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土壤矿物学类别是土族划分的重要分异特性。
土壤矿物种类繁多,其中的原生矿物便多达60余种。鉴定矿物类型的方法有X-射线衍射仪法、热分析法、岩相显微镜、扫描电镜、透射电镜法、傅里叶变换红外光谱和穆斯堡尔谱分析法等。通常,人们不可能准确确定出现于土壤中的各种类型黏土矿物的百分比,人们也并非必须依赖于精确的X-射线衍射、表面分析和DTA方法。
土壤发生学知识可以帮助我们确定土族矿物学类型的大致类型,通过土壤颜色、裂隙、体积变化、结持性、阳离子交换量等理化性质,也能估计许多黏质土壤的矿物学类别,如我们可以推知某氧化土矿物学类型要么是高岭石型,要么是氧化物型,要么是铁质型,但不能具体告诉我们是其中哪一个。当测定了CEC后和黏粒含量后,人们对黏土矿物也可作出很多推断,如醋酸铵(pH 7.0)交换法测得的CEC(CEC-7)为60 cmol/kg黏土时,可以自信地判断黏土矿物是以蒙脱石或蛭石为主,加上实验室获得的一些背景信息后,可具体确定为其中哪一个;若CEC-7<24cmol/kg黏土或CEC-7<16cmol/kg黏土,黏土矿物主要是高岭石,24cmol/kg黏土<CEC-7<45cmol/kg黏土,黏土矿物可能是混合型。CEC-7与总黏粒百分含量的比值”也可用于黏粒矿物类别确定:若比值<0.2,为高岭石型;若比值在0.2-0.3之间,为高岭石型或高岭石混合型; 若比值在0.3-0.5之间,为伊利石混合型或伊利石型; 若比值在0.5-0.7之间,为蒙脱石混合型或蒙脱石型;若比值>0.7,为蒙脱石型。当有某些详细的矿物学数据可用时,这些比值用于矿物学类型判断最有效;土壤张力为1500千帕时的含水量与黏粒含量的比值≤0.25或≥0.6时,“CEC-7与总黏粒百分含量的比值”用于矿物学类别鉴定则是无效的。
“土壤张力为1500千帕时的含水量与黏粒含量的比值≥0.6”、无“游离碳酸盐”和“氟化钠浸提pH≥8.4”是确定isotic mineralogy class的标准,其中“氟化钠浸提pH≥8.4”表明土壤交换复合体以短程有序矿物为主。
“碳酸钙相当物含量”和“石膏含量”是确定碳酸盐型矿物学类别的指标;“石膏含量”也是确定超石膏型、石膏型矿物学类别的指标;“硬石膏含量”是确定硬石膏型矿物学类别的指标。
“酸性草酸铵浸提铁、硅”是无定形型(Amorphic)和水铁矿型(Ferrihydritic)矿物学类别的指标;“连二亚硫酸钠-柠檬酸钠浸提铁百分含量”是铁质型(ferritic)、含氧化铁型(ferruginous)、倍半氧化物型(sesquic)和准倍半氧化物型(parasesquic)矿物学类别的划分标准。
高岭石、埃洛石、蛭石、蒙脱石、云母类、绿泥石、长石和石英等也可通过化学分析定量。
参考文献:
[1]张甘霖, 龚子同. 土壤调查实验室分析方法, 北京: 科学出版社, 2012
[2]Soil Survey Staff. Keys to Soil Taxonomy (12th ed), 2014
[3]Smith G D. Rationale for Concepts in Soil Taxonomy, 1986
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