Khoáng sét và sự liên quan của chúng với một vài chỉ tiêu lý hóa học trong một số Đất ở Việt Nam - Chương 4

Trong khoa học nghiên cứu đất trồng, để đạt được những kết quả xác định chắc chắn về phát sinh học đất

Chương 4

Khoáng sét trong nhóm đất đen

nhiệt đới vùng đồi núi

Nhóm đất đen nhiệt đới bao gồm các loại đất đen, xám đen, nâu đen hình thành trên sản phẩm đọng Cacbonat thuộc các thung lũng vùng núi đá vôi Sơn La, Hà nam ninh, Hà Sơn Bình,

Hà tuyên, dãy Trường sơn; trên sản phẩm rửa trôi lắng đọng của Bazan hoặc Tuff Bazan thuộc các thung lũng thấp của cao nguyên Tây Nguyên và trên đá siêu Bazơ Secpentinit vùng núi Nưa-Thanh Hoá Tuy nhóm đất đen ở Việt Nam chiếm một diện tích nhỏ so với các loại đất khác song

có ý nghĩa quan trọng trong phát sinh học và phân loại đất Việt Nam và có độ phì vượt hẳn lên trên đất Ferralit đỏ vàng (Nguyễn Vy - Đỗ Đình Thuận 1976) Các nhà thổ nhưỡng nghiên cứu

đất Việt Nam đều thống nhất rằng do thành phần đá mẹ và sản phẩm tích đọng là trung tính hoặc kiềm lại hình thành ở địa hình thấp không bị rửa trôi mạnh nên đất có độ pH trung tính đến kiềm (Fridland 1965, 1973; Nguyễn Vy - Trần Khải 1969, 1976; Cao Liêm 1971, 1975) Chính môi trường pH này cũng là nguyên nhân quan trọng trong sự tạo khoáng sét trong đất Các tác giả trên

đều cho rằng đây là loại đất duy nhất ở Việt Nam có khoáng sét Montmenilonit, là loại khoáng sét 3 lớp thường thấy ở đất đen đồng cỏ vùng ôn đới (Treonozen) hoặc đất đen Vertisol thuộc lớp

vỏ phong hoá Magalit Song theo chúng tôi, vấn đề nghiên cứu thành phần khoáng sét trên những loại đất đen điển hình của nước ta cần tiếp tục để có những kết luận thực tiễn, chắc chắn Từ trước

đến nay, những tài liệu và kết quả nghiên cứu khoáng sét của nhóm đất này đã được công bố còn quá ít và các tác giả trên đa phần đã nhận định dựa theo quy luật lý thuyết về sự hình thành khoáng sét của nhóm đất đen nhiệt đới Chỉ có kết quả phân tích trên đất đen đọng Cacbonat ở Mộc Châu- Sơn La của Nguyễn Vy (1969) cho thấy đất có khoáng sét Montmenilonit Còn bằng phương pháp nhiệt sai, Fridland (1973) chỉ tìm thấy ở đất đen trên Tuff Bazan Phủ quỳ khoáng sét hỗn hợp Illit - Montmenilonit và khoáng ưu thế là Meta Haluzit Chưa có một kết quả xác

định khoáng sét trên đất đen siêu Bazơ Secpentinit được công bố, loại đất mà Fridland và Cao Liêm (1975), Nguyễn Vy - Trần Khải (1976) đã dựa vào quy luật phát sinh và tính chất đất phán

đoán rằng có khoáng sét Montmenilonit điển hình hơn cả Ngoài ra các tác giả còn nhận thấy trong đất đen xuất hiện cả khoáng sét Hydromica, Kaolinit chứng tỏ ít nhiều trong đất có quá trình Ferralit nên đã thống nhất với Fridland rằng ở Việt Nam loại đất đen này thuộc lớp vỏ phong hoá Magalit - Ferralit

Để tiếp tục nghiên cứu khoáng sét của nhóm đất này, chúng tôi đã tiến hành trên 3 loại

đất phổ biến và đặc trưng ở vùng đồi núi nước ta là:

- Đất đen trên sản phẩm đọng Cabonat thuộc thung lũng Hoa - Mộc Châu - Sơn La

- Đất đen trên sản phẩm tích đọng đá Bazan vùng cao nguyên Tây Nguyên

- Đất đen trên đá siêu Bazơ Secpentinit của núi Nưa - Nông Cống - Thanh Hoá

1 Đất đen trên sản phẩm đọng Cabonat

Loại đất này chiếm diện tích nhiều hơn cả trong nhóm đất đen Chúng được hình thành tại các thung lũng thấp, bằng phẳng, không thoát nước của vùng núi đá vôi, tập trung chủ yếu ở các

tỉnh miền núi phía Bắc Canxi của các núi đá vôi xung quanh rửa trôi xuống tích đọng lại thành lớp Cacbonat canxi khá dày Đất hình thành thường tích luỹ nhiều Canxi, Magie và mùn do có độ phì khá (bảng 3), đồng thời ảnh hưởng đặc biệt đến sự tạo khoáng sét, kết quả xác định khoáng sét ở loại đất này như sau:

- Trên đường DTA của các lớp đất phẫu diện từ 0-120 cm (hình 13) cho chúng tôi nhận biết được sự có mặt của khoáng Illit và Montmenilonit, tại hiệu ứng thu nhiệt ở 100-140°C biểu hiện sự bốc hơi nước hấp thu của chúng và hiệu ứng toả nhiệt 950°C của Montmenilonit, tại đây khoáng này bị phá huỷ để tạo khoáng mới (Jasmund 1955; Bosler và Stake 1970) Hiệu ứng thu nhiệt tại 880-890°C là hiệu ứng thu nhiệt thứ 2 của Montmenilonit cũng khá rõ (tại đó khoáng sét

bị mất ion OH) Khoáng sét Kaolinit với hiệu ứng 550-560°C xuất hiện ở 2 lớp đất đầu xong rất yếu Tại các tầng đất dưới, ở khoảng nhiệt độ này, chúng tôi thấy xuất hiện hiệu ứng 520-530°C của khoáng SiO2

13: DTA - Đất đen đọng Cacbonat H.14: DTA - Đất đen trên SecpentinH

- Trên đường phân tích nhiệt TG của các tầng đất, chúng tôi cũng thu được kết quả là sự

có mặt của khoáng sét 3 lớp khá rõ qua tỷ lệ % trọng lượng nước giảm của khoáng 3 lớp (0-250°C) khá lớn là 8%, trong khi đó của khoáng sét 2 lớp (420-560°C) chỉ chiếm có 3,43% (bảng 9) Cũng từ đường TG cho chúng tôi nhận biết ở đất này hàm lượng chất hữu cơ ở lớp mặt rất cao

và giảm dần theo chiều phẫu diện, ví dụ từ 0-1000°C của lớp mặt trọng lượng giảm 19,4% xuống

đến dưới cùng chỉ còn 16%

Bảng 9: Phân tích nhiệt (TG): Trọng lượng nước giảm của các khoáng sét

trong đất đen trên sản phẩm đọng Cácbonát

Độ sâu tầng đất

(cm)

Khoảng nhiệt độ nung (0C)

Trọng lượng giảm (mg)

Tỷ lệ % trọng lượng

giảm

0 -20

0 - 250

0 - 180

180 - 370

420 - 560

0 - 1000

59

47

45

24

136

8,43 6,71 6,43 3,43 19,43

20 - 43

0 - 250

80 - 210

260 - 390

480 - 580

43

38

31

17

6,72 5,94 4,84 2,66

43 - 75

0 - 250

30 - 180

460 - 600

0 - 1000

55

45

20

111

7,90 6,40 2,40 15,90

75 - 120

0 - 250

20 - 130

200 - 350

420 - 580

0 - 1000

56

42

20

25

112

8,00 6,00 2,86 3,57 16,00

- Trên các đường XRD của phương pháp tia Runtgen của các tầng đất (hình 15) cũng như theo cấp hạt < 2àm đến >56àm (hình 16), chúng tôi không phát hiện được hiệu ứng điển hình của Montmenilonit độc lập (15λ) mà chỉ nhận được hiệu ứng của khoáng này ở 4,45 - 4,5λ Tại hiệu ứng 14,4 - 14,7λ theo chúng tôi đó là khoáng sét hỗn hợp Illit - Montmenilonit và khi sử lý mẫu no Glucol, không thấy có sự biến đổi vị trí hiệu ứng, có nghĩa là khoáng sét không trương mạnh Sự xuất hiện khoáng Illit đặc biệt rõ ở cấp hạt sét < 2àm của mẫu đất, tại các hiệu ứng 10,0 - 4,9 - 2,57 λ, còn ở cấp hạt khác cũng như ở đất tự nhiên khoáng sét này chỉ thể hiện mạnh

ở hiệu ứng 2,57λ; Khoáng Kaolinit có hiệu ứng 7,14 và 3,57λ yếu trong mẫu đất, song lại khá rõ khi tách cấp hạt , nhất là ở các cấp hạt < 2àm và 6,3 -56 àm

H.15: Đất đen trên sản phẩm Cacbonat

H.16: XRD - Đất đen trên sản phẩm đọng Cacbonat

Bảng 10: Hàm l−ợng các khoáng sét và khoáng vật

trong đất đen đọng Cácbonát

Loại khoáng H: Chiều cao Pick

V: H khoáng/H Bohmit

V trung % khoáng

Kaolinit

(d=7,14)

3,0 0,26 1,2 0,08 2,1 0,15 0,18 8,0

Thạch anh

(d=4,26)

7,0 0,60 5,9 0,44 5,9 0,45 0,49 15,0

Kaolinit

(d=3,04)

6,8 0,60 6,7 0,50 7,2 0,54 0,56 7,1

Thạch anh

(d=3,34)

26,3 2,30 26,9 2,00 26,9 2,0 2,11 16,0

Montmoril-lonit (d=4,5)

Illit (d=2,56) 1,8 0,16 2,1 0,15 2,52 0,18 0,17 3,3

- ảnh chụp dưới kính hiển vi điện tử tia xuyên (ảnh 6) cho chúng tôi nhận biết khoáng Montmenilonit rất rõ, đó là dạng đám mây (bông xốp) do Montmenilonit thường không có dạng tinh thể hoàn chỉnh, không sắc cạnh mà là các lớp phiến lởm chởm sắp đặt song song lên nhau (Rosler và Starke 1970) Trên ảnh của kính hiển vi chụp nổi chúng tôi còn nhận được tinh thể khoáng Canxi độc lập chứng tỏ đất của sản phẩm Cacbonat (ảnh 7)

A6: HVDT - Đất đen

trên sản phẩm đọng

Cacbonat

A7: HDVT (chụp nổi)- đất đen trên sản phẩm đọng Cacbonat Như vậy bằng cả 3 phương pháp trên, chúng tôi đã thu được kết quả phù hợp với ý kiến của Nguyễn Vy - Trần Khải (1976) rằng khoáng sét của đất đen trên sản phẩm đá vôi khá phức tạp và có Montmenilonit Song theo chúng tôi, sự tồn tại của Montmenilonit ở dạng độc lập rất ít

mà chủ yếu là ở dạng hỗn hợp khoáng Illit - Montmenilonit

2 Đất đen trên sản phẩm đọng Bazan

Loại đất này phân bố chủ yếu ở các thung lũng khá bằng phẳng của vùng cao nguyên Tây Nguyên: Gia Lai-Kontum, Đắc Lắc và Lâm Đồng, thung lũng rộng lớn ở Cheo Reo, ở vùng đất Bazan Phủ Quỳ-Nghệ Tĩnh cũng có một diện tích nhỏ đất này (Cao Liêm 1975; Nguyễn Vy - Đỗ

Đình Thuận 1977) Đất được hình thành hoặc trên sản phẩm Tuff Bazan gần các miệng núi lửa

hoặc do sản phẩm rửa trôi của đất đỏ Bazan lắng đọng lại cùng với chất hữu cơ của mùn Do đó màu sắc của đất đen trên Bazan không chỉ hẳn là đen như đất trên sản phẩm đọng Cacbonat mà còn có thể là đen, xám đen, hoặc nâu đen Để bổ xung tài liệu thành phần khoáng sét của loại đất

đen này mà trước đây Fridland (1973) mới chỉ phân tích trong đất đen Nghệ Tĩnh (phía Bắc Việt Nam), sau ngày giải phóng miền nam, chúng tôi đã điều tra lấy mẫu đất đen vùng Tây Nguyên, kết quả xác định thành phần khoáng sét trong loại đất này như sau:

- Trên đường DTA của 2 mẫu đất đen và xám đen, chúng tôi đều thấy sự xuất hiện đồng thời của khoáng sét 3 lớp và 2 lớp khá rõ (hình 17), trong đó hiệu ứng thu nhiệt của Montmenilonit (120-125°C) rất sâu, hiệu ứng thu nhiệt thứ 2 của khoáng này (780°C) cũng rõ hơn ở đất đen trên Cacbonat và hiệu ứng toả nhiệt 960°C cũng rõ rệt, nhọn hơn Hiệu ứng 560°C của Kaolinit ở đây khá sâu, chứng tỏ hoặc quá trình Ferralit đã chi phối đáng kể loại đất này (xám đen) hoặc do Kaolinit ở trên núi đất đỏ vàng rửa trôi xuống lẫn vào

- Trên đường XRD của các mẫu đất cũng cho chúng tôi nhận xét tương tự là có sự tồn tại

độc lập và song song của khoáng sét Montmenilonit và Kaolinit Bằng phương pháp tia Runtgen, chúng tôi xác minh rằng ở đây khoáng Montmenilonit khá điển hình dạng độc lập (15,03; 15,09λ) không thấy có xuất hiện rõ hiệu ứng của khoáng sét Mica Khi làm no Gryxenrin, hiệu ứng tăng lên đến 17λ, càng chứng tỏ đó là Montmenilonit Bên cạnh đó, Kaolinit cũng cho hiệu ứng rất rõ (7,2 và 3,56λ) (hình 17)

H17: Đất đen trên sản phẩm Bazan

- Dưới ảnh kính hiển vi điện tử tia xuyên (Viện Vệ sinh dịch tễ chụp) cho thấy sự xuất hiện của Montmenilonit dạng tinh thể lởm chởm xốp cũng khá rõ, lác đác có những tinh thể nhỏ

6 cạnh của Kaolinit (ảnh 8)

A8: HVDT - Đất đen trên sản phẩm Bazan

- Kết quả trên đều cho thấy rằng trong loại đất đen trên sản phẩm đọng Bazan có khoáng Montmenilonit dạng độc lập tương đối rõ hơn Tuy nhiên trong đất vẫn còn một lượng Kaolinit

đáng kể là đặc điểm chính của sự khác biệt giữa loại đất đen nhiệt đới của Việt Nam với các loại

đất đen khác của thế giới

3 Đất đen trên đá siêu Bazơ Secpentinit

Đây là loại đất đen có diện tích rất nhỏ và chỉ tập trung điển hình nhất ở vùng núi Nưa - Thanh Hoá Tuy đất này ít, không có ý nghĩa trong sản xuất nông nghiệp song nó lại là đối tượng quan tâm và nghiên cứu của nhiều nhà thổ nhưỡng trong và ngoài nước Khi nghiên cứu về tình hình phát sinh các loại đất cũng như các đặc tính lý hoá sinh học của chúng, các nhà thổ nhưỡng

đều thống nhất rằng ở Việt Nam đây là loại đất duy nhất mang tính chất của một loại đất đen

điển hình thông qua tỷ lệ SiO2/Al2O3 > 3 (bảng 3) và đặc biệt khoáng sét Montmenilonit là khoáng đặc trưng Để có thể dùng khoáng sét này làm cơ sở chứng minh quy luật hình thành vỏ phong hoá của đất này cũng như tính chất đặc biệt của đất, chúng tôi đã tiến hành xác định thành phần khoáng sét và một số tính chất lý hoá học của đất, kết quả nghiên cứu như sau:

- Nghiên cứu khoáng sét bằng phương pháp nhiệt sai và tia Runtgen, chúng tôi đều nhận thấy sự tồn tại của khoáng Montmenilonit đặc biệt rõ Hiệu ứng thu nhiệt 140-160°C của khoáng

3 lớp rất sâu, cũng như hiệu ứng ở 800°C (lớp đất 0-20 cm) và hiệu ứng toả nhiệt gần 1000° chứng tỏ đó là khoáng Montmenilonit Sự có mặt của Kaolinit ở hiệu ứng 550°C rất ít vì chúng

đều nông và tù (hình 18)

- Đặc biệt kết quả xác định bằng tia Runtgen khẳng định cho chúng tôi rằng khoáng sét Montmenilonit là khoáng sét đặc trưng cho đất này Trên các đường XRD của các lớp đất trong phẫu diện từ 0-6- cm (hình 18) đều thấy hiệu ứng 15-16λ của Montmenilonit rất rõ, trong khi đó hiệu ứng của Kaolinit rất yếu, không đáng kể Để kiểm tra chắc chắn, chúng tôi xử lý mẫu keo bằng cách làm no Glyxerin thì thấy hiệu ứng 15λ của Montmenilonit thay đổi đến 17λ, chứng tỏ Montmenilonit đã bị trương lên; khoáng sét Mica ở đây cũng hầu như không xuất hiện Như vậy Montmenilonit đã hình thành trực tiếp từ sản phẩm phá huỷ của đá siêu Bazơ Secpentinit giàu Magie (40,15%) (Nguyễn Văn Chiến 1960) và có độ pH kiềm (bảng 3) Kết quả trên cũng cho thấy rằng ở đất này cũng chưa có sự chuyển hoá khoáng sét rõ (từ Montmenilonit thành Kaolinit) như ở loại đất đen trên sản phẩm đọng Cacbonat

H18: Đất đen trên Secpentin

Nhận xét chung:

Từ các kết quả xác định khoáng sét trên cho thấy rằng các đất đen vùng đồi núi Việt Nam

đều có thành phần khoáng sét đặc trưng cho loại đất đen thuộc vỏ phong hoá Magalit, đó là Montmenilonit hoặc hỗn hợp khoáng Illit - Montmenilonit ở đây thành phần đá mẹ trung tính,

kiềm, siêu kiềm cùng với địa hình thấp, trũng không bị rửa trôi là nguyên nhân chủ yếu hình thành nên khoáng sét 3 lớp Montmenilonit (Caller 1950; Mohr và cộng sự 1972; Hardon 1950; Kenchana

- Cowds 1966; Jackson 1968; Pagel 1981 ) Thực vật, mẫu đất lấy phân tích đều thuộc sản phẩm

đá mẹ: Bazơ (Cacbonat, Tuff hoặc Bazan); siêu Bazơ (Secpentinit) với hàm lượng CaO và đặc biệt MgO khá cao (bảng 3) pH các loại đất này khoảng từ trung tính đến kiềm yếu (bảng 3), đồng thời các mẫu đất này đều phân bố ở những thung lũng hoặc chân đồi thấp không có sự rửa trôi mạnh Sự hình thành khoáng sét Montmenilonit của đất thông thường chỉ xảy ra ở các vùng ôn

đới với những điều kiện môi trường trung tính , kiềm, xong kết quả của các công trình nghiên cứu của Dames (1949, 1950); Mohr và Van Barer (1954); Jackson (1968); Fridland (1973) cho biết rằng trên các đá mẹ giàu thuỷ tinh núi lửa, trên đá macnơ, đá vôi macnơ, đá siêu bazơ ở điều kiện nhiệt đới ẩm, thường thấy hình thành các sản phẩm phong hoá chứa nhiều Montmenilonit Do đó kết quả về sự tồn tại khoáng Montmenilonit trong các loại đất đen của chúng tôi phù hợp với quy luật tạo khoáng này, điển hình nhất là sự tạo khoáng ở đất đen trên đá siêu bazơ Secpentinit Rõ ràng do thành phần đá mẹ chứa nhiều Magie (Mg++) ở đây rất cao, thậm chí đã gây độc cho nhiều loại cây trồng 30-40 ldl/100g đất (Nguyễn Vy - Đỗ Đình Thuận 1977) làm cho pH đất trung tính, kiềm ổn định là điều kiện cơ bản của sự tạo thành Montmenilonit trong đất Ngay bên cạnh dải

đồi đất đen này là vùng núi đá Secpentinit, người ta đã và đang khai phá đá siêu bazơ này để sản xuất phân Magie chất lượng cao Hiện nay, nhờ sự giúp đỡ của Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp, Ban Nông nghiệp tỉnh Thanh Hoá cùng huyện Nông Cống cũng đang triển khai đề tài nghiên cứu và khai thác loại đất đen này để cải tạo cho vùng đất bạc màu của huyện vì đất đen có cùng tích hấp thu cao và cấu trúc tốt, Kết quả xác định sự có mặt của Montmenilonit dạng độc lập ở đất này của chúng tôi là một thực tế có ý nghĩa xác minh thêm đặc tính tốt của đất này Còn

sự tồn tại khoáng Montmenilonit dạng độc lập ở đất trên Tuff và sản phẩm đá Bazan vùng cao nguyên Tây Nguyên theo chúng tôi gắn liền với sự tạo thành sét Bentonit do sản phẩm phun trào của núi lửa Theo nghiên cứu của các tác giả thế giới (Correus và Schlunz 1936; Noll 1949; Schuller 1953; Jasmund 1955) thì Montmenilonit là thành phần chính của sét Bentonit, sản phẩm tạo thành do sự phong hoá tro núi lửa - Montmenilonit thường tạo thành ở giai đoạn sau thuỷ nhiệt của sản phẩm phun trào và ở những địa hình thấp, tại đó Mg++ ; Ca++ ; Fe++ không bị rửa trôi, có phản ứng đất trung tính, kiềm và tỷ số SiO2 / Al2O3 cao Theo báo cáo của các nhà địa chất thuộc Liên đoàn bản đồ địa chất Việt Nam (Lê Lợi - Đào Ngọc Dinh 1979) thì sét Bentonit vùng Tây Nguyên tạo thành trong các trũng hồ Nêôgien có quang cảnh núi lửa ở đó các Tuff tro núi lửa của các phun trào Bazan trong môi trường kiềm là một phần nguyên liệu chính để tạo sét Các Bazan trẻ (QII-IV) gồm chủ yếu là Bazan Olivin kiềm và Bazan đá giàu kiềm chứa nhiều Ziricon, Granst, Ranhetit, Cremit cũng có sự liên quan với sự tạo thành sét Bentonit Các tác giả cũng đã giới thiệu một số địa điểm chứa nhiều sét Bentonit như ở Di Linh, Bảo lộc (Lâm Đồng) với trầm tích Neogien có tới 5 lớp sét, mỗi lớp dày từ 4-12 mét; vùng Kontum, sông Ba thì các dải sét thường lộ ra dọc theo thung lũng với 1-2 lớp sét, mỗi lớp dày từ 2-4 mét Bằng phân tích nhiệt sai và Runtgen, các tác giả trên thấy rằng thành phần khoáng vật chủ yếu của sét Bentonit vùng Tây Nguyên là Montmenilonit với tỷ lệ tới 60-70% Như vậy lớp đất đen trên những thung lũng trầm tích sét này có khoáng Montmenilonit là điều dễ hiểu Theo chúng tôi, một vấn đề ngược lại cũng có thể đặt ra là sự có mặt của khoáng Montmenilonit trong vùng đất đen nào đó của Tây Nguyên có cảnh quan núi lửa sẽ giúp ta phán đoán được các lớp sét Bentonit có thể xuất hiện ở lớp dưới - Bentonit là một khoáng sản hiếm và quý, rất cần cho nhiều ngành công nghiệp như làm chất tẩy màu, tẩy dầu mỡ, dùng trong công nghiệp sản xuất đường, tẩy chất bẩn trong rượu, trong công nghiệp sản xuất phân bón tổng hợp,

Như vậy các kết quả xác định có khoáng sét Montmenilonit dạng độc lập và chiếm ưu thế trong một số loại đất đen trên đá siêu Bazơ Secpentinit và ở một số địa điểm thung lũng đất đen trên Tuff và đá bazan cho phép chúng tôi nhận định rằng ở Việt Nam vẫn có loại đất đen nhiệt

đới điển hình như một số vùng nhiệt đới của thế giới (Vertisol) Tuy nhiên diện tích loại đất này rất ít, không có ý nghĩa lớn trong sản xuất nông nghiệp

Khi xét đến sự có mặt của các khoáng sét khác trong nhóm đất này, chúng tôi cũng nhận thấy như một số tác giả trong và ngoài nước rằng đất đen ở nước ta còn có các khoáng Illit, Vecmiculit, Chlorit, Kaolinit, Trong nhiều mẫu đất nghiên cứu chúng tôi phát hiện thấy Montmenilonit thường tồn tại ở dạng khoáng sét hỗn hợp Illit - Montmenilonit hơn là dạng độc lập Goocbunop (1974) cũng xác nhận rằng đa số trường hợp Montmenilonit trong đất thường ở dạng hỗn hợp với khoáng Illit hoặc Vecmiculit Sự có mặt của khoáng sét Kaolinit, một khoáng sét đặc trưng cho loại vỏ phong hoá Ferralit tro trong đất đen nhiệt đới Việt Nam cũng đã và đang

là vấn đề bàn luận và chú ý trong ngành phát sinh học đất nước ta Từ kết quả xác định khoáng sét trong một số mẫu đất đen ở chân núi lửa Hòn én (Phủ quỳ - Nghệ an) và đất đen đọng Cacbonat ở cao nguyên Mộc Châu - Sơn La, Fridland (1973) đã nhận định ở Việt Nam chỉ có vỏ phong hoá Magalit Ferralit vì thành phần khoáng sét của đất đen có cả Montmenilonit và Kaolinit Từ đó Fridland (1973) cũng như Nguyễn Vy - Trần Khải (1978) đều cho rằng nhóm đất

đen nhiệt đới Việt Nam khác đất đen Veritsol hoặc đất Magalit của một số vùng nhiệt đới khác trên thế giới (những đất đen có chứa tới 40-60% Montmenilonit) như ở ấn độ, Inđonexia, Sudan, Nam phi, Marốc Sự hình thành đất đen Vertisol ở các vùng ôn đới và nhiệt đới khác không chỉ

do yếu tố đá mẹ (trung tính - bazơ) và địa hình bằng phẳng mà còn chịu ảnh hưởng rất lớn của chất hữu cơ (axit humid) của các hệ thực vật thân thảo (savan đồng cỏ) tạo nên một pH đất trung tính kiềm rất ổn định (Aubert 1965; Dudall 1965; Finck 1963; Pagel 1981) Trong khi đó ở điều kiện nhiệt đới nóng ẩm với địa hình vô cùng phức tạp, núi cao xen kẽ với các lũng của vùng đồi núi nước ta làm cho các sản phẩm phong hoá tạo đất không ổn định cho dù đó là các sản phẩm của đá trung tính, bazơ Đặc điểm đó đã tác động rất lớn đến sự tạo khoáng trong đất vùng đồi núi nước ta nói chung và đất đen nói riêng Sự có mặt của khoáng sét Kaolinit trong đất đen Việt Nam theo chúng tôi là do 2 hiện tượng sau đây chi phối:

- Kaolinit của đất đỏ vàng (Ferralit hoá) từ các đỉnh hoặc sườn núi cao bao bọc xung quanh lũng đất đen rửa trôi xuống, lẫn vào (hiện tượng ngoại sinh) Hiện tượng này xảy ra khá rõ

ở các mẫu đất đen thuộc các thung lũng hẹp hoặc chân sườn húi của núi đá vôi vùng Tây bắc Bắc Việt Nam (Mộc Châu - Sơn La) hoặc núi đá Bazan cao nguyên Tây Nguyên

- Kaolinit được hình thành ngay trong các đất đen do quá trình chuyển hoá khoáng 3 lớp Illit hoặc Montmenilonit (hiện tượng nội sinh) theo sơ đồ chuyển hoá khoáng sét của Jackson (1968 - hình 2) hoặc của Goocbunop (1974):

Tro núi lửa → Plagoclas → Alophan → Montmenilonit → Kaolinit

Hoặc

Biotit

Vecmiculit → Montmenilonit ⇔ Hydromica → Kaolinit

Muscovit

Sự chuyển hoá này xảy ra ở những đất hoặc phân bố trên các chân sườn có địa hình dốc hơn, bị rửa trôi hơn làm môi trường đất chua hoá; hoặc đất đã bị mất lớp thảm thực vật, nghèo màu, nghèo cation Ví dụ điển hình cho hiện tượng này là đất đen sườn Hòn én mà Fridland

(1973) đã lấy làm mẫu phân tích, hoặc đất xám đen trên chân sờn núi Bazan vùng Tây Nguyên (hình 17) ở một số loại đất đen trên sản phẩm đọng Cacbonat ngay từ lúc đầu hình thành thường phụ thuộc vào hàm lượng Ca++ được giải phóng từ đá vôi (Cao Liêm 1969) và vào địa hình của

đất ở các vị trí cao dốc hơn các thung lungc bằng phẳng thì Ca++ bị rửa tôi nhanh hơn, pH giảm

là nguyên nhân của sự hình thành Kaolinit trong đất đen Fridland (1973) cũng nhận thấy rằng các dãy núi đá vôi ở nước ta không đồng đều về thành phần và mức độ kết tinh do điều kiện tái trầm tích các sản phẩm phong hoá của đá vôi và do chế độ nước hoà tan đá khác nhau Nếu điều kiện nào thuận lợi cho đất mang tính chất Cacbonat cao hơn (ở vùng đá vôi kết tinh yếu, địa hình lũng thấp, rông) thì trong đất khoáng sét Montmenilonit chiếm ưu thế hơn; ngược lại, nếu các

điều kiện tạo cho Ca++ trong đất ít hoặc bị giảm nhanh (vùng núi đá vôi khó hoà tan, địa hình cao dốc hơn) thì Kaolinit xuất hiện, đặc trưng cho đất Magalit - Ferralit thậm chí dẫn đến sự phát sinh

đất Magalit - Ferralit nâu là loại đất trung gian của đất Ferralit và Magalit - Ferralit

Sự có mặt của khoáng sét Montmenilonit ít hoặc nhiều đều làm cho đất đen có những tính chất khác hẳn các loại đất khác của nước ta Trước hết là ở màu đen của đất tương phản với màu

đỏ vàng của nhóm đất Ferralit nằm trên địa hình cao ngay cạnh nó Màu đen này là do keo sét Montmenilonit, keo mùn tạo thành hạt kết viên màu đen nhánh ngay cả ở đất chỉ có hàm lượng mùn thấp (Pagel 1968) Nói chung đất có độ phì khá cao, ngoài các yếu tố như tầng đất dày vì hình thành từ sản phẩm lắng đọng hoặc từ đá mẹ để phong hoá; hàm lượng các chất dinh dưỡng cao do thành phần khoáng vật của đá mẹ giàu dinh dưỡng như (Ca, Mg, P, S, vi lượng, ) (Finck 1971; Dudall 1965); thành phần cơ giới thường từ trung tính đến nặng thì đất đặc biệt có dung tích hấp thu cao do khoáng Montmenilonit quyết định (T = 40-6- ldl/100g đất); chính vì vậy đất

có khả năng giữ chất dinh dưỡng nhiều, ít bị rửa trôi Cấu trúc đất khi đủ ẩm rất tốt, ở đây dạng cấu trúc viên không do keo sét quyết định như ở nhóm đất đỏ vàng mà do Montmenilonit kết hợp với mùn dạng Humatcanxi nên cũng khá bền, tạo điều kiện thích hợp cho các cây hoa màu phát triển

Song không phải Montmenilonit không có những nhược điểm nhất định ảnh hưởng đến tính chất đất và sinh trưởng cây trồng Nhược điểm lớn nhất là khi đất ướt quá lâu thì Montmenilonit thể hiện tính trương lên, phá vỡ kết cấu đất, phân tán mạnh gây bí và cây thiếu oxy; ngược lại nếu để đất quá khô thì Montmenilonit sẽ co lại mạnh làm đất nứt nẻ, khô cứng, độ

ẩm cây héo lớn ảnh hưởng đến sự sống của cây, đến nảy mầm của hạt đất giàu Montmenilonit lại thường có pH trung tính, kiềm làm cho đất dễ thiếu Fe++, Mg++ và có nơi quá giàu Mg++ (đất trên Secpentinit) gây bệnh hoặc gây độc hại cho cây Nếu chúng ta tìm hiểu kỹ và khắc phục được nhược điểm trên thì có thể nói đất đen là loại đất phì nhiêu lý tưởng của các loại hoa màu (bông, mía, đậu, ), cây thuốc cũng như cây ăn quả của vùng đồi núi Mối quan hệ của khoáng sét

Montmenilonit với một số tính chất đất chúng tôi xin trình bày kỹ hơn ở chương sau cuối