成含盐丰富的荒漠土，由于降雨少，蒸发强烈，产生强烈的石灰质，石膏和盐类在表面聚集。

黄土的主要化学成分是SiO2和Al2O3,含量分别在571%和1387%以上,其次是Fe2O3和CaO,含量分别为41%～567%和130%～835%。

黑土

东北的黑土多分布在平原地区。由于地形、气候、植被的影响，从三江平原西部起，直到大兴安岭的东麓止，依次出现黑土、草甸黑钙土、黑钙土等土壤类型。根据习惯，这些土壤泛称为黑土。黑土表层腐殖质含量高，具有很好的团粒结构，既能通气，又能蓄水，是优良而肥沃的土壤。

http://wwwjspstpcedutw/ecosystem/%A9%A5%A5%DB/%A9%A5%A5%DB%AD%BA%AD%B6htm

表63 土壤地球化学成分分析标准物质标准值（GSS1～8）　Table63 Certified values of soil geochemical certified reference materials（GSS1—8）

续表（Continued）

文献（Literature）：地球化学标准参考样研究组（1987），Xie et al（1989）。

含量单位除注明者外均为10-6（wB），“±”后的数据为不确定度，括号内的数值为参考值。

样品类型（Sample type）：GBW07401，黑龙江省伊春市西林铅锌矿区上方暗棕壤，成土母岩为海西晚期花岗岩；GBW07402，内蒙古自治区四子王旗白乃庙栗钙土，成土母岩为志留系变质砂岩、千枚岩及石英闪长岩和斜长花岗岩；GBW07403，山东省莱州市焦家黄棕壤，为太古宙胶东群黑云斜长片麻岩的残坡积土；GBW07404，广西壮族自治区宜州市**石灰性粘性壤土，成土母岩为石炭系石灰岩、白云质灰岩、白云岩和带页岩夹层的泥灰岩；GBW07405，湖南省浏阳市七宝山矽卡岩型铜多金属矿区的残坡积黄红色粘性壤土，成土母岩为石英斑岩和花岗斑岩；GBW 07406，广东省阳春市多金属矿区**土壤，成土母岩为泥质页岩、石英砂岩及和花岗闪长岩；GBW07407，广东省徐闻县暗红色粘性壤土，成土母岩为新生代早期的橄榄玄武岩、拉斑玄武岩和凝灰岩；GBW07408，陕西省洛川县秦家寨浅**粉砂质土。

Concentration units are 10-6（wB）except remarked，data after“±”are uncertainties，data with brackets are reference values