不同母质发育的东北黑土的粘粒矿物组成研究

东北黑土的成土母质主要是第四纪沉积物,在对红土母质和黄土母质上发育的两种东北黑土剖面土壤进行小于2μm粘粒的化学组成和XRD衍射分析基础上,研究这两种母质上发育的东北黑土的粘粒矿物组成。结果表明红土母质上发育的东北黑土风化脱硅作用较强,以1—1型或2—1型粘粒矿物为主,主要含有伊利石、蛭石、高岭石,上层土壤粘粒中含有少量绿泥石,母质层含有大量的蒙脱石,不含有绿泥石。在成土过程中,伊利石大量存在,少量绿泥石逐渐形成,蒙脱石向蛭石转化;黄土母质上发育的东北黑土以2—1型粘粒矿物为主,主要含有伊利石、蛭石、高岭石、少量的绿泥石,母质层粘粒中含有长石,经过脱硅作用逐渐消失,有些土壤的母质层粘粒中也含有蒙脱石,粘粒矿物分布相对均匀,矿物间的转化和演化相对简单。     

松嫩平原苏打盐渍土表层土壤黏粒矿物的组成分析

以松嫩平原内的前郭和大安两地苏打盐渍土表层土壤为供试土壤,采用Rigaku RIX 2000型荧光光谱仪和XRD—7000衍射仪,对土壤黏粒矿物组成进行了分析。结果表明:表层土壤黏粒(2μm)化学组成均以SiO_2、Al_2O_3和Fe2O3为主,其SiO_2/Al_2O_3 4,土壤风化脱硅作用较弱;土壤黏粒以2∶1型层状铝硅酸盐矿物为主,含有蒙脱石、伊利石—蒙脱石混层矿物、伊利石、伊利石—白云母混层矿物、蛭石、1∶1型层状铝硅酸盐高岭石以及少量2∶1∶1型绿泥石和石英及1.42 nm间层矿物。苏打盐渍土处于风化脱K作用阶段,土壤中混层及间层矿物较多,以蛭石—绿泥石、蒙脱石—绿泥石过渡矿物为主,为二八面体白云母和二八面体蒙脱石混层矿物。水田利用可使土壤黏粒中绿泥石增加,改善苏打盐渍土不良的结构。     

不同气候带森林土壤粘粒矿物XRD物相分析

以我国7个不同气候带下的森林土壤为研究对象,从不同温度及降水对森林土壤的影响方面入手,通过野外取样和室内分析相结合的方法,测定其阳离子交换量、土壤颗粒组成、化学组成特征情况,进行选择性溶解分析,并使用X射线衍射分析方法,分析不同森林土壤粘粒矿物XRD物相特征,深入探讨在不同气候带下、受不同温度及降水影响的森林土壤的粘粒矿物的组成特点及含量变化.结果 表明,7种供试森林土壤除雾灵山外,其他森林土壤粘粒含量均达到30％以上,雾灵山为壤土,西双版纳为砂质粘壤土,其他森林土壤为粘壤土.7种供试森林土壤粘粒化学组成以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主,Sa值大小顺序为蛟河＞漠河＞太白山＞雾灵山＞天童山＞西双版纳＞黄连山.由北到南随着温度及降水的增加,森林土壤的Sa值、Saf值呈逐渐减少的趋势,土壤风化程度增加.寒温带漠河、中温带蛟河、暖温带雾灵山、北亚热带太白山的粘粒矿物以2:1型伊利石为主,中亚热带天童山、南亚热带黄连山、热带西双版纳的粘粒矿物以1:1型高岭石为主.随着温度及降水的升高,伊利石含量呈现逐渐减少的趋势,蒙脱石有所下降,高岭石有所上升,供试土壤粘粒矿物随着气候的变化表现出一定的规律性.     

湿地生态系统土壤粘粒矿物组成特征研究

以吉林省7种不同类型土壤(沼泽土、草甸土、潜育黑土、潜育白浆土、水稻土、泥炭土、暗棕壤)为研究对象,在野外采样和室内分析的基础上,对湿地土壤质地及化学组成进行分析,研究土壤粘粒矿物组成特征,探讨其形成机理及演化规律。结果表明：1)土壤质地类型均为壤质土;2)土壤化学组成以SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃为主,且w(SiO₂+Al₂O₃+Fe₂O₃)>80%;3)土壤硅铝率、硅铝铁率呈现出相同的趋势,潜育黑土>草甸土>泥炭土>暗棕壤>沼泽土>潜育白浆土>水稻土;4)草甸土、潜育白浆土的粘粒矿物组成以伊利石为主,其他土壤均以伊蒙混层为主;5)利用同步辐射装置对暗棕壤进行对比分析,鉴定出了常规光谱中未被识别的矿物(斜长石、伊/蛭混层)。同步辐射衍射光谱具有扫描辨识度强等多种优势,可以成为土壤粘粒矿物特性分析的有效技术。     

长期施肥对土壤颗粒粘粒矿物组成及其演变特征的影响

在湖北省武穴市长期定位试验的基础上,取不同施肥处理(施氮磷钾处理/NPK,氮磷钾-秸秆配施处理/NPKS)和荒地(HD)的土样,分离其耕层土壤(0～20 cm)不同粒级(2000 nm与450～2000、100～450和25～100 nm三个粒级)的土壤颗粒,并分析各粒级颗粒中粘粒矿物组合和氧化物的差异,揭示不同施肥措施下农田土壤颗粒中粘粒矿物的变化特征。结果表明,不同施肥处理土壤粘粒矿物的组成一致,均以高岭石为主,并都含有蛭石、HIV(1.4 nm过渡矿物)和伊利石,且随颗粒粒径减小矿物从2:1型向1:1型过渡;与荒地土壤相比,施氮磷钾处理中伊利石和蛭石减少,HIV增加,而氮磷钾-秸秆配施处理中则是伊利石减少,蛭石和HIV增加。随粒径减小,3种土壤颗粒中SiO_2和Fe_2O_3含量逐渐降低,Al_2O_3含量逐渐增加,其中各粒级颗粒的硅铝率和硅铁铝率也逐渐降低;与荒地土壤比,施氮磷钾和氮磷钾-秸秆配施处理各粒级颗粒的元素组成无明显变化,而硅铝率和硅铁铝率却有明显提高。3种土壤颗粒中游离态铁、铝含量的顺序为HDNPKSNPK,与铁游离度的变化规律一致,但非晶形铁、铝含量和铁的活化度变化不明显。各形态铁、铝氧化物的含量均随粒径减小而逐渐增大,与铁的游离度和活化度的变化规律一致。     

利用方式对东北黑土粘土矿物组成的影响

土地利用方式是影响土壤可持续利用的重要因素。粘土矿物是土壤重要的活泼物质,会受利用方式的影响而发生改变。为了揭示利用方式对土壤粘土矿物的影响,对不同利用方式下的东北黑土进行土壤理化特性及粘粒XRD分析。结果表明:荒地、旱田(大豆)、旱田(玉米)、水田利用的土壤矿物颗粒的风化依次增强,伊利石的含量和结晶度也依次降低。经水田利用后的黑土,粘土矿物的演变过程为:云母→伊利石→蛭石和绿泥石。定量结果表明黑土水田利用会出现蛭石绿泥石化现象。综合说明旱田利用会使土壤结构破坏以及水土流失加剧,而水田利用则能较好的协调土壤理化性质,可较大程度的改良土壤。     

吉林省中部黑土黏粒矿物的组成分析

为探讨玉米带黑土土壤退化的原因,通过X-射线衍射方法对吉林省中部玉米带黑土的黏粒矿物组成及分布进行了初步的研究,结果表明:黑土的黏粒矿物组成主要以2∶1型的蒙脱石及伊利石为主,二者总和达90%。伊利石在表层有增加的趋势,而蒙脱石向下则有增加的现象,此结果与黏粒的全量分析相一致。     

陕西渭河中下游流域黏土矿物分布特征分析

利用土地质量地球化学调查的7种氧化物数据,对陕西渭河中下游流域内的黏土矿物进行能谱分析,建立了质量守恒方程组,将求解黏土矿物含量问题转化为求解线性规划最优解,以研究黏土矿物分布特征。结果显示:该方法简单易行,准确性较高;土壤发育处于幼年—中间阶段,主要黏土矿物是伊利石、蒙脱石、高岭石,次要黏土矿物为蛭石、绿泥石,其含量因地貌类型而不同,体现不同的风化过程。其中,渭北台塬以黑云母-绿泥石-蛭石为主;中低山区以长石-伊利石-蒙脱石-高岭石为主;秦岭北缘由2种风化过程共同作用而成;河谷区域则是2种风化过程均较弱。此外,黏土矿物分布特征还综合反映了土壤类型及其性质,标识了不同地史时期的冷干和暖湿古气候的交替变化。     

全谱拟合定量研究气候对土壤成壤机制的约束:以鲁粤土壤剖面为例

以山东棕壤剖面和广东红壤剖面为研究对象,通过X射线衍射(XRD)和基于Rietveld技术的全谱拟合定量分析土壤中的矿物组成、在剖面上的含量变化并研究粘土矿物之间的相互转化关系,揭示气候对土壤成壤机制的约束。结果表明,2个剖面中的矿物组成不同:山东棕壤中非粘土矿物有长石、石英、方解石及少量的铁铝氧化物和闪石类矿物,粘土矿物有伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石,且粘土矿物含量伊利石>绿泥石≈蒙脱石>高岭石;广东红壤的矿物组成为石英、赤铁矿、针铁矿、三水铝石、高岭石、伊利石和蛭石,其中高岭石>伊利石>蛭石。此外,两地的土壤中均含有少量的非晶质物质。山东气候干冷,以物理风化为主,化学风化较弱,原生闪石类原生硅酸盐矿物和易被溶蚀的方解石等仍有存留;广东气候湿热,化学风化强烈,存在明显的脱硅富铝作用,铁铝氧化物富集。3)利用定量结果计算的化学风化指数与矿物的变化是一致的。     

全风化花岗岩全岩和粘粒中粘土矿物含量变化对比

工程实践和理论研究中常用全岩和粘粒中粘土矿物绝对和相对含量。对同一样品探求两者关系,便于数据对比,有利于工程应用。以采自香港九龙的2处边坡3个探坑中51个全风化花岗岩样品为例,作者用同一套仪器、测试方法,先后采用了颗分法测粘粒质量百分比、物理化学方法测比表面积、XRD方法测矿物成分,分别得出了全岩和粘粒中粘土矿物的绝对含量和相对含量,以及用粘粒质量百分比乘以相对含量得出的换算含量。另外还将全岩XRD矿物成分同薄片统计结果进行了相关分析。对粘土矿物绝对含量基本为20%～45%的全风化花岗岩,对比分析不同含量结果表明:全岩中的某些粘土矿物,如高岭石、蛭石的绝对含量远大于换算含量;不同样品中高岭石和蛭石的相对含量变化幅度远大于它们在全岩中绝对含量变化,两者变化呈现某种一致性;全岩中粘土矿物含量远大于粘粒(粒径<2μm和<5μm两个界限)的含量。后两者相对而言变化基本一致,差值不大;同全岩中粘土矿物含量相关性较好的是比表面积;同薄片统计结果相比,全岩XRD粘土矿物含量受对风化矿物处理不确定性的影响,结果往往偏大。