鄂、湘两省土地土壤粘粒矿物的研究——Ⅱ.莽山北坡土壤中的粘粒矿物

对莽山北坡不同海拔高度的5个土壤剖面15个土样的粘粒矿物进行了X射线衍射分析和粘粒氧化物的化学选择溶提测试,结果表明:(1)莽山土壤中粘粒矿物组合的垂直变化明显。海拔500m以下的红壤、黄红壤的粘土矿物以1:1型高岭为主,粘粒氧化物中有较多的晶质氧化铁和热碱溶性氧化硅。海拔850m以上的黄壤、暗黄棕壤和山地灌丛草甸土的粘土矿物以2:1型的14×10^-10m过渡矿物和水云母为主,粘粒氧化物中有较多的无定形氧化铁、铝和三水铝石。(2)随海拔升高,土壤粘粒的硅铝率、氧化铁的游离度变幅不大,而氧化铁的活化度和各种氧化铝的富集明显提高。根据这些结果,结合莽山土壤的风化威土的条件与过程,讨论了莽山垂直带土壤中粘土矿物和氧化物的分布与演化过程的特点。     

九宫山土壤剖面中黏土矿物的组成特征

以湖北省九宫山的4种垂直地带性土壤为对象,研究其剖面层次的黏土矿物组合和铁、铝氧化物的特征,揭示山地土壤中黏土矿物的变化特点。结果表明,随海拔升高,土壤中黏土矿物类型从以高岭石为主,逐渐变为以14.0?矿物、伊利石及三水铝石为主,有从1︰1型向2︰1型矿物过渡的趋势;不同层次的土壤中黏土矿物类型和相对含量变化明显;土壤随垂直高程的升高,其中游离态铁、铝减小,非晶形和络合态铁、铝增加,各种形态铁、铝氧化物的总量也增加。     

中国水稻土的粘土矿物

应用X射线衍射法、差热分析法和化学分析法,鉴定了中国主要水稻土区的近六十个土壤标本。粘粒系小于2微米的部分。水稻土的粘土矿物组成与其母质有密切关系,在一般情况下,它继承了母质的矿物组成。不同母质发育的水稻土的主要粘土矿物组成可见表17。水稻土形成过程中粘土矿物组成的变化可分为三种不同的情况:富有含钾矿物的母质发育成水稻土时脱钾作用明显,粘土矿物有较大的变化。中量含钾矿物的母质发育成水稻土后,粘土矿物组成的变化很小。没有含钾矿物的砖红壤发育的水稻土,在成土过程中有明显的复硅和复盐基作用,在老水稻土中,三水铝石减少,同时出现了濛脱类矿物。水稻土表层与心土层的粘土矿物组成,只有少数土壤有明显差别,大多数看不出差别来。水稻土的潜育层与其上部土层比较起来,除氧化铁含量有显著减少以外,粘土矿物组成基本上是相同的。因此潜育作用的实质主要是部分游离氧化铁的还原,淋失,而粘土矿物并未遭受特别强烈的破坏。根据粘土矿物的异同,暂时将中国水稻土分为四个地理区:以高岭类(三水铝石)为主的华南水稻土区,也就是热带和南亚热带双季稻地区,以高岭类(云泰、濛脱类)为主的华中水稻土区,也就是中亚热带双季稻地区,以濛脱类和云泰(高岭类)为主的长江中、下游水稻土区,也就是北亚热带稻麦两熟地区,以云泰(濛脱类)为主的华北水稻土区。由于水稻土的粘土矿物组成仍受其前身——地带性土壤的影响,因此上述各区的粘土矿物组成,也反映出地带性的特征。     

海拔与岩性变异对石灰岩发育土壤黏土矿物组成的影响

用X射线衍射法研究了中亚热带区海拔、岩性变异对石灰岩发育土壤黏土矿物组成的影响。结果表明:在海拔约2 000 m的重庆金佛山山顶区,灰黑色钙质页岩石灰岩发育的黑色石灰土,矿物组成复杂,除伊利石为主外,还有少量蛭石、绿泥石、高岭石和蒙脱石,有一定量的母质残留矿物(滑石和滑间皂石);由砂页岩和灰岩互层母质发育的山地黄棕壤,以蛭石为主,伊利石和高岭石其次,有三水铝石和弱结晶针铁矿。在金佛山中下部(600~1 200 m),石灰岩发育的黄色石灰土以蛭石或伊利石为主,有一定量的高岭石,普遍出现针铁矿。湖南怀化盆地海拔200多米,纯灰岩发育的红色石灰土为伊利石、蛭石和高岭石(含埃洛石)组合型,有结晶好的针铁矿和少量赤铁矿。海拔显著影响高岭石含量、针铁矿结晶度,海拔降低时高岭石含量增加,针铁矿结晶度提高。在金佛山山顶区,石灰岩母质岩性和微地形变异对土壤成土过程和黏土矿物组成影响显著。     

我国东部花岗岩发育的红壤和黄壤的粘粒矿物组成及其演变

通过粘粒矿物的定量分析,研究了我国东部花岗岩发育的红壤和黄壤的粘粒矿物组成。赤红壤、红壤和黄红壤的粘粒(<2μm)中高岭石含量分别为54%、42%和35%,这与该土壤的年均气温之间有明显的正相关(r=0.998,n=3),然而这三个土壤粘粒的风化淋溶系数与年均气温呈良好的负相关(r=1.000,n=3)。黄壤与红壤的粘粒矿物组成有明显的差异,黄壤中含有较多的三水铝石和2:1型粘土矿物,而高岭石较少;红壤中三水铝石很少,在安徽的黄红壤中虽有不少非晶质氧化铝,但未见有三水铝石存在。     

风蚀水蚀交错区黄土粘土矿物特征及环境意义

为理解风蚀与水蚀过渡区黄土的形成特征,采用X射线衍射分析方法,对风蚀水蚀交错区不同黄土剖面的粘土矿物特性及其环境意义进行研究。结果表明:风蚀水蚀交错区黄土粘粒的矿质元素组成以SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO为主,Sa、Sf和Saf分别变动于3.33~6.83,16.71~35.94和2.99~5.58之间,盐基指数ba大部分在0.5~0.8之间,黄土成土过程中没有硅、铝、铁等氧化物的迁移和富集,土壤风化仍然以由粗变细的物理风化为主,化学风化仍然微弱。水蚀风蚀交错区黄土粘土矿物组合与典型黄土一致,以伊蒙混层矿物为主,占50%~55%,其次为伊利石,高岭石稍低,但由于经常处于扰动状态,剖面不同层次之间具有一定的差异。这种粘土矿物组成预示着矿物的形成处于温带半湿润-半干旱的气候条件,土壤发育过程还处于幼年性阶段,并有局部向脱钾阶段过渡,但未达到黄土高原主要土壤的脱钾阶段。     

衡山土壤的粘粒矿物

衡山的土壤,随着海拔高度的增加,依次分布着成土过程由强到弱的红壤、山地黄壤和山地草甸土.这个规律在粘粒矿物的组成上得到较好的反映.从山脚到山顶高岭石渐减,而三水铝石渐增.埃洛石则普遍存在,但以B,C层为多.风化程度较低的次要矿物如水云母、水黑云母、14(Å)过渡矿物和绿泥石等也是衡山的上部较多.从粘粒矿物组成的特点判断,衡山上部不存在山地黄棕壤,而只有山地黄壤和山地草甸土.衡山上部土壤的三水铝石含量很高,以致粘粒的硅铝率甚小.三水铝石可能是斜长石的直接风化产物.由这种方式产生的富铝化现象,在发生学上有别于热带土壤的富铝化作用.     

新疆阿勒泰山区土壤形成特征及其垂直分布

新疆阿勒泰山区土壤形成特征有有机物质积累特征、粘化特征、钙积特征、盐积特征和相应的化学组成及粘土矿物特征。ba值0.99~2.41,粘粒Sa 3.53~4.84,Saf 2.63~3.57,土壤淋溶风化程度不高,R2O3在山地棕色针叶林土、山地灰色森林土中略有移动,粘土矿物以蒙脱石、伊利石为主。本区山体高大,土壤垂直分布完整,东西差距显著,具有温带荒漠草原土壤垂直分布的典型特征,在干旱中温带的山地土壤中有代表性。     

广西水耕人为土黏粒矿物组成及其空间分布特征

黏粒矿物影响着土壤理化性质，可指示成土因素特征和土壤发生发育过程/强度，也是中国土壤系统分类的基层单元土族矿物学类型划分的重要依据。本研究选择了广西不同纬度和成土母质的18个代表性水耕人为土的剖面，应用X射线衍射（XRD）方法分析了其典型水耕氧化还原层（Br层）的黏粒矿物组成及其空间分布特征，并确定了其中“黏质”剖面的土族控制层段矿物学类型。结果表明：（1）供试土壤的黏粒矿物主要包括高岭石、伊利石、三水铝石、1.42 nm过渡矿物、蒙脱石和蛭石等，依次分别出现在100%、88.9%、72.2%、61.1%、44.4%和38.9%的剖面中。（2）黏粒矿物组成在纬度空间分布上具有明显规律性特征。随着纬度降低，土壤黏粒中的高岭石增加，伊利石、蒙脱石、1.42nm过渡矿物逐渐减少；纬度＞23°N区域内，成土母质对黏粒矿物组成影响明显。（3）纬度23°N是黏粒矿物组成和土族矿物学类型分界线，＜23°N区域，黏粒矿物均以高岭石为主，是“黏质”剖面的土族控制层段的主要矿物学类型；＞23°N区域，黏粒矿物组成以高岭石、蒙脱石、伊利石或1.42 nm过渡矿物为主，因成土母质不同而异，“黏质”剖面的土族控制层段矿物学类型包括高岭石混合型、混合型和伊利石型。     

粘土矿物固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解研究

以粘土矿物为载体,采用吸附挂膜法对已筛选的阿特拉津降解菌株进行固定化,并应用固定化微生物降解土壤中的阿特拉津。结果表明,该菌株在粘土矿物上生长良好,根据菌种生理生化特性、环境扫描电镜图片以及16S rDNA基因的相似性分析初步鉴定该菌株为Ochrobactrum sp.。接种降解菌能明显加快阿特拉津在土壤中的降解速率,粘土矿物固定化微生物的降解效果要明显优于游离菌,粘土矿物粒径越小,固定化微生物的降解效果越好,纳米粘土矿物固定化微生物的降解效果要好于原粘土矿物。用一级动力学方程描述阿特拉津在土壤中的降解过程,不同土壤中阿特拉津的降解速率不同。阿特拉津在红壤、砂姜黑土、黄褐土中的降解半衰期（t1/2）分别为36.9、49.1、55.0 d,投加纳米蒙脱石固定化降解菌后的半衰期则分别为16.3、25.3、21.7 d。     

山东主要果园土壤的粘土矿物组成及其吸附特性

研究了山东主要果园土壤中粘土矿物的组成、类型及其对P、K和Cu、Zn、Pb金属元素的吸附特性。结果表明：山东主要果园土壤的粘土矿物类型存在着明显的差异,淋溶较强,酸度较大的棕壤（简育湿润淋溶土）中粘土矿物以高岭石占优势,对P的吸附较强,但对K＋吸附固定较弱。含游离C aCO3较高的潮土（淡色潮湿雏形土）和褐土（简育干润淋溶土）,对P有较强的吸附和沉淀作用,使土壤磷的有效性降低。而砂姜黑土（钙积潮湿变性土）由于含有较高的蒙脱石和1.4 nm过渡矿物,对K＋具有很强的吸附和晶穴固定作用,因此砂姜黑土中磷肥和钾肥的有效性均较低,在施肥上应采取集中施肥和保持较湿润土壤环境等措施,以提高养分有效性。砂姜黑土和潮土对Cu、Zn、Pb金属元素的吸附显著地大于棕壤和褐土,主要的影响因素是不同土壤的粘粒含量和粘土矿物的类型的差异。同一土壤对Pb的吸附量远远大于对Zn和Cu的吸附量,主要取决于金属元素本身的化学性质和胶体的吸附特性。     

粘粒矿物系列鉴定方法

我国从50年代末以来开展了对土壤粘土矿物的研究。土壤粘土矿物在土壤发生分类学,土壤肥力等学科中都占有重要地位。     

海南岛琼山热带土壤中重金属分布和矿物特征的关系

本文探讨了海南岛玄武岩上发育的热带地球化学景观中土壤重金属与机械组成,矿物成分和矿物组合之间的关系。结果表明,砖红壤粘粒并不富集重金属元素,这与砖红壤各粒级矿物分布特征有关,在其粉粒级和砂粒级中有大量氧化铁矿物,面粘粒级中主要是高岭石和三水铝矿。此外,水稻土随粒径变大,重金属含量减少,这同水稻土随粒径增大,粘土矿物迅速减少,长石、石英增多有关。这和一般土壤重金属在不同粒级中分布规律相符合。     

山东暗色粘性土胶体特性和肥力特征的研究

研究了山东暗色粘性土的腐殖质特性，粘土矿物组成和特性，土壤养分含量和变异性，探讨了各养分性质与其它土壤性质的相关性结果表明，暗色粘性土的腐殖质组成中以难分解的胡敏素类物质为主，土壤矿质胶体以蒙脱石类膨胀性粘土矿物为主，土壤由此而表现出其通透性差，耕性不良和有效养分缺乏的肥力特征。     

邻苯二甲酸和水杨酸在可变电荷土壤中的吸附行为

研究了2种低分子量有机酸邻苯二甲酸和水杨酸在2种代表性可变电荷土壤红壤和砖红壤中的吸附行为。结果表明,可变电荷土壤对有机酸的吸附容量较大,对邻苯二甲酸的吸附亲和力大于对水杨酸的亲和力,在砖红壤中2种有机酸的吸附量大于在红壤中的,这与土壤的游离铁、铝氧化物的含量一致。土壤氧化铁在有机酸吸附中起着重要作用,粘土矿物如高岭石对有机酸的吸附量很小。有机酸的吸附涉及专性吸附和静电吸附2种机制,并以前者为主。当pH小于4.5时,pH的改变对有机酸的吸附影响不大;当pH大于4.5时,有机酸的吸附量随pH的增加而减小。     

土壤粘土矿物含量计算方法研究

土壤中粘土矿物的种类和含量在环境、农业、地质等领域有重要的意义。目前,在粘土矿物种类鉴定方面已有一些成熟的方法技术,而土壤中粘土矿物含量定量方面尚没有成熟的方法。本文基于土壤化学成分分析数据,提出了一种计算土壤粘土矿物含量的新方法。较系统地阐述了该方法的基本原理、计算方法,并对一些实例进行了计算,其结果令人满意。该方法简单易行、干扰少,具有良好的应用前景。     

中国白浆土的研究Ⅳ.白浆土的矿物学特征

本文对中国的４个白浆土典型剖面的粘土矿物、氧化铁矿物的几个特征以及伊毛缟石进行了研究。结果表明：（１）白浆土的粘土矿物种类相同，但含量及结晶程度各异。粘土矿物有水化云母、高岭石、蒙皂石、绿泥石及蛭石；（２）结晶氧化铁矿物主要是针铁矿，并普遍发生铝对铁的同晶替代作用；（３）用透射电镜法未发现白浆土中含有伊毛缟石，表明白浆土中不存在硅－铁－铝以无机复合体的形式移动。而是以铁铝的有机络合物形态淋溶的。     

滇东高原红壤酸处理后粒度增粗现象及原因探究

近年来常有南方红壤样品在加酸处理后粒度不但没有减小反而增粗的现象报道。为了探究这一现象存在的规律及其原因,本研究在滇东高原选取了西南地区分布最广的3类母岩(碳酸盐岩、玄武岩、泥页岩)发育的红壤开展研究,结果发现:3种母岩发育的红壤加HCl处理后,2μm的颗粒组分明显减小,中值粒径和平均粒径明显增粗,其中以碳酸盐岩红壤粒度增粗幅度最大。元素和矿物分析结果显示,3种红壤氧化铁含量都超过100 g/kg,碳酸盐岩红壤主要黏土矿物为三水铝石和高岭石,玄武岩红壤为高岭石,泥页岩红壤为三水铝石和蒙脱石。用DCB(citrate-bicarbonate-dithionite)法除去土壤氧化铁,样品再进行加酸消解处理后粒度均变细。结合两性胶体的电荷零点理论,本研究认为加酸促使红壤样品中的氧化铁和三水铝石胶体(两性胶体)带更多正电荷,与带负电荷的黏土矿物胶体之间的黏附作用增强,从而导致粒度变粗。这一结果说明加酸消解前处理方法可能不适用于南方风化程度较高的红壤的激光粒度测试。     

玄武岩发育的几种红壤的矿物特征

本文主要研究不同生物气候条件下由玄武岩母质发育的红壤、赤红壤和砖红壤的理化性质及矿物组成。粘粒中氧化铁的含量都很高,为16.98±0.83%。砖红壤与赤红壤粘粒中高岭石与非晶物质的含量相近,它们之间的差异是赤红壤中没有三水铝石,而含有7—11%蒙皂石。红壤粘粒中高岭石和非晶物质的含量都低于砖红壤和赤红壤,而水云母和蒙皂石的含量较高,也没有三水铝石。粘粒含量、阳离子交换量、硅铝率、硅铁铝率、铁的游离度和风化淋溶系数等都反映了土壤风化程度上的差异,它与水热条件特别是年均温和积温有关,进一步说明生物气候因素引起的土壤性质及矿物组成变化比其它因素强烈。砖红壤与砖红壤性水稻土的差异是在氧化铁形态上;红壤与红壤性水稻土相比,后者粘粒中蒙皂石含量略高,水云母含量略低。     

青藏高原三江源南部下拉秀剖面粘土矿物组合特征及其环境意义

为揭示中全新世以来三江源南部下拉秀剖面蕴含的气候环境信息,利用X衍射方法分析了剖面各层位粘土矿物类型及其相对含量。结果表明:下拉秀剖面粘土矿物组合以伊利石为主,蛭石次之,高岭石与绿泥石含量相当,蒙脱石最少仅见于少数层位。三江源南部中全新世以来气候总体寒冷,历经了"冷干—暖湿—冷干—暖湿—冷干—更加冷干"的变化过程,在6.0ka B.P.和5.5ka B.P.前后发生了2次较强的变暖事件。冷干有利于土壤有机碳的形成与保存,有利于土壤有机碳胡敏酸富里酸比值的提高。