中國幾種地帶性土壤顆粒中黏粒礦物從宏觀到納米尺度的轉(zhuǎn)化.pdf

1、粘粒礦物是土壤中最為活躍的組分，在維持土壤肥力與養(yǎng)分循環(huán)中扮演重要角色，然而粘土礦物在土壤膠體不同粒徑顆粒中的行為非常特殊，尤其在納米顆粒(25-100nm)中。本研究以中國從北到南幾種水平地帶性土壤(北方的淋溶土(Alf1)、中部的淋溶土(Alf2)、老成土(Ult)和南方的氧化土(Oxl))為材料，研究土壤各粒級顆粒中(＜2000，450-2000，100-450，和25-100nm)粘土礦物的特征。采用電感耦合等離子發(fā)射光譜(IC

2、P-OES)，傳統(tǒng)和同步輻射X射線衍射(XRD)，紅外光譜(FTIR)，熱重分析(TG)，掃描電子顯微鏡(SEM)和高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)等手段分析不同粒徑土壤顆粒的化學(xué)組成，確定粘土礦物的類型及演化特征。以更好了解中國水平地帶性土壤顆粒中粘土礦物類型及結(jié)構(gòu)的變化，探討土壤顆粒中粘土礦物從宏觀到納米級的變化，揭示土壤成土因素對顆粒中粘土礦物轉(zhuǎn)化的影響。結(jié)果表明:
　　1)從北到南，四種土壤中存在脫硅、富集鐵鋁的現(xiàn)象。隨

3、緯度的降低，土壤中2∶1型粘粒礦物的含量逐漸減少，而1∶1型粘粒礦物和鐵氧化物的含量逐漸增加，并出現(xiàn)三水鋁石。Alf1和Alf2土壤中粘土礦物為伊利石、蛭石、高嶺石、以及痕量伊利石-蛭石和伊利石-高嶺石混層礦物。Ult土壤中粘土礦物主要為高嶺石和層間羥基礦物(HIV)，并含少量蛭石和伊利石。然而在Oxl土壤中主要含有高嶺石，層間羥基礦物(HIV)和痕量伊利石。
　　2)隨著顆粒粒徑的減小，北方Alf1土壤的成土作用和脫硅富鋁化作用

4、逐漸減弱，而在中部Alf2和南方Oxl土壤中此變化規(guī)律反之。隨著顆粒粒徑的減小，北方Alfi土壤的硅鋁率有所增加，而中部Alf2和南方Oxl土壤的硅鋁率則明顯降低。隨著顆粒粒徑的減小，北方Alf1土壤中1∶1型粘土礦物逐漸瓦解，而在中部Alf2和南方Oxl土壤中存在2∶1型粘土礦物向1∶1型粘土礦物轉(zhuǎn)變的趨勢。在北方Alf1和中部Alf2土壤中，＜2000nm、450-2000nm和100-450nm顆粒中存在伊利石向蛭石轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。<

5、br>　　3)隨著顆粒粒徑的減小，土壤中三八面體礦物減少，二八面體礦物增加。從北到南，土壤納米顆粒中的粘土礦物由以伊利石為主逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐愿邘X石為主。在南方地區(qū)三八面體礦物的風(fēng)化作用顯著加強。
　　4)與＜2000nm，450-2000nm和100-450nm顆粒相比，納米顆粒中伊利石和高嶺石的晶體結(jié)構(gòu)無序程度更加明顯。隨著顆粒粒徑的減小，四種土壤中粘土礦物的層狀堆垛由良好的堆垛層轉(zhuǎn)變?yōu)槿毕荻讯鈱?。從北向南，晶體結(jié)構(gòu)的無序性和粘土礦