Chơng III
Khoáng sét trong nhóm đất đỏ vàng
vùng đồi núi
Nhóm đất đỏ vàng chiếm một diện tích lớn ở vùng đồi núi nớc ta, phân bố rộng từ vùng
đồi núi phía Bắc đến tận vùng cao nguyên Tây Nguyên trên độ cao từ 200-1000 m. Chúng hình
thành trên các loại đá mẹ rất khác nhau, song nói chung đều chịu ảnh hởng của quá trình
Ferralit hoá mạnh (rửa trôi cation kiềm + kiềm thổ cùng axit silicic và tích luỹ tơng đối sắt
nhôm) do địa hình cao dốc và khí hậu nhiệt đới nóng ẩm chi phối. Đây là nhóm đất đợc các nhà
thổ nhỡng nớc ngoài (Gôcbonop 1965; Pagel 1962; Fridland 1973) cũng nh những nhà thổ
nhỡng Việt Nam điều tra nghiên cứu về phát sinh, tính chất vật lý, hoá học, sinh học đất khá kỹ.
Những kết quả nghiên cứu của các tác giả đều đi đến thống nhất rằng nhóm đất đỏ vàng vùng đồi
núi đặc trng cho lớp vỏ phong hoá Ferralit điển hình của vùng nhiệt đới nóng ẩm; tính chất lý,
hoá học hay độ phì đất nói chung phụ thuộc sâu sắc vào thành phần đá mẹ, mức độ phong hoá đá
mẹ và mức độ Ferralit hoá của đất. Kết quả xác định thành phần hoá học của một số loại đất đỏ
vàng (từ 1-4 ở bảng 3) thể hiện khá rõ nét đặc tính chung và riêng của các loại đất trong nhóm
này. Xét về thành phần khoáng sét của đất, một chỉ tiêu mà đã đợc các nhà thổ nhỡng khẳng
định là rất quan trọng đối với việc đánh giá lớp vỏ phong hoá thổ nhỡng cũng nh độ phì của
đất, những kết quả nghiên cứu bớc đầu của Fridland (1973); Trần Khải - Nguyễn Vy (1969) cho
thấy rằng khoáng sét Kalinit chiếm u thế trong nhóm đất này. Chính vì vậy khi nêu đặc điểm
của quá trình Ferralit ở đất đồi núi nớc ta, Cao Liêm (1969) đã đa chỉ tiêu khoáng sét kaolinit
là một trong những đặc điểm của quá trình này.
Để nghiên cứu tiếp vấn đề khoáng sét của nhóm đất này, chúng tôi đã chọn một số loại đất
đại diện cho những loại đá mẹ điển hình tạo thành các loại đất Ferralit chủ yếu của nớc ta đồng thời
cũng có sự khác nhau về mức độ phong hoá, về thành phần khoáng vật và về tính chất đất.
- Đất đỏ nâu phát triển trên đá Bazan
- Đất vàng đỏ trên đá Granit
- Đất đỏ vàng trên đá phiến sét và phiến Mica.
I. Đất đỏ nâu trên đá Bazan
Loại đất này tập trung nhiều nhất ở vùng cao nguyên Tây Nguyên Gialai-Kontum; Đắc
Lắc; Lâm Đồng; ở tỉnh Sông Bé; Đồng Nai; một ít ở Bình Trị Thiên và Phú Quỳ- Nghệ Tĩnh với
diện tích khoảng gần 2 triệu ha (Nguyễn Vy- Đỗ Đình Thuận 1977). Theo tài liệu khảo sát và

Trên đờng TG (Thermogravimet) biểu thị sự giảm trọng lợng nớc trong khoáng sét
theo nhiệt độ nung mẫu của các tầng đất chúng tôi thu đợc kết quả theo bảng 5, thấy rằng tỷ lệ
% giảm trọng lợng nớc ở các khoáng sét 2 lớp của Kaolinit khá lớn từ 6-8%.
Bảng 3: Thành phần hoá học của một số loại đất Việt Nam (dán bảng ngang vào trang này)
0,005
0,005 -
0,001
< 0,001
Đất đỏ nâu
trên Bazan
0 - 20
20 -40
60 - 80
100-120
2,53
3,22
1,75
1,47
6,34
9,40
7,12
6,55
11,13
8,35
8,34
8,27
8,45
5,07
6,20
7,15
10,15
9,34
6,85
6,43

trên Granit
0 - 20
30 -40
40 -60
7,44
9,35
10,55
10,45
12,50
14,60
16,42
11,20
10,32
7,43
5,40
8,19
12,56
10,35
11,64
35,30
51,20
42,70
Đất đen
trên sản
phẩm đọng
Cácbonát
0 - 20
20 - 43
43 - 75
75 - 120

3,08
1,21
2,61
10,20
11,24
15,75
27,93
30,14
14,43
7,47
4,43
10,91
15,23
16,78
18,36
39,37
48,60
48,52

Bảng 5: Phân tích nhiệt (TG): Trọng lợng nớc giảm của các khoáng sét đất trên Bazan.


16,00

40 - 60
0 - 250
60 - 180
460 - 620
0 - 1000
27
23
43
102
4,5
3,8
7,17
17,0

60 - 80
0 - 250
50 - 170
490 - 640
0 - 1000
27
21
42
106
3,9
3,0
6,0
15,1

H.5: Đất đỏ nâu trên Bazan
H.6: DTA - đất đỏ nâu trên Bazan
- Bằng phơng pháp tia Runtgen cho thấy rằng trên tất cả các đờng XRD của các mẫu
dất, hiệu ứng 7,14-7,20 và 3,56 của Kaolinit khá rõ rệt (hình 5). Đờng XRD của các tầng đất
trong phẫu diện (hình 7) cũng nh trong các cấp hạt khác nhau từ 56 àm đến <2àm cũng cho
thấy Kaolinit chiếm u thế tuyệt đối (hình 8). H.7: XRD- Đất
đỏ nâu trên đá


Bảng 6: Hàm lợng (%) của một số khoáng sét và khoáng vật
trong đất Bazan (trong cấp hạt sét)

Loại khoáng H: Chiều cao Pick (cm)
V: Chiều cao Pick khoáng/chiều cao Pick Bohmit
V
trung
%
khoáng
H
1
V
1
H
2
V
2
H
3
V
3
bình
Bohimit 11,7 11,1 11,3
Kaolinit
(d=7,14)
3,8 0,32 4,1 0,36 3,8 0,34 0,34 16
Thạch anh
(d=3,34)
1,8 0,15 2,5 0,22 2,7 0,24 0,20 Rất ít
A2: HDVT (chụp nổi) - đất đỏ nâu trên đá Bazan

II. Đất vàng đỏ trên Granit
Granit là đá macma axit xâm nhập điển hình, có thành phần khoáng vật khác hẳn đá
macma bazơ bazan, gồm chủ yếu Thạch anh, Benspat, Mica. Vì vậy đá có cờng độ phong hoá
kém, sản phẩm phong hoá thờng thô. Granit lại thờng phân bố ở các địa hình khá cao, dốc của
vùng núi nớc ta, nhiều nơi đất bị rửa trôi, xói mòn mạnh nên tầng đất mỏng, thành phần cơ giới
nhẹ, tỷ lệ cấp hạt sét thấp <30% (bảng 3), đất nghèo dinh dỡng hơn đất trên đá Bazan và một số
loại đá mẹ khác (bảng 3). Chỉ có hàm lợng kali trong đất là khá hơn cả do thành phần khoáng
vật của đá mẹ giàu kali. Nh chúng ta đều biết, kali là một nguyên tố vô cơ của đất nằm chủ yếu
trong thành phần khoáng nguyên sinh Mica trắng (Muscovit) hoặc Mica đên (Biotit) và Benspat
cũng nh nằm giữa các phiến tinh thể khoáng sét 3 lớp Illit, Vecmiculit, Hydromica.Đất trên
Granit kali nầm trong khoáng nguyên sinh hay khoáng sét cũng là một vấn đề cần quan tâm đối
với cá nhà thổ nhỡng vì nó có liên quan đến chế độ kali cho cây trồng. Theo kết quả xác định
thành phần khoáng sét trong đất này của Trần Khải - Nguyễn Vy (1969) thì trong cấp hạt sét của
đất ngoài khoáng sét Kaolinit còn có mặt khoáng Illit, Vecmiculit là các loại khoáng sét 3 lớp
giàu kali. Chúng tôi tiếp tục nghiên cứu trên 2 loại đất này của vùng cao nguyên Tây Nguyên, ở
Đắc Lắc và cao nguyên cổ Kontum, có kết quả nh sau:
- Trên đờng nhiệt sai DTA (hình 9) của 2 mẫu đất đều thấy xuất hiện hiệu ứng thu nhiệt
A3: HVDT - Đất đỏ vàng trên đá Granit
III. Đất đỏ vàng trên đá phiến sét và phiến Mica
Đây là các loại đất thuộc loại phát triển trên các đá trầm tích và biến chất khá phong phú
và phổ biến ở nớc ta. Chúng phân bố rải rác, xen kẽ khắp nơi từ vùng đồi núi phía Bắc đến Nam
trung bộ và cũng đã đợc con ngời khai phá sử dụng từ lâu. Nhìn chung đất trên đá phiến sét và
phiến Mica có quá trình phong hoá hoá học mạnh do khoáng vật dễ bị phá huỷ dới điều kiện
nóng ẩm. Vì vậy chúng thờng có tầng đất khá dầy và giàu sét (bảng 4). Song xét về tính chất
hoá học của chúng thì khá khác nhau bởi địa hình và thành phần khoáng vật đá mẹ chi phối (bảng
3). Khi nghiên cứu thành phần khoáng sét ở đất này, các tác giả Fridland (1973); Nguyễn Vy -
Trần Khải (1976) đã thấy rằng đất trên đá sét thì khoáng Kaolinit còn có cả Hydromica,
Vecmiculit. Nh vậy phải chăng sự tồn tại khoáng sét của các đất trên các loại đá mẹ giàu Mica
đều khác với các đất trên các loại đá mẹ khác trong cùng điều kiện Ferralit của vùng đồi núi
nhiệt đới ? Để nghiên cứu thêm đặc điểm này, chúng tôi đã xác định khoáng sét trên mẫu đất của
đá phiến sét thuộc tỉnh Sơn La - vùng Tây bắc và đất của đá phiến Mica vùng Tam thanh - Vĩnh
phú, kết quả nh sau:
- Phân tích nhiệt sai các tầng đất của phẫn diện đất trên phiến Mica (hình 10) chúng tôi

giảm

0 -20
0 - 250
30 - 180
240 - 370
400 - 600
0 - 1000
32
24
33
28
106
5,25
3,93
5,41
4,49
17,38

20 - 60
0 - 250
190 - 340
430 - 570
29
32
33
4,60
5,08
5,24
H.10: DTA - đất đỏ

0 - 250
240 - 360
470 - 590
0 - 1000
15
11
8
49
2,38
1,75
1,27
7,78
- Phân tích bằng tia Runtgen thành phần khoáng sét của các cấp hạt 56àm đến <2àm của đất
trên phiến sét cũng thấy rằng khoáng Kaolinit là chủ yếu (hình 11). Và khi xác định hàm lợng
khoáng sét thì Kaolinit cũng trội hơn cả ( 13%), trong khi đó Illit chỉ 5% (bảng 8).
H.11: XRD - Đất vàng đỏ trên phiến sétBảng 8: Hàm lợng của một số khoáng sét và khoáng vật
chủ yếu trong đất trên đá phiến sét


26,6 02,29 28,3 2,48 25,9 2,21 2,32 17,3
Illit (d=2,57) 3,9 0,17 3,70 0,15 3,5 0,13 0,14 4,5
- Kết quả xác định khoáng sét bằng tia Runtgen của phẫu diện đất trên phiến Mica thì cho
thấy rằng ở 2 lớp đất phía trên (0-55 cm) có cả Kaolinit (7,14 và 3,56) và khoáng sét mica Illit
(10) Vecmiculit (4,95), trong đó khoáng Kaolinit cho hiệu ứng mạnh hơn (hình 12). Ngợc lại
xuống các tầng dới (55 cm; sản phẩm phong hoá) thì khoáng sét Mica lại trội dần lên, còn
Kaolinit thì ít hẳn đi, chứng tỏ sự xuất hiện khoáng sét Mica ở đây là do đá mẹ quyết định và
Kaolinit nhiều trên lớp mặt là do quá trình Ferralit chuyển hoá Illit, Vecmiculit thành Kaolinit.
- Dới kính hiển vi điện tử tia xuyên chúng tôi cũng nhận thấy rõ (ảnh4) sự xuất hiện cả
Kaolinit và khoáng sét Mica xen kẽ nhau; ảnh 5 chụp nổi (Sterio) mẫu khoáng sét của đất này.
H.12: Đất đỏ vàng trên phiến Mica


). Đó là dới điều kiện khí hậu nóng ẩm, ma nhiều, địa hình cao, dốc, đá mẹ dễ phong hoá,
đặc biệt các loại đá trung tính (vôi) kiềm (macma bazơ), trầm tích phiến sét bị phá huỷ triệt để;
các cation kiềm, kiềm thổ cùng axit silicic bị rửa trôi mạnh (pH đất chua) thì sự tạo thành khoáng
sét chủ yếu là Kaolinit. ở đây Kaolinit có thể hình thành trực tiếp từ các Silicat hoặc
Aluminsilicat của các đá mẹ bị phá huỷ mạnh. Goocbunop 1974 đã giới thiệu sơ đồ hình thành
khoáng Kaolinit từ Plagioclaz (Fenspat Ca) của Sanches và Furtato nh sau:
Gipxit > chất vô định hình > Kaolinit
Plagioclaz
Chất vô định hình > Kaolinit
Điều kiện hình thành Kaolinit bằng con đờng này không chỉ bởi sản phẩm phong hoá
của đá mẹ quyết định mà điều kiện ẩm, môi trờng chua liên tục cũng rất quan trọng. Chính vì
vậy đất đỏ nâu trên đá Bazan dễ phong hoá song lại có quá trình Ferralit mạnh nên Kaolinit
chiếm u thế tuyệt đối. Kaolinit còn đợc hình thành từ các khoáng 3 lớp nh Illit, Vecmiculit,
Montmenilonit, khi môi trờng bị chua hoá hoặc mất kali. Hiện tợng này chúng ta thấy rất rõ ở các
lớp đất mặn của các đất trên đá mẹ giàu khoáng vật mica nh Granit, phiến Mica. Các tác giả
Scherman 1962; Jackson 1968; Pagel 1967; Goocbunop 1978 gọi là quá trình Kaolinit hoá của các
khoáng sét. Goocbunop (1969, 1974) đã khái quát quá trình này theo một sơ đồ sau:
Biotit Vecmiculit Montmenilonit Hydromica Kaolinit
Muscovit Vecmiculit Montmenilonit Hydromica Kaolinit
Fenspat Allophan Halluzit Hydromica Kaolinit
ở một số vùng nhiệt đới khi có sự rửa trôi rất mạnh cation và nhất là axit silicic, môi
trờng đất chua mạnh thì Kaolinit cũng sẽ không bến vững đợc do lớp axit silicic cuối cùng của
tinh thể khoáng bị phá huỷ để hình thành nên Gipxit hoặc Hydragillit [Al(OH)
3
] (Vander Merwe
và Meystek 1952; Sherman 1962; Jackson 1968). Đây cũng là nguyên nhân giải thích ở một số
vùng đất Ferralit mạnh trớc kia, hiện nay ngời ta tìm thấy các mỏ Boxit giàu nhôm, ví dụ nh
trên các cao nguyên Bazan cổ Bảo Lộc - Lâm Đồng của Tây Nguyên. Nh vậy, chúng tôi cũng
nhận thấy rằng: con đờng tạo khoáng sét và chuyển khoáng sét của phần lớn đất Ferralit nớc ta
theo đúng quy luật mà các tác giả Tamura 1955; Mehlich 1960; Jackson 1968 đã mô tả ở sơ đồ,

chất và độ phì đất. Dung tích hấp thu T của đất nói chung thấp vì khoáng Kaolinit có dung tích
hấp thu rất thấp (6-8 ldl/100g keo), do đó khả năng hấp phụ và trao đổi cation kém; độ phì của
đất sẽ giảm nhanh nếu hàm lợng mùn của đất bị giảm; pH đất chua, hàm lợng kali trừ đất trên
đá giàu Mica nói chung thấp, hàm lợng lân tổng số nói chung khá hoặc do đá mẹ hoặc do sự hấp
phụ cố định lân thông qua sự trao đổi với OH
-
của khối Gipxit hoặc bị hấp phụ trực tiếp lên bề
mặt phiến tinh thể Kaolinit hoặc phần lớn do liên kết hoá học với Gipxit bám ngoài Kaolinit
(Rosler 1976; Pagel 1981). Hiện tợng giữ chặt lân này ảnh hởng đến chế độ lân của cây trồng.
Tuy nhiên khoáng sét Kaolinit cũng làm cho đất có những đặc tính tốt (Nguyễn Vy 1976;
Fridland 1973). Kaolinit kết hợp với keo Setquyoxyt (R
2
O
3
) tạo nên kết cấu viên bền trong nớc,
tơi xốp, thấm thoát nớc nhanh, chống lại đợc các rửa trôi, xói mòn mạnh trong mùa ma nhiệt
đới. Tầng đất dày với kết cấu viên gần suốt phẫu diện 100-200 cm là điều kiện sinh trởng lý
tởng của các cây công nghiệp lâu năm. Sức hút ẩm của keo Kaolinit thấp làm cho đất có độ ẩm
cây héo thấp hơn đất chứa nhiều Montmenilonit (Nguyễn Vy - Trần Khải 1976) làm cho các cây
trồng chịu khô hạn khá hơn trong mùa khô, tuy nhiên do kết cấu đất tơi xốp, lớp đất mặt (1-40
cm) thờng bốc hơi nhanh vào mùa khô nên cần chú ý giữ ẩm, phủ đất thờng xuyên để đảm bảo
đợc độ ẩm thích hợp cho các loại hoa màu và cây công nghiệp còn non, nhất là đối với vùng cao
nguyên Tây Nguyên có một mùa khô kéo dài. Mối quan hệ mật thiết giữa khoáng sét với một số
đặc tính lý hoá học đất sẽ đợc chúng tôi trình bày tiếp, cụ thể hơn ở chơng 4 phía sau.