TRÓJFAZOWY UKŁAD GLEBY [BRADY 1984]

45%

25
%

25
%

5%

 

 

   

Fazę stałą

 stanowią cząstki mineralne, organiczne i   

organiczno-mineralne  w różnym stopniu rozdrobnienia.

 
    

Fazę ciekłą

  stanowi woda wraz z rozpuszczonymi  w 

niej

   związki mineralne i organiczne – tzw. roztwór glebowy

.

    

     

Fazę gazową

  stanowi mieszanina gazów i pary 

wodnej czyli tzw. powietrze glebowe. 

    

     Na  całkowitą objętość gleby składa się suma  fazy 

stałej gleby

    Vs i jej porowatości  Vp  zajętej częściowo przez 

powietrze a częściowo przez wodę.

     Pomiędzy fazami: gazową i ciekłą istnieje ścisła 

zależność im więcej jest powietrza glebowego tym 
mniej jest wody i odwrotnie. 

 

 

Podstawy mineralogii i petrografii

 

Minerały to naturalne pierwiastki lub związki 

chemiczne występujące w przyrodzie. W większości 
występują w stanie stałym i w formie krystalicznej.

Minerały powstające bezpośrednio z magmy (w wyniku jej 

krzepnięcia) nazywane są 

minerałami pierwotnymi.  

W 

wyniku wietrzenia fizycznego , chemicznego i biologicznego 
z minerałów pierwotnych powstają minerały wtórne. 

Wietrzenie fizyczne: prowadzi do rozdrobnienia skał i 

minerałów. Nie powoduje zmian składu chemicznego 

Wietrzenie chemiczne: Głównym czynnikiem jest woda 

(szczególnie zakwaszona CO

2

). Najważniejszymi jej 

przykładami są: hydroliza, hydratacja, utlenianie, redukcja, 
karbonatyzacja

Wietrzenie biologiczne: Zachodzi przy współudziale 

organizmów żywych. Zachodzi poprzez rozpuszczające 
działanie wydzielin mikroorganizmów, mechaniczne 
działanie korzeni roślin, itd..  

 

 

   

Magma

 

to gorąca i ruchliwa materia, będąca

   krzemianowym stopem, występującym w głębi 
   Ziemi. W jej skład wchodzą trzy główne fazy: 

ciekła, gazowa i krystaliczna, występujące w 

różnych proporcjach. Inaczej mówiąc jest ona 

naturalnym stopem o wysokiej temperaturze, w 

którym występują zawieszone kryształy 

początkowej fazy krystalizacji oraz składniki 

gazowe, utrzymywane wskutek wysokiego 

ciśnienia w stanie rozpuszczonym. Magma, 

która przebiła się przez skorupę ziemską i 

wylała przez krater wulkanu nosi nazwę lawy. 

 

 

MECHANIZM RÓZNICOWANIA SIĘ MAGMY 
WYJAŚNIANY JEST NASTĘPUJĄCYMY 
PROCESAMI:
1.   Oddzielenie się płynnej magmy wskutek 
działania sił ciężkości (tzw. likwacja). W ten 
sposób pierwotnie jednorodny stop 
różnicuje się pod względem gęstości, 
powodując oddzielenie się np. magmy 
gabrowej od granitowej, czy stopu 
siarczkowego od krzemianowego. 
2.   Frakcyjna krystalizacja magmy, czyli 
kolejne wydzielanie się kryształów 
(minerałów) w czasie krzepnięcia stopu, w 
miarę spadku temperatury. W trakcie 
krystalizacji minerały lżejsze od stopu 
przemieszczają się ku górze, cięższe 
natomiast opadają na dno zbiornika 
magmowego. 

 

 

3. Różnicowanie przy udziale składników 
lotnych, rozpuszczonych w fazie ciekłej 
magmy. Przy spadku ciśnienia i temperatury 
następuje wydzielenie się składników 
gazowych i ich wędrówka ku stropowi 
zbiornika magmowego. Banieczki gazów 
przyczepione do kryształów mogą 
przemieszczać je ze sobą ku górze. 

4.  Różnicowanie przez asymilację ze 
skałami osłony w brzeżnych partiach 
zbiornika magmowego. Asymilacja ta 
polega na częściowym rozpuszczeniu 
składników mineralnych skał osłony lub na 
wymianie jonowej między magmą a skałami 
osłony. Ma ona znaczenie jedynie wówczas, 
gdy skład skał osłony różni się zasadniczo 
od składu stopu magmowego

.

 

 

 

 

Szeregi Bowena (za Beresiem 1992)

 

 

W wyniku reakcji poszczególnych minerałów ze stopem 
(pobieranie SiO

2

 z magmy) powstają nowe minerały bogatsze 

w SiO

2

 

 

Powstanie różnego rodzaju magmy

Podczas powolnej krystalizacji może zajść odseparowanie 
powstających minerałów wskutek czego magma zmienia 
swój skład. 

 

 

minerał                    skała macierzysta                 gleba

Właściwości i charakter minerałów mają kluczowy 

wpływ na właściwości i charakter skały macierzystej 
gleby. Z kolei skała macierzysta to podstawowy 
element kształtujący właściwości fizyczne i 
chemiczne gleby.  

 

 

Najważniejsze minerały glebotwórcze

Kwarc

 – SiO

2

. 

Reprezentuje klasę tlenków krzemu. Jego 

zawartość w glebie oscyluje, najczęściej,  w granicach 

70-90%. W glebach piaszczystych, powstałych z 

piasków eolicznych lub aluwialnych  jego zawartość 

zbliża się nawet do 100%. Tak duża zawartość kwarcu 

w glebach wynika z dużej odporności na wietrzenie. 

Hematyt

 – Fe

2

O

3

,

Limonit

 - Fe

2

O

3

 • nH

2

O

To najważniejsze minerały glebotwórcze należące do 

tlenków żelaza. Wpływają na barwę gleby: w zależności 

od warunków wodno-powietrznych mogą zachodzić 

procesy bruatnienia, rdzawienia lub oglejenia. 

Kalcyt

 – CaCO

3

. Minerał ten należy do węglanów.

 

Jest 

głównym minerałem

 

skał węglanowych, z których 

powstają rędziny kredowe. 

Do węglanów należą także dolomit - CaMg(CO

3

) oraz 

magnezyt – MgCO

3

. Kalcyt, dolomit i magnezyt to 

nawozy wpływające na zwiększanie pH gleby.

 

 

Gips

 – CaSO

4 • 

2H

2

O

Anhydryt

 - CaSO

4

Gips i anhydryt należą do siarczanów. Z minerałów tych tworzą 

się rędziny siarczanowe. Gleby te występują lokalnie w 
Dolinie Nidy

Apatyty, fosforyty, wiwianit

 nalezą do fosforanów. W nich 

zgromadzony jest prawie cały fosfor znajdujący się  w 
glebie. Produkuje się z nich większość nawozów 
fosforowych.  

 

 

KRZEMIANY PIERWOTNE

Są to sole kwasów krzemowych. W glebie występują w ilości 

kilku, kilkunastu procent. Charakteryzują się 
skomplikowanym składem chemicznym i złożona budową 
strukturalną. Podstawowym elementem ich budowy jest 
tetraedr. 

W zależności od ułożenia tetraedrów wyróżnia się :
krzemiany 

wyspowe

 (oliwin), 

krzemiany grupowe

 (beryl), 

krzemiany łańcuchowe

 (pirokseny np. augit, amfibole np.. 

hornblenda) , 

krzemiany warstwowe (

muskowit, biotyt), 

krzemiany przestrzenne

 (skalenie i skaleniowce). Z 

gleboznawczego punktu widzenia najważniejsze są 
krzemiany warstwowe i przestrzenne.  Z nich bowiem, w 
wyniku wietrzenia chemicznego (przede wszystkim 
hydrolizy) powstają krzemiany wtórne – MINERAŁY 
ILASTE. Główne minerały ilaste to illit, kaolinit, 
smektyt (montmorylonit)

 

 

Właściwości minerałów ilastych 
- w przeważającej części Ø < 0,002 mm 
- budowa warstwowa (pakietowa)
- mogą posiadać ładunki elektryczne (dominują 

ładunki ujemne) – stąd sorbują kationy

- zdolność pęcznienia i kurczenia się podczas 

namakania i wysychania

-  ogromna powierzchnia właściwa od 50-800 [m

2

/ 

g]

Rola minerałów ilastych w glebie jest b. duża. 
Obecność minerałów ilastych zdecydowanie podnosi 

zdolności sorpcyjne. Obecność minerałów ilastych 
w umiarkowanej ilości poprawia również 
właściwości fizyczne, a tym samym na 
właściwości wodne gleby.

 

 

Minerały organiczne

 

Do tej grupy minerałów organicznych mających znaczenie 

glebotwórcze należy torf. Torf może być skałą macierzystą 
gleb hydrogenicznych. 

 

 

Duża różnorodność form minerałów zmusza do łączenia ich w 

pewne grupy. Te grupy to układy krystalograficzne. 

Różnica pomiędzy układami krystalograficznymi wynika z 

kształtu równoległościanu elementarnego. 

Równoległościan elementarny jest to najmniejsza prawidłowa 

forma powstała z połączenia ze sobą atomów lub jonów. 

Przy wzroście kryształu równoległościan ten powtarza 

się wielokrotnie.

Wyróżnia się następujące układy krystalograficzne:

1.

Układ regularny

2.

Układ tetragonalny

3.

Układ rombowy

4.

Układ jednoskośny

5.

Układ trójskośny

6.

Układ heksagonalny

7.

Układ trygonalny

 

 

 

PODSTAWOWE UKŁADY 

KRYSTALOGRAFICZNE

a=b=c   α=β=γ

UKŁAD 

REGULARNY

 

 

UKŁAD TERAGONALNY

a=a≠c  α= β =γ=90˚

 

 

UKŁAD ROMBOWY

a≠b≠c   α=β=γ=90˚

 

 

a≠b≠c α

=

γ=90˚ β≠90˚

UKŁAD JEDNOSKOŚNY

 

 

UKŁAD TRÓJSKOŚNY

a≠b≠c   [α≠β≠γ] ≠90˚

 

 

a= b≠c   α=β = 90˚ γ=120˚

UKŁAD HEKSAGONALNY

 

 

UKLAD TRYGONALNY

a1=a2=a3 α

1

=α

2

=

 

α

3

 ≠ 90˚

 

 

UKLAD TRYGONALNY

 

 

 

 

 

 

 

 

Wskaźniki kierunków w krysztale

 

     Jeżeli prosta przechodzi przez początek układu 

współrzędnych, to wskaźnikami prostej są  współrzędne 
pierwszego węzła (punktu ) leżącego na prostej. Jeśli 
nie są to liczby całkowite, to trzeba je sprowadzić do 
wspólnego mianownika - 

liczniki

    stanowią wskaźniki kierunku.

     
     Jeżeli prosta nie przechodzi przez początek układu, to jej
     wskaźniki wyznaczamy tak, jak współrzędne wektora i
     sprowadzamy je do liczb całkowitych.

 

 

 

 

 

 

WSKAŹNIKI MILLERA DLA PŁASZCZYZN

JEŚLI PŁASZCZYZNA NIE PRZECHODZI PRZEZ ŚRODEK UKŁADU 

WPÓŁRZĘDNYCH TO WSKAŹNIKAMI PŁASZCZYZN SĄ 
ODWROTNOŚCI  WSPÓŁRZĘDNYCH PUNKTÓW PRZECIĘCIA 
PŁASZCZYZNY Z OSIAMI. (CZYLI Z OSIAMI: X,Y,Z)

JEŚLI ODWROTNOŚCI WSPÓŁRZĘDNYCH NIE SĄ LICZBAMI 

CAŁKOWITYMI NALEŻY SPROWADZIĆ JE DO WSPÓLNEGO 
MIANOWNIKA – 

LICZNIKI SĄ WSKAŹNIKAMI PŁASZCZYZN

 

 

PŁASZCZYZNA  „

A”

 

 

WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE 

MINERAŁÓW

 

WŁAŚCIWOŚCI OPTYCZNE

BARWA

BARWA RYSY

PRZEZROCZYSTOŚĆ

POŁYSK

 

 

x

y

z

 

 

Petrografia 

Skały 

to naturalne skupienia jednego lub najczęściej wielu 

minerałów. Ich geneza może być bardzo zróżnicowana. Ze 
względu na genezę wyróżnia się :

  -  Skały magmowe
  -  Skały osadowe
  -  Skały metamorficzne 

 

Skały magmowe: 

Powstają w wyniku krzepnięcia magmy 

w różnych warunkach temperatury i ciśnienia.  Głównymi 
ich przedstawicielami są granit i bazalt. Ich znaczenie 
glebotwórcze jest niewielkie – głównie w Tatrach i Sudetach. 

 

 

Skały osadowe 

Z gleboznawczego punktu widzenia są  

najważniejszą 

grupa 

skał.

W procesie ich powstawania można wyróżnić cztery etapy. 

Każdy z tych etapów ma zasadniczy wpływ na 
właściwości skał, a tym samym na właściwości gleb z 
niej powstających.

Wspomniane etapy to:
- wietrzenie ( fizyczne, chemiczne, biologiczne)
 - transport zwietrzałego materiału ( jeśli materiał nie 

jest  transportowany powstają utwory rezydualane). 
Czynnikami transportującymi zwietrzelinę mogą być:

Woda – powstają utwory aluwialne (rzeczne), deluwialne 

(zmywane) 

Wiatr – powstają utwory eoliczne
Lodowiec – powstają utwory zwałowe, wodno-lodowcowe 

(fluwioglacjalne) 

 

 

 

Rodzaj transportu ma zasadniczy wpływ na właściwości skał – 

przede wszystkim na strukturę, a więc wielkość ziaren.

Utwory aluwialne i eoliczne, ze względu na selektywną 

działalność rzek

i wiatru, są silnie przesortowane – ziarna je tworzące mają 

bardzo

zbliżone wymiary - struktura monodyspersyjna. 

Utwory aluwialne

 tworzą bardzo charakterystyczne

gleby – 

mady rzeczne

. 

Typowymi utworami 

eolicznymi 

są piasek eoliczny i less. 

Utwory zwałowe: Utwory naniesione przez lodowiec. W 

przeciwieństwie do utworów eolicznych i aluwialnych nie są 

przesortowane – lodowiec nie był czynnikiem sortującym. 

Typowym przykładem utwory zwałowego jest glina zwałowa. 

Struktura gliny tworzona jest więc przez ziarna o bardzo 

zróżnicowanej wielkości. Określana jest jako „mieszana”. 

Struktura monodyspersyjna stwarza niekorzystne właściwości 

wodno-powietrzne. Utwory grubookruchowe charakteryzują 

się dużą przewiewnością i przepuszczalnością i są za suche. Z 

kolei utwory drobnoziarniste zatrzymują duża ilość wody lecz 

jest ona bardzo silnie związana i nie jest dostępna dla roślin. 

 Najbardziej korzystne warunki wodno-powietrzne stwarza 

struktura „mieszana”. . 

 

 

Ze względu na wielkość ziaren wyróżnia się 

następujące struktury skał osadowych:

- grubookruchową Ø > 2mm – kamienie, żwiry, 

brekcje, konglomeraty

- średniookruchową Ø 2mm-0,1mm – piaski, 

piaskowce

- drobnokruchową Ø 0,1mm -0,01mm – mułki, 

mułowce, lessy, pyłowce

 Najważniejsze glebotwórcze skały osadowe:

- Piaski zwałowe
- Piaski fluwioglacjalne
- Gliny zwałowe
- Lessy
- różne utwory aluwialne (mady rzeczne)

 

 

Osadzony (III etap), luźny materiał, może przejść 

etap IV –

- diagenezy wskutek której powstaje utwór zbity. 
Piasek                 piaskowiec
Mułki                      mułowce
Żwir                       konglomerat

Skały metamorficzne

Powstają wskutek metamorfozy już istniejących skał
osadowych – paragnejsy (np. marmur), lub 

magmowych

ortognejsy (np. gnejs). 
Rola glebotwórcza tych skał jest niewielka.