d. Ảnh hưởng của axit silicic
3.2. Thành phần khoáng sét trong mẫu đất nghiên cứu
Nhóm đất xám ferralit chiếm một diện tích lớn ở vùng đồi núi, được hình thành trên các loại đá mẹ khác nhau song nhìn chung đều chịu ảnh hưởng của quá trình ferralit hóa mạnh (rửa trôi cation kiềm, kiềm thổ cùng với axit silicic và tích lũy tương đối sắt nhôm) do địa hình dốc cao và khí hậu nhiệt đới nóng ẩm chi phối. Do đó có thể nhận định được khoáng sét kaolinit là loại khoáng chiếm ưu thế và đặc trưng cho nhóm đất đỏ vàng nhiệt đới Việt Nam.
Ở đây kaolinit có thể hình thành trực tiếp từ các silicat hoặc là aluminosilicat của đá mẹ bị phá hủy mạnh. Điều kiện hình thành kaolinit bằng con đường này không chỉ bởi sản phẩm phong hóa của đá mẹ quyết định mà điều kiện ẩm, môi
trường chua liên tục cũng rất quan trọng. Chính vì vậy đất đỏ nâu trên đá Bazan dễ phong hóa song lại có quá trình ferralit mạnh nên kaolinit chiếm ưu thế tuyệt đối. Kaolinit còn được hình thành từ khoáng 2:1 như illit, vermiculite, montmorillonit, khi môi trường bị chua hóa hoặc mất kali.
Kết quả phân tích nhiễu xạ tia X đối với cấp hạt sét tách ra từ mẫu đất nghiên cứu (độ sâu 0-20 cm) được thể hiện ở hình 5. Kết quả có thể cho thấy khoáng sét trong đất khá phức tạp với thành phần chủ yếu gồm: kaolinit, clorit, vermiculit. Khoáng kaolinit được xác định bởi các hiệu ứng ở 0,717 và 0,358 nm. Khoáng này không bền nhiệt và khi xử lý ở nhiệt độ cao sự mất nước sẽ làm cấu trúc lớp của kaolinit bị phá hủy. Trong nhiễu xạ đồ (Hình 5) các hiệu ứng ở 0,717 và 0,358 nm bị mất đi khi mẫu được bão hòa K+ và xử lý tại 550oC. Hiệu ứng ~1,4 nm cho biết thành phần khoáng có thể bao gồm các nhóm 2:1 (smectit, vermiculit) hay 2:1:1 (clorit). Khi solvat hóa mẫu với ethylenglycol không cho thấy sự dịch chuyển của hiệu ứng 1,4 nm lên giá trị cao hơn, do đó có thể khẳng định trong mẫu đất không có sự hiện diện của khoáng trương nở (smectit). Các hiệu ứng ở 1,43 và 0,479 nm cho biết sự có mặt của vermiculit hoặc clorit trong mẫu. Việc nhận biết vermiculit dựa vào sự giảm cường độ của peak 1,43 nm và sự tăng lên tương ứng của đỉnh 1,0 nm khi mẫu bão hòa K so với mẫu bão hòa Mg. Trong mẫu đất nghiên cứu không quan sát thấy điều này do đó vermiculit cũng không có mặt trong mẫu đất nghiên cứu.
Clorit là một khoáng khá bền vững và không thay đổi khi xử lý mẫu với các cation hay với ethylenglycol. Xử lý nhiệt có ảnh hưởng nhất định đến các hiệu ứng nhiễu xạ của khoáng này. Nhiễu xạ đồ Hình 5 cho thấy, khi mẫu sét bão hòa K và xử lý ở nhiệt độ 550oC, peak 1,4 nm bị biến dạng trở nên ít sắc nhọn hơn (“lùn hơn”) và xuất hiện các hiệu ứng ở lân cận trong khoảng 1,0 – 1,4 nm. Đây là dấu hiệu cho sự có mặt của clorit trong mẫu. Mặt khác, qua 4 cách xử lý mẫu thì hiệu ứng 1,43 nm mang đặc tính của cả clorit và vermiculit. Do đó có thể tồn tại khoáng
hiệu ứng xuất hiện ở 0,426 nm và 0,334 nm cho biết sự có mặt của quartz ở trong mẫu.
Dựa vào cường độ (độ cao) của các hiệu ứng đặc trưng cho từng loại khoáng phát hiện thấy ở trong mẫu nghiên cứu thì có thể định hướng một cách tương đối hàm lượng các loại khoáng này theo thứ tự giảm dần như sau: kaolinit > vecmiculit, clorit.
Kết quả này cũng phù hợp với quy luật hình thành và chuyển hóa khoáng sét của đất ferralit nhiệt đới mà nhiều nhà khoáng sét và thổ nhưỡng trên thế giới đã nghiên cứu (Correns, 1938; Caller, 1950; Goocbunop, 1974; Jackson, 1968…). Đó là dưới điều kiện khí hậu nóng ẩm, mưa nhiều, địa hình cao, dốc, đá mẹ dễ phong hóa, đặc biệt các loại đá trung tính (vôi) kiềm (macma bazơ), trầm tích phiến sét… các cation kiềm, kiềm thổ cùng axit silicic bị rửa trôi mạnh (pH chua) thì sự tạo thành khoáng sét chủ yếu là kaolinit. Kết quả này cũng khá tương đồng với những nghiên cứu về thành phần khoáng sét nhóm đất đỏ vàng vùng đồi núi Việt Nam của tác giả Fridland (1973); Nguyễn Vi & Trần Khải (1976) và Đào Châu Thu (1986).
Hình 5: Biểu đồ nhiễu xạ tia X của khoáng sét tách ra từ mẫu đất nghiên cứu (độ sâu 0 – 20 cm)
a) bão hòa trong K; b) bão hòa K kết hợp xử lý nhiệt ở 550oC; c) bão hòa trong Mg; d) bão hòa Mg kết hợp xử lý với ethylenglycol