 |
|
|
Почвоведение и география почв |
Глава 7. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА ТВЕРДОЙ ФАЗЫ ПОЧВ
|
М.А. Глазовская
Смотрите также:
Биографии биологов, почвоведов
|
Методы определения состава минералов в почвах
Исследование состава минералов почвы начинается с разделения их по крупности зерен (механический, или гранулометрический, анализ). Выделяют следующие механические фракции: >1,1—0,25, 0,25— 0,05, 0,05—0,01 мм. Для них вполне применим обычный иммерсионный минералогический анализ. Каждая размерная фракция делится, в свою очередь, на фракции минералов с различной плотностью.
При подробном минералогическом анализе по плотности выделяются фракции: <2,20; 2,20—2,58; 2,58—2,63; 2,63—2,67; 2,67— 2,72; 2,72—3,0; >3,0.
В обычных анализах не производят столь дробного деления по плотности и ограничиваются разделением размерных фракций на две гравитационные: легкую фракцию минералов с плотностью <2,75 и тяжелую фракцию с плотностью >2,75.
Выделенная тем или иным способом тяжелая фракция включает минералы, обладающие магнитными свойствами, поэтому они извлекаются из фракции при помощи электромагнита.
В некоторых случаях применяют электростатическое разделение минералов, основанное на их различной электропроводности.
Полученные группы в пределах каждой фракции определяются качественно и количественно под микроскопом с использованием набора иммерсионных жидкостей с различными показателями преломления.
Под микроскопом изучают формы зерен, спайность, окраску, плеохроизм, определяют показатели преломления, знак и осность различных минералов. На основании этих исследований определяют минералы, входящие в каждую фракцию, и их количество. Количестйо тех или иных минералов устанавливается путем площадного или динейного подсчета на специальной, помещаемой в окуляр микроскопа линейке или сетке. Зная содержание каждой фракции и относительное содержание в ней тех или иных минералов, рассчитывают процентное содержание минералов в почве. Результаты анализов сводят в таблицы и изображают графически. Содержание минералов дается или в процентах к массе данной фракции, или к массе почвы. Первая форма пересчета позволяет выявить изменения в относительном содержании минералов в данной фракции по профилю почвы и в сравнении с почвообразу- ющей породой, вторая форма позволяет судить о доле участия тех или иных минералов разной крупности зерна в сложении почвенной массы. Сопоставление минерального состава почв по горизонтам и механическим фракциям позволяет судить об исходной однородности или неоднородности толщи, захваченной почвообразованием, и выявить те изменения в минеральном составе, которые произошли в процессе почвообразования.
Для суждения об исходной однородности или неоднородности почвообразующей породы в пределах почвенного профиля можно использовать прежде всего данные об общем содержании тяжелой фракции минералов и ее составе. Резкое изменение по профилю содержания тяжелой фракции хотя и не является прямым доказательством слоистости исходной породы, но наряду с другими данными может помочь решению вопроса.
Для суждения об однородности породы, а также о степени вы- ветрелости минералов в различных генетических горизонтах почв наряду с составом минералов тяжелой фракции большое значение имеет соотношение легких минералов в фракциях различной крупности в разных горизонтах почв и в породе.
При почвообразовании наименее устойчивые минералы разрушаются и переходят во вторичные минералы, которые также подвергаются в той или иной степени преобразованию. Более устойчивые минералы сохраняются дольше, и поэтому в процессе почвообразования соотношение между первыми и вторыми изменяется по сравнению с соотношением их в породе.
В анализах минерального состава легкой минеральной фракции необходимо сопоставить распределение минералов по фракциям крупности в разных генетических горизонтах. Легко выветривающиеся минералы при дроблении оказываются в более тонких фракциях, чем в почвообразующей породе, а очень малоустойчивые в сильно разрушенных элювиальных горизонтах или во всей толще почвы могут совершенно исчезнуть.
Если при общей сильной выветрелости почвенной толщи в поверхностном горизонте почвы появляются слабовыветрелые минералы и минералы, неустойчивые при выветривании, можно предполагать, что на поверхность почвы поступает минеральный материал извне, эоловым путем или за счет бокового делювиального привноса.
Для более мелких фракций (<0,01 мм), трудно определимых в обычном поляризационном микроскопе, используются термический и рентгено-структурный анализы, а также электроноскопиче- ские исследования. Особенно детальному анализу подвергается фракция ила (<0,001 мм).
Термический анализ основан на способности веществ при повышении температуры подвергаться различным химическим и физико-химическим превращениям с выделением или поглощением тепла. Чтобы уловить эти изменения, строят «кривые нагревания» исследуемых образцов и сравнивают их с эталонными кривыми нагревания чистых препаратов различных глинистых минералов и солей (26).
В основе рентгеноструктурного анализа глинистых минералов лежит свойство рентгеновских лучей проникать внутрь кристаллов и подвергаться дифракции в узлах кристаллической решетки. Получаемый в результате дифракции лучей спектр фиксируется на фотопленке в виде рентгенограммы, которая сравнивается с эталонными рентгенограммами, полученными при исследовании Чистых минералов. Обычно рентгеновскому анализу подвергают фракцию <0,001 мм, имеющих очень малую длину волны. Изображение исследуемого препарата получают на люминесцирующем экране и фотографируют. По форме частиц, характеру контуров, их резкости и прозрачности можно установить, какой минерал преобладает в исследуемой фракции: каолинит, гидрослюда или монтмориллонит.
Комплекс описанных методов исследования — минералогических, термических, рентгеноскопических, а в некоторых случаях (при исследовании простых солей) и микрохимических — позволяет с доступной точностью определять минеральный состав минеральной части почв.
Данные анализа минерального состава илистой фракции (полученные рентгеновским, термическим или электроноскопическим. анализом) существенно дополняют минералогическую характеристику почвы и помогают объяснить многие их химические, физико- химические и физические свойства.
Преобладание в составе глинистых минералов каолинита обусловливает очень низкую емкость поглощения. Наличие большого количества монтмориллонита наряду с высокой емкостью поглощения обусловливает сильное набухание почвы при увлажнении и сильное сжатие при высушивании.
Соотношение между различными группами глинистых минералов и изменение этих соотношений по профилю позволяют установить не только степень выветрелости вторичных алюмосиликатов, но и вскрыть различия в интенсивности и направлении преобразования глинистых минералов в различных частях почвенного профиля.
Данные минералогических анализов как крупных, так и илистой фракций следует рассматривать не изолированно, а в сопоставлении с данными других анализов: валовым составом всей почвы и илистой фракции, распределением подвижных форм полуторных окислов и кремнезема, емкостью поглощения и микроморфологическим анализом почв.
|
|
|
|
К содержанию книги: МАРИЯ АЛЬФРЕДОВНА ГЛАЗОВСКАЯ - Общее почвоведение и география почв
|
Последние добавления:
Сукачёв: Фитоценология - геоботаника
Сукачёв. БОЛОТОВЕДЕНИЕ И ПАЛЕОБОТАНИКА
Жизнь в почве Агрохимик и биохимик Д.Н. Прянишников
Тюрюканов. Биогеоценология. Биосфера. Почвы
Происхождение и эволюция растений