土壤硅酸盐粘土矿物的构造取样样品分析显微镜
土壤硅酸盐粘土矿物的构造
高岭石的许多性质起因于它的晶格构造，四面体片和八面体片
构成层，许多的层又一层层的迭置起来，一个大约2微米宽的高岭
石颗粒，它的宽方向上一个一个排列的氧大约要二万个，如果其
高度为宽的十分之一，就约为0.2微米高，则其中将包括有50层彼
此迭置起来，打个比喻，一个粘土颗粒就好比是一大迭片状的胶
合板。
在微晶高岭石形成过程中，晶格内八面体片中的一些铝离子被
镁所代替，上面已经提过在风化环境中有丰富的镁的存在上微晶
高岭石形成的先决条件，之所以以铝能够被镁所代替，是因不为
这二种原子在体积上大小十分相近，因而只代换六分之一的铝原
子冻致于影响晶格过分的变形，这样的代换作用称为同晶替换作
用。
由于原来晶格中铝是三价，而代替的镁是两价，因此每一个替
换就使晶格具有一个没有中和的负电荷或价键，在微晶高岭石中
大约有六分之一的铝离子是被代替了的，其结果是晶格或晶带的
负电荷相当高，这个负电荷是永久性的，它来源于晶格之中，它
被位于颗粒外表或紧贴在其表面上的水化阳离子所中和，于是粘
土的一个很重要的性质就很清楚了——每英亩耕层能够保持住几
百或几千磅的营养离子，这些离子被强烈吸收着足以防止被从土
壤中淋洗出去，但又弱得很容易被植物所利用，事实了，有一种
学说认为植物根能够用氢离子直接替换胶体表面上的阳离子。
在所有的粘土中，阳离子交换点产生于颗粒边缘上暴露的解离
作用，阳离子交换点也存在于与硅相连的暴露的氧的地方，因为
它还有一个“自由”键，在微晶高岭石中，同晶替换作用产生了
大约阳离子交换点的80%，而暴露的边缘价键产生了大约20%，在
高岭石中，大都或全部的阳离子交换点产生于暴露的边缘价键，
对层状硅酸盐粘土的阳离子交换时及其他性质的总结。
某些膨胀性的粘土，如微晶高岭石，能够保持许多倍于粘土本
身体积的水，这种存在于粘土粒的间或颗粒间的水膜赋予了土壤
的胀缩性，可塑性的粘结性，膨胀性粘土能够掀动基，正试验利
用膨胀性粘土作抬重之用，例如沉陷的道路铺面下面垫进干的粘
土，当粘土变湿时，膨胀作用就使得路面抬高。
