土壤學實驗指導書

（土壤學科主編）

浙江林學院

二零零六年十一月

說明《土壤學》綜合實驗指導書共分為兩部分內容，第一部分地學基礎，主要是常見造岩礦物和岩石的識別，為5個學時；第二部分為土壤理化性質的常規分析，內容有土壤樣品採集與處理、土壤水分的測定、土壤顆粒分析、土壤容重測定、土壤有機質測定、土壤全氮測定、土壤速效氮、磷、鉀測定和土壤ph測定；共計12個學時。這些實驗內容除

一、二項必需須外，根據情況再選6項內容，取得實驗資料後，進行土壤肥力評價，結合實習完成綜合實驗實習報告。

第一部分

一、主要造岩礦物的識別1

二、常見岩石的識別4

第二部分

一、土壤樣品採集與處理8

二、土壤水分的測定10

三、土壤顆粒分析12

四、土壤容重測定19

五、土壤有機質的測定19

六、土壤全氮的測定22

七、土壤水解性氮的測定（鹼解擴散法）…………………23

八、速效鉀的測定（火焰光度法25

九、土壤有效磷（brayetal1945）測定………………………26

十、土壤ph測定28

第一部分

一、主要造岩礦物的識別

自然土壤是岩石經由風化作用和成土作用而形成的，因此，從一定意義上講，由不同母岩形成的土壤，其理化性質和肥力狀況是有很大的差異的，因為岩石是由礦物組成的，不同母岩其礦物組成和化學成分是不相同的，土壤的理化性質及其肥力狀況往往亦隨之而深刻地發生變化，尤其對山地土壤則更是如此。所以，學習森林土壤必須了解礦物的概念，所謂礦物是指地殼及上地幔中的化學元素經過各種地質作用所形成的單質和化合物。礦物具有一定的物理性質。

在實際應用上，人們正是廣泛利用不同礦物的形態特徵和物理性質來鑑定礦物的。鑑定礦物有各種各樣的方法，在野外工作時，常借助於一些簡單工具，如放大鏡、小刀等對礦物的物理性質進行現場鑑定，然後再在實驗室中進行必要檢驗和補充。而在鑑定礦物時常著重以下最重要物理性質：

礦物的顏色、條痕、透明度、斷口、解理、硬度和比重等。

1、礦物的顏色

礦物的顏色是礦物對可見光波的吸收作用所引起的，常常是不同礦物呈現不同的顏色，具有一定的鑑定意義，因此，礦物顏色是礦物的鑑定特徵之一。由於礦物的顏色不僅決於礦物的主要化學成分和結晶格架中離子和原子的分布情況。而且還決定於顯著改變顏色但不影響礦物性質的少量化學雜質和機械雜質，使得不同礦物具有相同的顏色，相反地同一礦物也可有不同顏色。

所以，礦物的顏色在大多數場合是不可靠的鑑定標誌，必須與其他性質相配合起來運用。描述礦物顏色時必須力求準確和清楚，因此採集礦物標本時應盡可能採集具有新鮮面的礦物碎塊，不要將隨意拾得的已經風化或汙染的石塊作為鑑定標本，否則鑑定將失去應有的意義，並將欲鑑定的礦物與大家熟知的物體顏色進行比照，以資鑑定。

2、條痕

條痕是指礦物粉未的顏色、它比礦物表面的顏色更為固定，因為我們鑑定礦物的條痕是用礦物尖端在無釉瓷板上刻劃所留的粉未來進行觀察的。它能清除假色減弱它色而顯自色，因而更具有鑑定的意義、例如塊狀赤鐵礦有黑色、紅色等，而條痕則是櫻紅色，這是鑑定赤鐵礦的可靠依據。

3、光澤

礦物的光澤是礦物表面對可見光的反射能力，在礦物鑑定過程中具有鑑定的意義。光澤大致可分為三種型：

①金屬光澤

②半金屬光澤

③非金屬光澤。如金剛光澤、玻璃光澤、脂肪光澤、松脂光澤、絹絲光澤、珍珠光澤。

對初學者來說，鑑定礦物的光澤在某些情況下是比較困難的，為了正確在確定礦物的光澤，必須注意觀察新鮮礦物表面的光澤，並把欲研究的礦物標本放在一起進行直接比較，這樣就很容易看出其間顯著區別。此外，確定礦物的光澤時還要注意觀察面的選擇，例如，我們觀察確定石英的光澤時，就要區別石英的晶面和斷面。

4、硬度

礦物的硬度是礦物抵抗外力刻劃的能力。根據硬度大的可以刻劃硬度小的原理，德國摩氏選擇了10種硬度不同的礦物作為標準，將硬度分為10級，這10種礦物稱摩氏硬度表。

摩氏硬度表

硬度表中的每一種礦物均能刻劃其前面硬度較小的礦物，而其本身又為後面硬度較大的礦物所刻劃，為了鑑定欲研究的任何一種礦物的硬度，在其表面上盡可能選擇較平坦的地方，以硬度計中某一標準礦物的尖端用力刻劃這，如果在所欲研究礦物上遺留有刻劃的痕跡，則說明其硬度小於該標準礦物硬度，反之，如沒有痕則說明所欲研究礦物的硬度大於該標準礦物的硬度。如此反覆試驗，直到所欲研究礦物的硬度介於硬度表中兩種礦物之間的硬度或等於其中某種礦物的硬度為止。

在野外，地質（或土壤）工作者經常沒有硬度計常需借助手下常用的用具來測定硬度。如：軟鉛筆的硬度為1，岩鹽（石鹽或食鹽）的硬度為2，指甲的硬度適於2.

5~3，鐵釘、鐵絲的硬度為4，玻璃的硬度為5，鋼刀、針的硬度近於6，石英和燧石的硬度為7。

5、解理

解理的指在受力作用下，礦物晶體沿一定方向發生破裂並產生平滑平面的性質，它是晶體礦物重要的特徵之一；在鑑定礦物上具有重要的意義。因為同一礦物的解理往往是固定不變的，這樣礦物解理就成為鑑定礦物特徵。在鑑定解理時，為了避免解理和晶面相混淆，其識別方法：

（1）解理面的光澤要強；（2）在解理的方向上經常可以發現一彼此平行的平面，根據解理的完全程度常劃分為：極完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理和極不完全解理。

6、斷口

斷口是指礦物受力後產生不規則的碎裂，斷口的形狀往往具有一定的特點。可以作為鑑別礦物的輔助特徵，根據斷口的斷面形狀可分為，貝殼狀斷口、鋸齒狀斷口、參差狀斷口和平坦狀斷口。

欲研究某一種礦物，必須確定礦物的所有物理性質，因為只有綜合礦物物理性質才能正確地鑑定礦物。為了逐漸達到用肉眼鑑定礦物的目的，要求每個同學在實踐過程中反覆實踐。對於碳酸鹽類礦物，常用稀鹽酸滴之，這是鑑定碳酸鹽類礦物的方法。

實驗內容和方法步驟：

要求每個參加實驗同學在實驗前認真預習實驗指導書，在實驗過程中要嚴格按昭指導教師的指導，對每一塊礦物標本進行認真仔細地觀察，並描述記載礦物特徵，最後總結歸納出欲研究礦物的鑑定特徵。同時還要求每個同學對礦物特徵相似的標本反覆觀察以找出它的異同點。我們觀察識別礦物時，應著重於下列主要造岩礦物；如：

（1）正長石和斜長石

（2）普通角閃石和普通輝石

（3）白雲母和黑雲母

（4）方解石和白雲母

（5）赤鐵礦、磁鐵礦和褐鐵礦

（6）石英

（7）其他礦物

二、常見岩石的識別

1、岩漿巖的識別

岩漿巖又稱火成岩，它是地下深處的岩漿侵入地殼或噴出地表冷凝而成的，其中含有地殼中的所有元素。通常根據岩漿巖中的sio2含量將其分為四類：酸性巖、中性巖、基性巖和超基性巖，每類岩石（即縱行）中的礦物組成相同，由於岩漿巖的產狀不同，使得岩漿巖的結構和構造發生相應的變化；因此，要熟練地掌握岩漿巖的鑑定技能，必須了解岩漿巖分類系統表中礦物組成，結構構造和產狀三者之間的互相關係，並把它作為岩漿分類依據，這樣才能為野外工作過程中比較正確的識別岩漿打下堅實的基礎。

岩漿巖結構是指導組成岩石的礦物的結晶程度、晶粒大小、晶粒相對大小、晶體形狀及礦物之間結合關係等所反映出來的岩石特徵。它反映礦物或礦物之間的各種特徵，岩漿巖結構通常有以下幾種：

（1）顯晶質結構用肉眼或放大鏡即中看出晶顆粒，根據晶粒大小又可細分為：

粗粒結構晶粒直徑大於5公釐者；

中粒結構晶粒直徑為2~5公釐者；

細粒結構晶粒直徑為0.2~2公釐者。

（2）隱晶質結構是一種用肉眼或放大鏡不能辨認礦物顆粒的緻密結構，礦物顆粒只有在顯微鏡下才能鑑別。

（3）霏細結構是淺色噴出巖或淺成巖的一種結構，它的個體是由不清晰的隱晶質行英礦物集合體構成的，不具斑晶或少具斑晶，在酸性熔岩中很常見。

（4）斑結構、似斑狀結構

岩漿巖的構造是指組成岩石的礦物集合體的小大、形狀、排列和空間分布所反映出來的岩石構成特徵。它主要表示礦物集合體之間的各種特徵，常見的構造有下列幾種：

氣孔構造、杏仁構造、流紋構造、流線構造和決狀構造

岩漿巖的鑑定步驟：

（1）、判定岩石酸度

認真仔細觀察在手標本中有無指示礦物石英或橄欖石的存在，在岩石中如有石英存在則說明此岩石屬要酸性巖，如有橄欖石存在則說明岩石屬超基性巖；而基性巖、中性岩里則微含或不含石英橄欖石，當岩石中完全不含這兩種礦物時，必須依據顏色來區別岩石，在中性岩中淺色礦物多暗色物，而在基性巖中暗色礦物多於淺色礦物。

（2）、確定淺色與深色礦物的相對含量

在測定岩石酸度後，緊接著肉眼測定淺色礦物和暗色礦物的相對含量，並根據不同礦物的各自特徵，具體識別礦物種類，在超基性巖石中暗色礦物以橄欖石和輝石為主；在基性巖、中性巖、酸性巖中暗色礦物分別以輝石、角閃石和黑雲母為主，由酸性巖過渡到超基性巖，顏色由淺變深，比重由2.5逐漸增加到8.25。

（3）、根據岩石的結構、構造而確定相應的產狀。

（4）、最後根據岩石中的礦物組成、結構、構造確定岩石名稱，將觀察結果填入表中。

2、沉積岩識別

沉積岩是在地表的常溫壓條件下，先成岩石（岩漿巖、變質岩、原有的沉積岩）。經過風化作用、剝蝕作用，其破壞產物再通過搬運沉積，最後固積而成的岩石，沉積岩中的礦物成分達160種以上，而最常見的不過20種，每種沉積岩一般由1~3種主要礦物組成，最多不超過5~6種，沉積岩礦物據成因可分三類：碎屑礦物（繼承礦物）、粘土礦物和化學沉積礦物。

沉積岩所具有結構和構造，在概念上基本上同岩漿巖，但由於其成因不同，所以有一定的特殊性（結構構造）。所謂沉積岩結構（碎屑沉積岩）是指岩石中的礦物顆粒大小和形狀，如：

礫狀結構——顆粒直麼大於2公釐

砂狀結構——顆粒直麼2~0.1公釐，如砂岩

粉砂狀結構——顆粒直徑0.1~0.01公釐

稜狀結構——稜角明顯無磨損痕跡，如角礫岩

圓狀結構——接近球形，如礫岩

泥質結構——由小於0.01公釐細小粘土質類組成外觀均勻一致，如粘土巖。

層理是沉積岩的最重特徵之一，它與沉積環境有關，不同環境具有不同的層理，故在一定意義上來說，層理可以反映其沉積環境，當岩石風化強烈或石呈巨厚層時，往往不易識別層理，在這種情況下，可以根據岩石顆粒的粗細、顏色深淺或成分的變化來識別層理，對於碳酸鹽岩石的鑑定，因為在外表和成分上都很相擬，在野外工作時常用鹽酸（hcl）來幫助區別，具體方法如：

（1）石灰岩——在岩塊上鹽酸泡沫反應強烈，如果岩石粉末上加鹽酸則起泡極強烈。

（2）泥灰巖——因為含有雜質，含泥多的滴鹽酸後起泡，且混濁，起泡後留下小撮泥。含泥少的起泡後留下斑點。

（3）白雲岩——由白雲石組成，在岩塊上加鹽酸，起泡微弱，但在巖粉上則起泡較強烈。

我們在鑑定沉積岩時如同岩漿巖一樣，應該注意其礦物萬分及其構造。對化學巖和生物巖來說，礦物萬分是主要的鑑定標誌，對碎屑類沉積岩要根據其結構和構造來確定其所屬岩石種類，在沉積岩識別觀察中要：著重以上諸岩石特徵的鑑定，如砂岩（粗、中、細）粉砂岩、礫岩、石灰岩、白雲岩、泥灰巖等。

土壤學實驗指導書

土壤學實驗指導書

土壤學實驗指導書

土壤學實驗指導書完成

相關推薦