黑土成土过程

黑土形成过程受粘重母质、季节性冻层、临时性上层滞水和草原化草甸植物的影响，存在着强烈的腐殖质积累过程和轻度滞水还原淋溶过程，夏季温暖多雨，植物生长茂盛；秋末植物枯死遗留大量有机残体，在寒冷而漫长的冬季，不能被微生物分解。春季土壤化冻，微生物开始活动，但融冻水形成的土壤土层滞水使土壤过湿，有机质分解缓慢，有利于腐殖质的形成和积累，全年有机质的积累量超过分解量，产生深厚的土壤腐殖质层。土壤有机质含量随根系分布的变化而逐渐向下减少。夏秋多雨季节，土壤水分充足。铁、锰还原迁移，淋溶作用在1米或2~3米土体内进行，尤其在滞水层中形成较多铁锰结核和锈斑；硅酸盐矿物经水解产生非晶质二氧化硅，呈溶胶状态移动，以白色粉末状聚积于淀积层结构表面，这种作用统称为轻度滞水还原淋溶过程。 黑土开垦后，土壤水热状况改变，不同程度消除了滞水层，土壤通气性改善，吸热性增高，微生物作用加强，有机质分解加快，养分元素释放较多，土壤有效肥力提高，土壤熟化过程发展。

粘土类硅酸盐结构

粘土类硅酸盐结构属层状构造的含铝硅酸盐结构。主要有高岭石、蒙脱石、伊利石等。其中高岭石为三斜晶系，双层型结构，即由一个硅氧四面体层同一个[AIO2(OH)4]八面体层连接的层状结构，层间没有其它阳离子和水分子，各层之间依靠氢键结合;蒙脱石属单斜晶系，三层型结构，即由硅氧四面体双层[Si4O10]和夹在其间的八面体层组成，并有层间水和层间吸附离子如Na、Ca等。 八面体的中心离子为Al、Fe、Fe、Mg等，此外四面体中的Si也可以部分被Al所取代，因此层间吸附离子用以补偿由于置换而引起的电价缺额；伊利石属单斜晶系，三层型结构，晶体结构与白云母类似。 粘土一般由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成。一般在原地风化，颗粒较大而成分接近原来的石块的，称为原生黏土或一次黏土。这种黏土的成分主要为氧化硅与氧化铝，色白而耐火，为配制瓷土之主要原料。而黏土再继续风化而变幼，再经流水及风力迁移，而在下游形成一层厚厚的黏土，称为次生黏土或二次黏土。这种黏土因受污染，含金属氧化物较多，色深而耐火度较低。因黏性及可塑性佳，为配制陶土之主要原料。