浙江红壤中结核的矿物学研究

根据颜色和氧化物组成,红壤结核可分为三类：第一类是红色结核,其铁活化度低,晶态氧化铁由赤铁矿和针铁矿组成;第二类为黄色结核,其晶态氧化铁以针铁矿为主;第三类为黑褐色结核,铁活化度高,铁矿物以针铁矿为主。前二者含锰氧化物量很低,形成时间较早;后者含较高量的氧化锰,是新近形成的。     

应用穆斯堡尔谱鉴别福建中亚热带黄红壤氧化铁矿物

应用穆斯堡尔谱技术鉴别福建中亚热带黄壤,黄红壤及红壤的诊断层粘粒中氧化铁矿物。结果表明,黄壤与红壤粘粒中氧化铁矿物组成主要差别在于红壤既含针铁矿又含赤铁矿,而黄壤只含针铁矿。此外,黄壤粘粒中铝硅酸盐矿物结构中含有较多的Fe~(2+)。黄红壤粘粒中氧化铁以针铁矿占优势,含有少量赤铁矿和Fe~(2+)。土壤剖面颜色呈黑-黄-红变化的次生黄红壤的黄色土层(B_1)粘粒只含针铁矿,红土层(B_2)含有针铁矿和赤铁矿。根据研究结果认为,这种土壤的土体上部黄化是由于古红土中赤铁矿转化为针铁矿引起的。     

黄棕壤中铁铝锰氧化物的形态及发生学特征

我国北亚热带的黄棕壤随着南北地理位置与土壤发育程度的改变,土壤中不同形态的铁铝锰氧化物的含量及指数呈现有规律的变化。由北而南土壤发育程度加强,土壤中游离铁、游离铝、铁游离度、铁化系数以及铝游离度增加;而铁活化度、铝活性比下降。土壤的游离铁含量虽可反映土壤的发育程度,但在一定程度上又受母质类型的影响,不宜用游离铁量作为黄棕壤的诊断指标;而铁游离度更能表征黄棕壤的发育特性,可作为黄棕壤的诊断指标之一。     

土壤粗粒氧化铁矿物及其在发生分类上的意义

应用传统的地质重砂矿物测量法,穆斯堡尔谱以及光学显微镜技术,鉴别福建南亚、中亚热带的赤红壤、红壤和黄壤诊断层的粗粒氧化铁矿物。结果表明,黄壤电磁性矿物以针铁矿为主,铝硅酸盐矿物结构中含有较多的Fe~(2+);而红壤和赤红壤则以赤铁矿和针铁矿为主。黄壤中残留的原生矿物种类远较红壤和赤红壤复杂多样。由此认为,土壤粗粒矿物的组成特性,尤其是粗粒氧化铁矿物,与粘粒矿物一样反映了相应的土壤发生环境和过程,可作为自然土壤发生分类的一项参考依据。     

西南红壤和黄壤游离氧化物初探

游离铁、铝等氧化物不仅是土壤可变电荷的物质基础,而且是土壤重要表的面活性物质。越来越引起人们的注视,以氧化铁含量作为土壤分类、分层和推测土壤年龄的指标之一。西南红壤和黄壤,处于亚热带气侯条件下,淋溶作用强,土壤风化度深,含有大量的氧化物及游离氧化物,不仅是该区土壤表面特性的重要物质基础,且反映其酸化、脱硅富铝化的程度。在研究西南红壤和黄壤的可变电荷性和固磷特性时,必须了解这类物质在土壤中存在的状态。为此,本文仅就西南红壤和黄壤中氧化物及游离氧化物进行了初步探讨。     

土壤剖面胶体中铁氧化物及其厌氧还原特征研究

采用自由沉降法分离提取玄武岩赤红壤不同剖面深度的土壤胶体,分析其基本特征,并通过厌氧培养试验测试不同剖面土壤胶体中铁氧化物的厌氧还原特征。化学分析结果表明,土壤胶体中铁的游离度表现出A层>B1层>AB层的趋势,铁的活化度则随剖面深度的增加而降低,XRD、FTIR的表征结果显示,玄武岩赤红壤胶体中铁氧化物主要是结晶较差的赤铁矿和针铁矿。培养试验结果表明,不同剖面深度的土壤胶体厌氧培养过程中,Fe(Ⅱ)浓度均表现出不断增大的趋势,A层土壤胶体铁氧化物易被还原且累积量较高,可达(0.104±0.003)mg/g土。Fe(Ⅱ)的最大累积量随着土壤胶体中无定形铁的含量和铁的活化度的增加而增加,其速率常数与土壤有机质含量有一定的正相关关系。     

莫莫格湿地土壤铁的质量分数及分布

以莫莫格芦苇沼泽、芦苇—羊草草甸和羊草草甸3种类型湿地土壤为对象,研究了土壤游离铁和无定形铁的质量分数以及铁活化度的时空变化趋势。结果表明:土壤游离铁质量分数的季节变化为春季最明显,其次为夏季,秋季最弱;而无定形铁质量分数的季节变化则表现为夏季明显,秋季次之,春季最弱。随着土壤深度的增加,游离铁质量分数逐渐降低,至60～90 cm处略有升高;而无定形铁质量分数则表现为自表层向深层递减的规律。3种类型湿地土壤游离铁质量分数比较,羊草草甸最高、芦苇沼泽次之、芦苇—羊草草甸最低;无定形铁质量分数则表现为芦苇沼泽最高、羊草草甸次之、芦苇—羊草草甸最低。湿地土壤铁的活化度夏、秋季节高,春季低;土壤表层铁活化度高于底层。     

Occurrence and Origin of Crystalline Iron Oxides in Paddy Soils Derived from Red Earth

红壤性水稻土晶态氧化铁主要为针铁矿，并伴随少量的赤铁矿．红壤性水稻土中针铁矿的铝同晶替代量明显低于其母土（红壤），而针铁矿的晶胞参数ｂ和ｃ则是红壤性水稻土高于其母土．红壤性水稻土中赤铁矿的铝同晶替代量和晶胞参数ａ则与其母土相似．．据此认为红壤性水稻土中赤铁矿来源于母土；而针铁矿部分来源于母土，部分是由原有的赤铁矿和针铁矿的还原产物重新结晶形成的．随着水稻土的发育，赤铁矿逐渐下降，最后消失；针铁矿则相对增加，同时针铁矿中铝替代量也逐渐下降     

红壤性水稻土晶态氧化铁及其起源

红壤性水稻土晶态氧化铁主要为针铁矿，并伴随少量的赤铁矿。红壤性水稻土中针铁矿的铝同晶替代量明显氏于其母土（红壤），而针铁矿的晶胞参数ｂ和ｃ则是红壤性水稻土高于其母土，红壤性水稻土中赤铁矿的铝同晶替代量和晶胞参数ａ则与其母土相似，据此认为红壤性水稻土中赤铁矿来源于母土，而针铁矿部分来源于母土，部分是由原有的赤铁矿和针铁矿的还原产物重新结晶形成的，随着水稻土的发育，赤铁矿逐渐下降，最后消失，针铁矿则相     

三江并流区土壤氧化铁及其发生学意义研究

采集云南省西部怒江、澜沧江、金沙江三江并流区8种不同类型土壤,进行土壤氧化铁及其发生学意义研究。结果表明,发育于第三纪古红土和玄武岩母质上的土壤全铁含量较高,铁游离度较低,活性铁和铁活化度也较低。不同类型土壤全铁含量由低到高依次为：高山草甸土〈紫色土〈黄棕壤〈棕色针叶林土〈棕壤〈红壤〈石灰土〈暗棕壤。棕壤、石灰土的土壤铁富集明显,处于富铁化阶段;红壤、紫色土、黄棕壤的土壤铝富集超过铁,铁的游离度很高,已进入富铝化阶段;暗棕壤、棕色针叶林土、高山草甸土的土壤风化发育尚停留在脱盐基的硅铝化阶段。     

几种可变电荷土壤中氧化铁类型与磷吸附特性

应用Ｘ射线衍射和化学分析等手段研究了红壤，砖红壤和黄棕壤中氧化铁类型及其与磷吸附和解吸的关系。结果表明：（１）黄棕壤中的氧化铁是针铁矿型，砖红壤和红壤是以赤铁矿为主，棕红壤是以针铁矿为主的针－赤混合型。（２）针铁矿的ＭＣＤ值一般小于赤铁矿的ＭＣＤ值，前者的比表面积大，后者的小。砖红壤中的赤铁矿晶体薄，红壤中的原。（３）针铁矿型氧化铁的磷吸附量明显高于针－赤混合型氧化铁的磷吸附量，并随粘粒中Ｇ／Ｇ（     

华中地区水旱轮作酸性土磷、铁形态转化及机理

为探讨华中地区水旱轮作体系酸性土壤磷与铁的形态转化以及磷生物有效性变化,本研究于2018年和2019年水稻收获后采集该区域典型酸性红壤（低磷铁比）和黄棕壤（高磷铁比）,采用张守敬-杰克逊无机磷分级方法和梯度扩散薄膜（DGT）技术,对干湿交替培养样品磷形态、生物有效性磷（DGT-P）与铁（DGT-Fe）、Fe（Ⅱ）及无定形氧化铁（Fe_ox）等进行定量分析。结果表明：淹水过程中黄棕壤和红壤pH逐渐升高趋于中性;二者氧化还原电势（Eh）在淹水期间降低,土壤环境呈明显的还原条件。淹水过程黄棕壤和红壤中Fe²⁺与Fe_ox均增加,干燥后均明显降低。黄棕壤与红壤磷形态以铁结合态磷（Fe-P）与闭蓄态磷（Oc-P）为主,干湿交替过程中黄棕壤Oc-P向Fe-P转化,红壤Fe-P向Oc-P转化。在水-土界面以下120 mm土壤垂直剖面内,黄棕壤DGT-P和DGT-Fe释放水平先增加后减少;红壤DGT-Fe增加,DGT-P减少,黄棕壤P和Fe的同步释放相关性更显著。研究表明,干湿交替条件下酸性土壤磷形态主要是Fe-P与Oc-P之间转化,低P/Fe红壤以磷闭蓄化为主,高P/Fe黄棕壤Fe-P增加,以铁吸附磷为主;淹水导致DGT-P含量增加,生物有效性增加;干燥过程磷闭蓄化加深,但磷有效性并无明显降低,这与土壤磷水平有关。     

Dynamic compression of Earth materials

Shock wave techniques have been used to investigate the pressuredensity relations of metals, silicates, and oxides over the entire range of pressures present in the earth (3.7 x 10(6) bars at the center). In many materials of geophysical interest, such as iron, wüstite, calcium oxide, and forsterite, major shock-induced phase changes dominate the compression behavior below pressures of 10(6) bars. The shock wave data for the high-pressure phases of these minerals lead to important inferences about the composition of the lower mantle and outer, liquid core of the earth. The lower mantle of the earth appears to have a slightly higher density than is inferred to correspond to the behavior of an olivine-rich assembiage of the same composition as the upper mantle. The core has a density some 10 percent less than that of pure iron and may have 9 to 12 percent sulfur or about 8 percent oxygen by weight.     

黄棕壤土柱中铁锰的淋溶淀积及其对Pb2+的吸附解吸

以湖北省孝感市的黄棕壤B层土壤为装柱材料,在干湿交替(pH=5)条件下,分别加入不同浓度(0~0.08 mol/L)FeSO_4和MnCl_2的铁、锰混合溶液,淋溶土柱60次,分析土壤中游离态和非晶质态铁、锰氧化物的淋溶淀积规律及其对重金属Pb~(2+)的吸附与解吸特点。结果表明:当淋溶液的铁浓度分别为0.04和0.08 mol/L时,淋溶液中锰浓度增加,土壤中的锰含量呈增加趋势,铁含量无明显变化;淋溶后土壤中游离和非晶质铁氧化物的淀积量均高于锰氧化物的淀积量,同一处理土柱上层(0~10 cm)的铁、锰淀积量基本上大于下层(20~30cm);淋溶60次后,土壤样品对Pb~(2+)的吸附量随平衡溶液浓度的增大而增加,上层的最大吸附量为167 mmol/kg,下层的最大吸附量为195 mmol/kg;淋溶后黄棕壤对Pb~(2+)的吸附量随土壤中锰淀积量的增加而增加,而对Pb~(2+)的解吸量却呈相反的趋势;Pb~(2+)的解吸量随其吸附量的增加而增加。     

几种土壤及其铁锰结核中粘粒矿物组合的研究

以我国几种常见土壤及相应土壤铁锰结核为试验材料,应用Ｘ－射线衍射,研究了土壤和铁锰结核中层状硅酸盐和氧化铁的类型组合。结果表明：１）从南到北,从供试红壤到砂姜黑土,其层状硅酸盐矿物组合变化表现为由１：１型高岭为主变为以２：１型水云母为主,１．４ｎｍ矿物中由１．４ｎｍ过渡矿物转变为蛭石;从不含蒙脱石到含有一定量的蒙脱石。供试铁锰结核与相应土壤中的层状硅酸盐矿物组合及含量消长趋势在总体上基本一致。２）     

铝同晶替代对水铁矿向赤铁矿转化的影响

为明确铝(Al)等异质离子对水铁矿转化过程的影响,以现代光谱学技术(粉末X射线衍射和X射线吸收光谱)为主要手段,研究铝同晶替代对水铁矿向赤铁矿转化过程的影响。研究结果表明,铝替代水铁矿向赤铁矿转化的过程中存在着颗粒组装以及Ostwald熟化过程。一方面,Al~(3+)同晶替代会降低水铁矿向赤铁矿的转化速率;另一方面,Al~(3+)会促进水铁矿结构中的共边[FeO_6]八面体向共面[FeO_6]八面体转化,导致水铁矿向赤铁矿转化。     

福建红壤性水稻土钾素的Q/I特性

测定了福建省黑云母花岗岩,凝灰岩、玄武岩和石英闪长岩母质发育的3种水型红壤性水稻土及起源土壤的钾素 Q/I 曲线,获得钾位缓冲容量 PBC~K,速效钾含量-△K,钾离子平衡活度比 AR_c~k 和钾位 pK-1/2 P(Ca+Mg)等热力学参数.结果表明:(2)不同水型水稻土PBC~K,潴育型>潜育型>渗育型>超源土壤.主要受水稻土形成发育过程中土壤胶体表面性质的综合影响.(2)不同母质红壤性水稻土 PBC~K,渗育型系列玄武岩者>黑云母花岗岩者>凝灰岩者>石英闪长岩者,潴育型系列玄武岩者>凝灰岩者>石英闪长者者>黑云母花岗岩者,主要受到腐殖质、粘粒和游离氧化铁含量的影响.(3)黑云母花岗岩母质水稻土的现实速效钾最大,玄武岩母质者最小;但在 AR_c~k 一致的条件下则机反.(4)钾位和 AR_c~k 的分析与上述结果一致.     

铁锰结核的元素组成及微形态特征

本文研究了钙质变性土中铁锰结核的矿质全量组成、微量元素丰度，微形态特征以及土壤和铁锰结核中各形态铁锰氧化物的组成特点，结果表明，铁锰结核中仍以ＳｉＯ２含量最高，但Ｆｅ２Ｏ３含量增加超过了Ａｌ２Ｏ３、ＭｎＯ含量大大超过了Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＴｉＯ２和ＭｇＯ的含量，所测定的９种微量元素中以Ｂａ含量最高，其次是Ｖ、Ｎｉ、Ｃｏ３种铁族元素，Ｃｕ和Ｐｂ含量也较高，但Ｚｎ和Ｃｒ含量较低，一般黑土层中的结核较小，