江汉平原不同利用方式下土壤有机质与粘粒矿物的交互作用

以江汉平原四湖地区果园、旱地、水旱轮作、水田等利用方式下的土壤为研究材料,通过分析有机质质量分数、粘土矿物与铁铝氧化物的组成特点,探讨了该区土壤有机质与粘粒矿物之间的交互作用。结果表明各土地利用方式下表层土壤的粘土矿物均以2∶1型矿物为主,约占70%~80%;不同土地利用方式下表层土壤有机质质量分数、非晶质铁铝氧化物及铁的活化度大小顺序均为:水田水旱轮作旱田果园;土壤非晶质氧化铁(Feo)质量分数和粘土矿物中高岭石的质量分数分别与土壤有机质质量分数呈极显著正相关和显著正相关,且Feo与高岭石质量分数呈显著正相关。江汉平原四湖地区不同土地利用方式下,表层土壤中的Feo与高岭石强烈作用,利于土壤对有机碳的固定。研究结果有助于理解人为干扰下区域土壤的固碳机制。     

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。     

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.     

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。     

长期紫云英还田与化肥配施对土壤团聚体中黏粒矿物组成的影响

在湖南南县长期紫云英-双季稻轮作试验的基础上,选择单施紫云英（MV）、单施化肥（F100）和紫云英配施全量化肥（MV+F100）处理,研究不同施肥处理下土壤大团聚体（>250μm）、小团聚体（53～250μm）、粉黏粒（2～53μm）及<2μm团聚体的黏粒组分（100～2000、25～100 nm）中矿物的类型、含量和分布特征。结果表明,不同处理各粒级团聚体黏粒组分中的矿物组成相似,主要以伊利石和高岭石为主,包含少量蛭石和1.4nm过渡矿物。MV和MV+F100处理中,相比于<2μm团聚体,大团聚体、小团聚体及粉黏粒中100～2000 nm组分高岭石含量有所降低,蛭石含量增加。与MV相比,MV+F100处理明显增加了<2μm团聚体颗粒中伊利石的相对含量,以及各粒级团聚体颗粒中蛭石的相对含量。随着各团聚体黏粒组分由100～2000nm减小至25～100nm,黏粒矿物的类型减少,伊利石的相对含量显著提高,高岭石含量降低且结晶度变差。与F100相比,MV+F100处理中各粒级团聚体100～2000 nm颗粒的硅铝率明显降低,出现脱硅富铝化现象。     

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.     

含粘粒砂土抗液化性能的试验研究

通过对含粘粒砂土所作的试验研究, 包括: 粘粒矿物成分不同、粘粒含量不同的重塑土样所作的室内动三轴试验; X光衍射试验, 试验结果对比分析后, 得出了含粘粒砂土抗液化性能的特性。并得出以下结论: (1)粘粒矿物成分不同, 也引起砂土动力稳定性的变化; (2 )动剪应力强度与粘粒含量并非呈单调增加关系, 而呈抛物线型, 并给出回归方程; (3)含粘粒的砂土, 其抗液化能力最低点总是在粘粒含量 8.5～ 9.5 %之间。     

浙江土壤矿物组成特征

对浙江省29种母质和16种土类或亚类构成的69个母质一土类单元共194个土壤样品中的矿物成分进行测定，分析得出矿物种类及矿物百分含量。在此基础上分析了浙江省土壤矿物组成特征。不同土类或亚类土壤中矿物组成存在明显差异，矿物种数和含量变化较大。突出的特征是，相同母质类型土壤含有相似的矿物种类，而且相同母质不同样品中同一矿物含量变化也较小，表现出同母质土壤矿物组成与含量具有相似性。在69个土壤剖面中，由A层到C层矿物种类和含量变化较小，土壤矿物组成明显受基岩影响和控制。宜把地质背景相同、矿物组成相近、土壤环境相似的成土母质作为划分土壤重金属污染评价单元，土壤类型只能作为评价单元的辅助划分依据。     

液化判别中基于人工神经网络的粘粒含量取值研究

岩土工程勘察实践中,得到正确的粘粒含量是进行液化判别的前提与基础。利用静力触探成果进行液化判别时,粘粒含量往往采用场地平均值或邻近钻孔相应深度处土样的粘粒含量值,与判别点处粘粒含量实际值间存在一定差别,影响了采用静力触探液化判别的准确性。采用人工神经网络可建立起需液化判别土层各点粘粒含量与相应空间坐标间的关系,从而得到场地内需液化判别土层粘粒含量的分布规律,为液化判别提供更为准确的粘粒含量。     

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。     

柴达木盆地粘土矿物特征及其演化

对柴达木盆地下侏罗系河流夹沼泽相沉积的第三系以来湖相沉积的粘土矿物进行了X射线衍射、电镜等分析和观察，在此基础上讨论粘土矿物的成因，母岩分布和性质、水介质条件和古气候对粘土矿物形成和演化的影响，并通过粘土矿物含量和组合对比，讨论粘土矿物的继承性和粘土矿物组合差异的原因。     

海拉尔盆地贝尔凹陷兴安岭群储层粘土矿物组成及特征研究

海拉尔盆地地质条件及其复杂,储层粘土矿物含量高,极大影响了油气资源的高效开发。通过对X-射线衍射,偏光显微镜观察和扫描电镜分析,确定贝尔凹陷贝16断块兴安岭群粘土类型及含量,阐明了其组合及纵向分布特征,并对水敏性极强的钠蒙脱石及其间层矿物进行了详细研究。研究表明,兴安岭群储层自上而下存在3种粘土矿物组合：S＋K＋（C）→K＋I／S＋I＋（C）→I＋C＋S／C＋I／S。由地层浅部到深部,粘土矿物含量呈现由高到低的变化规律。凝灰质的水解蚀变及长石和中、酸性岩屑在成岩过程中的次生变化是造成海拉尔地区粘土含量高的主要原因。     

广西东攀剖面二叠系顶部粘土矿物特征及古气候意义

对广西东攀剖面二叠系顶部20个样品中的粘土矿物进行X射线衍射分析。伊利石结晶度值显示这些样品形成于中晚成岩带的地质环境;伊利石、蒙脱石纵向分布规律和伊利石结晶度与伊利石含量的关系表明伊利石除陆源碎屑来源外,可能有部分为蒙脱石伊利石化而成;伊利石结晶度变化曲线和伊蒙混层类型的变化规律表明,本区粘土矿物组合与含量的变化除受到后期成岩作用的影响外,还明显地受沉积因素的控制;伊利石结晶度、伊利石化学指数、高岭石和伊利石的含量、伊蒙混层类型显示东攀剖面以9、10层界线上方5cm为界,古气候由干冷变为湿暖;水介质由偏碱性向酸性转变。     

页岩气储层粘土矿物孔隙特征及其甲烷吸附作用

粘土矿物是页岩的主要组成矿物,与页岩气的赋存和富集密切相关。粘土矿物因其特殊的晶体结构,在晶层之间、矿物内部以及矿物颗粒之间形成了不同类型的孔隙,这些孔隙的大小、形貌和比表面积决定着粘土矿物的甲烷吸附能力。为此,本文综述了粘土矿物的孔隙结构以及孔隙中的水和有机质对甲烷吸附性的影响,指出不同类型的粘土矿物孔隙发育与形貌特征存在差异,蒙脱石中多发育圆形、狭缝状的微孔且总比表面积最大,导致蒙脱石在所有粘土矿物中的甲烷吸附量最大;伊利石与高岭石中多发育中孔与大孔,吸附甲烷的能力低于蒙脱石。粘土矿物孔隙中的水与有机质显著影响到甲烷的吸附能力,水分子会占据孔隙表面,降低了甲烷的吸附能力,但可溶有机质对粘土矿物甲烷吸附能力的具体影响目前尚不明了。同时,根据页岩气勘探需求指出了本方向某些有待深入探讨的问题。     

Clay Minerals in Sediments of the Arctic Seas

The distribution of clay minerals in recent sediments on the Arctic shelf off the Eurasian and North American continents is considered. Prominence is given to the East Siberian and Laptev seas. The illite belt established on the basis of the composition of clay minerals in seven Arctic seas stretches from the Beaufort Sea to the White Sea and reveals a mineralogical zonality. The belt can be devided into smectite and chlorite provinces. Factors governing the formation of the Arctic illite belt and features of the distribution of individual clay minerals are discussed. The identification of the illite belt in sediments on the Arctic shelf complements the system of planetary latitudinal zones of clay minerals formulated by previous researchers.     

Clay Minerals in Sediments from Contact Zones with Basalt Sills

Lithology and Mineral Resources - Clay minerals (fraction &lt;0.001 mm) of Upper Pleistocene clayey–sandy–silty sediments recovered by DSDP Holes 481 and 481A in the Northern...     

大颗粒黏土矿物对黏土矿物X射线衍射定量分析的影响

现行X射线衍射分析黏土矿物都是提取粒径小于2μm的悬浮溶液检测样品的黏土矿物组合及含量,含量数据有时与其他检测数据相悖。在鄂尔多斯盆地黏土矿物研究中,通过偏光显微镜和扫描电镜发现存在粒径大于2μm的黏土矿物颗粒,特别是高岭石的粒径多为3～10μm,这些大颗粒黏土矿物会造成含量数据不准确。为了证明大颗粒黏土矿物对其含量测量的影响,本文设计了不同粒径标准的提取物对比试验:随机选取267个样品,每个样品分别按照10μm和2μm标准提取两份悬浮溶液制成测试片,采用SY/T5163—2010行业标准中的检测方法得到10μm和2μm提取物的黏土矿物组合及含量。通过对比发现大颗粒黏土矿物对各类黏土矿物的相对含量测量结果有明显影响:10μm提取物中高岭石含量明显增大;伊利石/蒙脱石间层矿物含量显著降低;伊利石含量的变化小且无规律;绿泥石含量整体变化较小,少量样品中绿泥石含量发生了明显的偏离,与大颗粒高岭石的赋存有关。本研究提出应结合地质状况和工作目的审慎选择提取粒径的标准,对SY/T 5163—2010中的黏土矿物提取粒径标准作出修订。     

Clay Minerals in Soils as Evidence of Holocene Climatic Change, Central Indo-Gangetic Plains, North-Central India

Clay mineral assemblages of a soil chrono-association comprising five fluvial surface members (QGH1 to QGH5) of the Indo-Gangetic Plains between the Ramganga and Rapti rivers, north-central India, demonstrate that pedogenic interstratified smectite–kaolin (Sm/K) can be considered as a potential indicator for paleoclimatic changes during the Holocene from arid to humid climates. On the basis of available radiocarbon dates, thermoluminescence dates, and historical evidence, tentative ages assigned to QGH1 to QGH5 are <500 yr B.P., >500 yr B.P., >2500 yr B.P., 8000 TL yr B.P., and 13,500 TL yr B.P., respectively. During pedogenesis two major regional climatic cycles are recorded: relatively arid climates between 10,000–6500 yr B.P. and 3800–? yr B.P. were punctuated by a warm and humid climate. Biotite weathered to trioctahedral vermiculite and smectite in the soils during arid conditions, and smectite was unstable and transformed to Sm/K during the warm and humid climatic phase (7400–4150 cal yr B.P.). When the humid climate terminated, vermiculite, smectite, and Sm/K were preserved to the present day. The study suggests that during the development of soils in the Holocene in alluvium of the Indo-Gangetic Plains, climatic fluctuations appear to be more important than realized hitherto. The soils older than 2500 yr B.P. are relict paleosols, but they are polygenetic because of their subsequent alterations.     

中国东部玄武岩风化土壤的粘土矿物及碳 汇地球化学研究

     玄武岩风化是大气CO2 的一个主要碳汇过程,气候条件是影响玄武岩风化和固碳速率的重要因素。该文选择中国东 部不同气候带的新生代玄武岩典型风化剖面,进行了粘土矿物和常量元素分析。结果显示,在内蒙古-海南岛的采样区间内, 随着气候条件由干冷向暖湿转化,风化剖面中粘土矿物组合呈现蒙脱石+ 伊利石+ 高岭石→蒙脱石+ 高岭石→高岭石+ 三水 铝石的转变。剖面中土壤元素得失状况也显示出相应的规律,由于存在粉尘输入与风化淋滤作用的综合影响,在干冷的内 蒙古地区,粉尘对于Ca,K,Na,Si 等元素的输入量大于这些元素的淋失量;在山东地区,Ca,K,Na 元素开始快速淋失, 大于粉尘的输入量;在苏皖地区,Si 元素的淋失量开始小于粉尘输入量;而在湿热的海南地区,风化作用强烈,Si显示出 大量淋失的特点,碱性元素几乎全部流失。根据元素的相对得失率和北方粉尘平均组分的校正,初步估算了研究区内玄武 岩风化对大气CO2 的消耗速率,其数值在5.37~181.00 t（km2·a）之间,与Dessert 等（2003）的研究结果大致相当。