玄武质火山喷出物发育土壤的发生学特性研究
发布时间：2020-11-17 06:13
玄武岩的主要矿物为基性斜长石和辉石,含有少量橄榄石、角闪石和黑云母等矿物,这些矿物抗风化能力比较弱,易于风化形成土壤,是研究土壤发生发育的良好材料。国内外许多学者对土壤的发生学规律有很多的研究,但是研究方法相对单一,没有从多方面总结土壤的发生学规律,并且玄武质火山喷出物发育土壤的发生学规律几乎无人研究。研究对釆自内蒙古达里诺尔、山西大同、辽宁宽甸的玄武质火山喷出物发育的土壤,从形态学、矿物学、物理和化学性质方面全方位开展其发生学特征研究,分析比较玄武质火山喷出物发育土壤的发生学规律。研究结果表明:(1)半干旱地区土体内玄武岩火山碴砾较多,体积较大;湿润地区剖面土体内的玄武岩火山碴砾较少,体积较小。半干旱地区剖面的土壤质地主要为砂土;湿润地区剖面土壤质地主要为壤土。随着土壤深度地加深、土壤粒级的变小,砂粒的成土程度在减弱。半干旱地区砂粒风化程度低于湿润地区。(2)各土壤剖面原生矿物以火山玻璃为主,火山玻璃含量:宽甸达里诺尔大同。供试的全部土壤均可见脱玻化作用形成的石英,且剖面越深、颗粒越大石英含量越少;石英含量:宽甸剖面达里诺尔火山灰剖面达里诺尔火山碴剖面大同剖面。半干旱地区土壤剖面中还含有少量斜长石和辉石,湿润地区剖面几乎没有斜长石和辉石。大同土壤中不含晶质黏土矿物;达里诺尔土壤中晶质黏土矿物含量较少,结晶度较低;宽甸土壤中黏土矿物含量较多,结晶度较高。非晶质黏土矿物(水铝英石)的含量表现为:宽甸剖面达里诺尔火山灰剖面达里诺尔火山碴剖面大同剖面。(3)达里诺尔的碳酸盐含量大同,宽甸无碳酸盐。各剖面常量元素均以SiO_2、Fe_2O_3、Al_2O_3为主要组成成分,达里诺尔和大同SiO_2、CaO、MgO、Na_2O和K_2O含量相对较多,宽甸地区Fe_2O_3、Al_2O_3的含量相对较多。各剖面的Ca、Mg、Na、P、Mn均有不同程度的流失,其中宽甸的流失量最多,达里诺尔次之,大同流失最少;宽甸剖面中的Si有一定程度的流失,达里诺尔和大同基本无流失。Fe、Al均有不同程度的富集,富集程度:宽甸达里诺尔大同,黏粒粉粒砂粒。(4)玄武质火山喷出物发育土壤的发生学规律:大块石砾风化破碎为小块石砾,砂粒由棱角状转变为次圆状,气孔逐渐消失,土壤质地逐渐变得黏重;土体内的碳酸盐先淋失,然后是矿物中的K、Ca、Na、Mg流失,并伴随Si流失,使Fe、Al相对富集。土壤中的火山玻璃、辉石和斜长石逐渐减少,脱玻化石英逐渐增多,黏土矿物增多,矿物类型由火山玻璃转变为短程有序矿物水铝英石,再转变为晶质矿物伊利石、蛭石和高岭石。
【学位单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S155
【部分图文】：
18注：Ah、BC、C 代表土壤发生层，括号内数据表示该发生层的位置。下同。图3-1 15-501剖面土壤显微形态图（25x）Fig. 3-1 Soil Micrograph of profile 15-501（25x）15-502 剖面：各层 0.5 ~2 mm 粒级砂粒均风化为红色，部分表面为黄色。Ah 层呈次棱角状，棱角较明显，其上有很多气孔；Bk 层和 CBk 层呈棱角状，比 Ah 层尖锐，其上气孔更清晰（图 3-2 a、d、g）。0.25 ~ 0.5mm 粒级砂粒多为红色和黄色，有少部分表现为新鲜玄武岩本身的黑色。Ah 层呈次棱角－棱角状，其上气孔较小，且不明显（图3-2 b）；Bk 层和 CBk 层呈棱角状，比 Ah 层尖锐（图 3-2 e、h）。0.1 ~ 0.25 mm 粒级砂粒表现为红、黑、黄三色，黑色明显增多。Ah 层呈次棱角－次圆状，Bk 层呈次棱角－棱角状，CBk 层呈棱角状（图 3-2 c、f、i）。该剖面 0.25 ~ 0.5 mm 粒级和 0.1 ~ 0.25 mm粒级中也出现了石英（图 3-2 b、c、e、h）。
19图 3-2 15-502剖面土壤显微形态图（25x）Fig. 3-2 Soil Micrograph of profile 15-502（25x）15-503 剖面：各层 0.5 ~ 2 mm 粒级砂粒均风化红色，部分表面为黑色。Ah 层呈次圆状－次棱角状，棱角较少，砂粒表面几乎没有气孔（图 3-3a）；BC 层呈次棱角状，其棱角比 Ah 层较多较尖锐，表面的气孔很少（图 3-3 d）。0.25 ~ 0.5 mm 粒级的砂粒部分风化为红色，部分为黑色；Ah 层呈次圆状－次棱角状，表面几乎无气孔，BC 层呈次棱角状，比 Ah 层尖锐（图 3-3b、e）。0.1~0.25mm 粒级砂粒表现为红、黑两色，黑色明显增多。Ah 层呈次棱角－次圆状，BC 层呈次棱角－棱角状（图 3-3c、f）。该剖面 0.25~ 0.5 mm 和 0.1 ~ 0.25 mm 粒级中也含有石英（图 3-3 b、c、e）。
图 3-3 15-503剖面土壤显微形态图（25x）Fig. 3-3 Soil Micrograph of profile 15-503（25x）15-504 剖面：Ah 层和 AB 层 0.5 ~ 2 mm 粒级砂粒部分风化为红色，少部分表现为新鲜玄武岩的黑色（图 3-4a、d）；Bk 层和 Ck 层风化的砂粒较少，颜色基本为黑色（图3-4 g、j）。Ah 层和 AB 层 0.5 ~ 2 mm 粒级呈次圆状－次棱角状，砂粒的气孔不明显；Bk 层和 Ck 层 0.5 ~ 2 mm 粒级呈次棱角状，比 AB 层尖锐，表面的气孔较明显（图 3-4a、d、g、j）。各层 0.25 ~0.5mm 粒级砂粒主要为黑色；Ah 层和 AB 层呈次圆状－次棱角状，砂粒表面气孔不明显且较小；Bk 层呈次棱角状，比 AB 层尖锐（图 3-4b、e、h）。各层 0.1~0.25mm 粒级砂粒多数为黑色；Ah 层和 AB 层为次圆状－次棱角状，Bk 层呈次棱角状（图 3-4 c、f、i）。C 层砂粒太大，没有筛分到 0.5 mm 以下粒级的砂粒。该剖面 0.1 ~ 0.25 mm 粒级中出现了石英（图 3-4 c、f、i）。3.2.2.2 大同剖面的微观形态SD-02 剖面母质为火山碴，地形为火山锥上部，SD-06 剖面母质为火山碴，地形为
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本文编号：2887174
【学位单位】：沈阳农业大学
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18注：Ah、BC、C 代表土壤发生层，括号内数据表示该发生层的位置。下同。图3-1 15-501剖面土壤显微形态图（25x）Fig. 3-1 Soil Micrograph of profile 15-501（25x）15-502 剖面：各层 0.5 ~2 mm 粒级砂粒均风化为红色，部分表面为黄色。Ah 层呈次棱角状，棱角较明显，其上有很多气孔；Bk 层和 CBk 层呈棱角状，比 Ah 层尖锐，其上气孔更清晰（图 3-2 a、d、g）。0.25 ~ 0.5mm 粒级砂粒多为红色和黄色，有少部分表现为新鲜玄武岩本身的黑色。Ah 层呈次棱角－棱角状，其上气孔较小，且不明显（图3-2 b）；Bk 层和 CBk 层呈棱角状，比 Ah 层尖锐（图 3-2 e、h）。0.1 ~ 0.25 mm 粒级砂粒表现为红、黑、黄三色，黑色明显增多。Ah 层呈次棱角－次圆状，Bk 层呈次棱角－棱角状，CBk 层呈棱角状（图 3-2 c、f、i）。该剖面 0.25 ~ 0.5 mm 粒级和 0.1 ~ 0.25 mm粒级中也出现了石英（图 3-2 b、c、e、h）。
19图 3-2 15-502剖面土壤显微形态图（25x）Fig. 3-2 Soil Micrograph of profile 15-502（25x）15-503 剖面：各层 0.5 ~ 2 mm 粒级砂粒均风化红色，部分表面为黑色。Ah 层呈次圆状－次棱角状，棱角较少，砂粒表面几乎没有气孔（图 3-3a）；BC 层呈次棱角状，其棱角比 Ah 层较多较尖锐，表面的气孔很少（图 3-3 d）。0.25 ~ 0.5 mm 粒级的砂粒部分风化为红色，部分为黑色；Ah 层呈次圆状－次棱角状，表面几乎无气孔，BC 层呈次棱角状，比 Ah 层尖锐（图 3-3b、e）。0.1~0.25mm 粒级砂粒表现为红、黑两色，黑色明显增多。Ah 层呈次棱角－次圆状，BC 层呈次棱角－棱角状（图 3-3c、f）。该剖面 0.25~ 0.5 mm 和 0.1 ~ 0.25 mm 粒级中也含有石英（图 3-3 b、c、e）。
图 3-3 15-503剖面土壤显微形态图（25x）Fig. 3-3 Soil Micrograph of profile 15-503（25x）15-504 剖面：Ah 层和 AB 层 0.5 ~ 2 mm 粒级砂粒部分风化为红色，少部分表现为新鲜玄武岩的黑色（图 3-4a、d）；Bk 层和 Ck 层风化的砂粒较少，颜色基本为黑色（图3-4 g、j）。Ah 层和 AB 层 0.5 ~ 2 mm 粒级呈次圆状－次棱角状，砂粒的气孔不明显；Bk 层和 Ck 层 0.5 ~ 2 mm 粒级呈次棱角状，比 AB 层尖锐，表面的气孔较明显（图 3-4a、d、g、j）。各层 0.25 ~0.5mm 粒级砂粒主要为黑色；Ah 层和 AB 层呈次圆状－次棱角状，砂粒表面气孔不明显且较小；Bk 层呈次棱角状，比 AB 层尖锐（图 3-4b、e、h）。各层 0.1~0.25mm 粒级砂粒多数为黑色；Ah 层和 AB 层为次圆状－次棱角状，Bk 层呈次棱角状（图 3-4 c、f、i）。C 层砂粒太大，没有筛分到 0.5 mm 以下粒级的砂粒。该剖面 0.1 ~ 0.25 mm 粒级中出现了石英（图 3-4 c、f、i）。3.2.2.2 大同剖面的微观形态SD-02 剖面母质为火山碴，地形为火山锥上部，SD-06 剖面母质为火山碴，地形为
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