地質有哪些結構分相

⑴ 農業地質學是地學和農學相結合的橋梁

地學和農學從學科及服務領域都是不同的，但它們都以地球表層為研究對象。按科學發展趨勢，要求多學科交叉，因為學科交叉本身就是一種科技創新，但是它們必須有可以交叉的空間，能夠相互切入，融合一體構造新的學科，又能促進各自的深化和拓寬服務領域。農業地質學就是以土壤研究為主要切入點的農學與地學的交叉，是地學和農學相結合的橋梁。下面將從三個方面論述之。

（一）土壤質地

1.概念

土壤質地是根據其機械組成劃分的土壤類型，有人主張「土壤機械組成就是土壤質地」。土壤質地的類別和特點，主要繼承了成土母岩母質的類別和特點，又受自然的及人為的耕作、施肥、排灌、土地平整等成土作用的影響。故土壤質地是土壤的一種穩定的自然屬性，反映了母質來源和成土過程的某些特徵。因而常被作為土壤分類系統中基層分類依據之一，在制定土壤利用規劃、土壤改良和管理時，必須考慮土壤質地特點。

2.不同質地土壤的肥力特點

按土壤的質地土壤一般分為砂土、壤地、粘土三種類型，它們的肥力等基本性質不同，因而在作物種植、管理和工程施工上就有很大差別。

（1）砂質土

以砂土為代表，也包括缺少粘粒的其他輕質土壤（粗骨土、砂壤），它們都有一個鬆散的土壤固相骨架，砂粒很多而粘粒很少，粒間孔隙大，降水和灌溉水容易輸入，內部排水快，但蓄水量少而蒸發失水強烈，水汽由大孔隙擴散至土表而丟失。砂質土的毛細管較粗，毛細管水上升高度小，如地下水位較低，則不能依靠地下水通過毛細管上升作用來回潤表土，所以抗旱力弱。只有在河灘地上，地下水位接近土表，砂質土才不致受旱。因此，砂質土在利用管理上要注意選擇種植耐旱品種，保證水源供應，及時進行小定額灌溉，要防止漏水漏肥，採用土表覆蓋以減少土表水分蒸發。

砂質土的養分少，又因缺少粘粒和有機質而保肥性弱，人畜糞尿和硫酸銨等速效肥料易隨雨水和灌溉水流失。砂質土上施用速效肥料往往肥效猛而不穩長，前勁大而後勁不足，農民稱為「少施肥、一把草，多施肥、立即倒」。所以，砂質土上要強調增施有機肥，適時施追肥，並掌握勤澆薄施的原則。

砂質土含水少，熱容量比粘質土小，白天接受太陽輻射而增溫快，夜間散熱而降溫也快，因而晝夜溫差大，對塊莖、塊根作用的生長有利。早春時砂質土的溫度上升較快，稱為「暖土」，在晚秋和冬季，一遇寒潮則砂質土的溫度就迅速下降。

由於砂質土的通氣好，好氣微生物活動強烈，有機質迅速分散並釋放出養分，使農作物早發，但有機質累積難而其含量常較低。

砂質土體雖鬆散，但有的（如細砂壤和粗粉質砂壤）在泡水耕耙後易結板閉結，農民稱為「閉砂」。因為這些土壤中細砂粒和粗粉粒含量特別高，粘粒和有機質很少，不能粘結成微團聚體和大團聚體，大小均勻而較粗的單粒在水中迅速沉降並排列整齊緊密，呈現汀漿板結性。這種質地的水田在插秧時要邊耘邊插，混水插秧，但因土粒沉實，稻苗發棵難、分櫱少。

（2）粘質土

包括粘土和粘壤（重壤）等質地粘重的土壤，而其中以重粘土和鈉質粘土（鹼化粘土、鹼土）的粘韌性表現最為明顯。此類土壤的細粒（尤其是粘粒）含量最高而粗粒（砂粒、粗粉粒）含量極少，常呈緊實粘結的固相骨架。粒間孔隙數目比砂質土多但甚為狹小，有大量非活性孔（被束縛水占據的）阻止毛管水移動，雨水和灌溉水難以下滲而排水困難，易在犁底層或粘粒積聚層形成上層滯水，影響植物根系下伸。所以，採用深溝、密溝、高畦，或通過深耕和開深線溝破壞緊實的心土層以及採用暗管和暗溝排水管，以避免或減輕澇害。

粘質土含礦質養分（尤其是鉀、鈣等鹽基離子）豐富，而且有機質含量較高。它們對帶正電荷的離子態養分（如

）有強大的吸附能力，使其不致被雨水和灌溉水淋洗損失。農民群眾說「大糞不過丘，清水淌肥田」，正是說明粘質土的這一特性。

粘質土的孔細而往往為水占據，通氣不暢，好氣性微生物活動受到抑制，有機質分解緩慢，腐殖質與粘粒結合緊密而難以分解，因而容易積累。所以，粘質土的保肥能力強，氮素等養分含量比砂質土中要多得多，但「死水」（植物不能利用的束縛水）容積和難效養分也多。

粘質土蓄水多，熱容量大，晝夜溫度變幅較小。在早春，水分飽和的粘質土（尤其是有機質含量高的粘質土），土溫上升慢，農民稱之為「冷土」。反之，在受短期寒潮侵襲時，粘質土降溫也較慢，作物受凍害較輕。

缺少有機質的粘土，往往粘結成大土塊，俗稱大泥土，其中有機質特別缺乏者，稱死泥土。這種土壤的耕性特別差，干時硬結，濕時泥濘，對肥料的反應呆滯，即所謂「少施不應，多施勿靈」。粘質土的犁耕阻力大，所以也叫「重土」，它干後龜裂，易損傷植物根系。對於這類土壤，要增施有機肥，注意排水，選擇在適宜含水量條件下精耕細作，以改善結構性和耕性。

此外，由於粘土的濕脹干縮劇烈，常造成土地裂縫和建築物倒塌。

（3）壤質土

它兼有砂質土和粘質土之優點，是較為理想的土壤，其耕性優良，適種的作物種類多。不過，以粗粉粒占優勢（60%～80%以上）而又缺乏有機質的壤質土，即粗粉壤，汀板性強，不利於幼苗紮根和發育。

3.控制不同質地土壤的主要因素

（1）組成土壤土粒的粗細決定土壤質地

如前所述，土壤的機械組成就是土壤質地，這里的「機械」是指構成土壤固相骨架的基本顆粒即土粒。據此可以認為土壤質地就是粗細不一的土粒組構。因此農學對土壤的土粒很重視，按其粗細對土粒的粒徑進行了分級，建立了土壤的粒級制（表2-2）。

表2-2 常見的土壤粒級制

此表引自：黃昌勇，2001，土壤學，中國農業出版社。

土壤質地就是按粒級劃分出砂土、壤土、粘土三個類型（表2-3）。

（2）土粒粗細（粒級）由組成的礦物控制

組成土粒的礦物分原生和次生兩類。原生礦物質直接來源於母岩，其中岩漿岩類是其主要來源，其次為變質岩類；次生礦物是在岩石風化過程和成土過程中由原生礦物分解轉化而成的。如鋁硅酸鹽類岩石的原生礦物風化轉變為次生礦物如圖2-2所示。

由於兩類礦物來源的差異，在土壤土粒中顆粒大小也就有差異，一般是原生礦物主要存在粗粒級土粒中，次生礦物主要存在於細粒級土粒中。1986年殷細寬對華南的成土母岩為花崗岩的紅壤的礦物組成的研究表明，粗粒級者多為原生礦物，細粒級者則多為次生礦物（表2-4）。

表2-3 中國土壤質地分類

此表來源同表2-2。

圖2-2 粘粒礦物一般的風化順序

（3）土壤（粒）礦物與母質母岩礦物有繼承性

原生礦物的主要種類有石英、長石類、雲母類、鐵鎂礦物類、碳酸鹽類和硫化物類，它們風化後在土壤中的表現：

石英：只有物理風化使其破碎，故是土壤中礫石和砂粒的主要組成礦物。

長石類：各類長石均易化學風化，受二氧化碳及水的作用後正長石就會形成以高嶺石為主的粘土礦物，斜長石除形成高嶺石粘土礦物外，還可形成蒙脫石和埃洛石等粘土礦物；在某些條件下如乾旱區，長石類受物理風化、崩解，在土壤中，特別在幼年期土壤中也可成為砂粒成分。

表2-4 我國華南幾種主要土壤中各粒組之礦物組成

雲母類：黑雲母易於風化，在化學風化過程中常被分解，在土壤中形成鐵的氧化物及粘土礦物；白雲母較黑雲母穩定，常裂成薄碎片出現在土壤中，只是當其處於強風化時才變為水雲母、高嶺石和其他簡單物質存在於土壤中。

鐵鎂礦物：易於化學風化，風化後鐵、鎂游離成為氧化物在土壤中留下紅棕色的氧化鐵痕跡，其他部分則在土壤中形成蛋白石與埃洛石等。

碳酸鹽類：是造岩礦物中最易溶解的礦物，尤其在生物活動繁盛、水中含CO₂較多的地方，可形成易溶的重碳酸鹽隨水移走，故在土壤中常被全部淋失；但是當環境改變時，CO₂析出，重碳酸鹽又變為碳酸鹽沉澱在土壤中而形成「假菌絲體」的新生體和碳酸鹽結核。

硫化物：較易化學風化，一般是通過氧化作物形成硫酸鹽和硫鹽，同時強烈降低土壤的pH值。

上述礦物通過化學風化可在土壤中形成粘土礦物，常見的粘土礦物類如表2-5所列。

表2-5 我國土壤中常見的次生粘粒礦物^[13]

在各類岩石中的原生礦物（也可稱造岩礦物）的種類、含量是不同的，當其成為成土母岩受到風化作用和成土作用形成土壤後，土壤（粒）的礦物對母質母岩的礦物有繼承性。主要表現：一是土壤（粒）的砂粒礦物，如石英、長石、白雲母等自然來自母質母岩；二是土壤（粒）的粘粒礦物為原生礦物次生變化而來，其種類和含量與母質母岩的原生礦物種類和含量有關。因此土壤的粘粒礦物和母質母岩的原生礦物也具有繼承性，只不過不像砂粒礦物那樣直接。

（二）土壤養分

土壤養分是土壤化學組成中對作物生長發育形成產量所必需的那些元素，它是構成土壤肥力的基本成分。土壤養分與其成土母質母岩有直接和間接的繼承性。

土壤的原生礦物含有豐富的常量和微量元素（表2-6），它們是作物養分的重要來源，如原生礦物中含有豐富的Ca,Mg,K,Na,P,S等元素是供給作物和土壤中的微生物所需養分。前已述及，原生礦物來自成土母岩，成土母岩類型不同，所含原生礦物也就不同，因而土壤的養分就不同。這一點，土壤工作者的有關研究有充分的說明，例如《湖南土壤》^[4]一書在論述母岩對土壤化學組成時認為「母岩的礦物組成不同，其風化物發育而成的土壤在化學成分和礦質養分的含量上有顯著差異」，指出湖南省主要的七大類成土母岩類型所形成的土壤在SiO₂,Al₂O₃,Fe₂O₃,TiO₂,MnO,CaO,MgO,Na₂O,K₂O,P₂O₅等有顯著差異。並由此得出結論：花崗岩發育的土壤Al,K含量較高，Si,Mg,Mn較低；淺變質板頁岩類發育的土壤P,K較豐富；砂岩類發育的土壤Si含量豐富，紫紅色碎屑岩類發育的土壤礦質養分含量一般；石灰岩類發育的土壤P,K一般而富Mg，等等。

表2-6 土壤中主要的原生礦物組成

（三）微量元素科學的發育促進了地學與農學的結合

微量元素科學20世紀後期至21世紀初有了長足發展，涉及了許多領域，其中關於岩石－土壤－生物的相關性即地學與農學相結合的農業地質研究內容主要有以下幾個方面。

1.微量元素與生物的關系

1）為生物所需要的一切元素都包含在地球表面上的（岩石圈）92個天然元素中，即位於周期表前面的元素。就人體而言，周期表中前面的12個元素占其總重的99.954%^[6],0.006%為微量元素，則是位於周期表靠後面的元素。微量元素對於生物的作用，如以它的營養性和毒性來衡量，則在同一周期內（同一族內），自左至右（自上而下）其毒性隨著原子序數的增大而增大，營養作用則隨其增大而減少。因此，元素對於生物的作用服從元素周期律^[7]，而地殼中的元素分配與分布也服從元素周期律。

2）微量元素在生物體中所佔比重雖然非常微小，但它在新陳代謝過程中對某些酶，蛋白質和激素的構成起著十分重要的作用，如鋅至少有80種酶的活性與它有關^[8]。

3）微量元素的營養學意義，就其重要性來說，並不亞於蛋白質、脂肪、澱粉、維生素，特別是它不能像維生素等那樣能夠在體內合成，因此它更是不能缺少的[⁸]。

4）作物所必需的營養元素在作物體內不論數量多少，都是同等重要的，任何一種營養微量元素的特殊功能都不能被其他元素所代替，這就是土壤學中的營養元素的同等重要律和不可代替律。

5）微量元素對於生物的作用服從伯特蘭德最適營養濃度定律。這條定律是由法國生物學家G.伯特蘭德（Bcrtrand）創立的，其內容是「植物缺少某種必須的元素時就不能成活，當元素適量時就能茁壯成長，但過量時又是有毒的」。

20世紀70年代初，英國地球化學家埃利克·漢密爾頓（Eric.Hamilton）領導的一個小組分析了幾乎所有東西的最常見的60個元素，分析精度達10^-9～10^-12g，結果發現「地殼的元素豐度與任何一種人體組織中的元素豐度是相似的，在對數坐標中比較了岩石與人體血液中各元素的豐度，除了原生質中的主要成分碳、氫、氧、氮和岩石中主要成分硅外，兩種樣品中元素豐度的相關性是驚人的」（圖2-3）。

漢密爾頓的發現表明：第一，人體組織的元素組成與岩石的元素組成息息相關，前者受制於後者。第二，人體組織獲得元素是通過食物鏈，食物是大農業生產品及其加工而成，其元素的獲得過程有如李正積所總結的營養元素動態平衡模式所示，即「岩石是元素的天然供應庫→衍生成土壤對母質元素的繼承性→植物選擇性吸取元素生長發育」。這個模式最重要之點是指出岩石是各類作物所需元素的天然供應庫。這一點與前蘇聯學者B.B.得伯羅烏利斯基所指出的「對於地面植物來說，分散元素的主要儲備基地是成土母岩」是一致的^[10]。第三，根據元素動態平衡模式，植物的元素是由岩石供給的，而岩石中的元素種類及其含量有差異，而此是決定於環境的地球化學條件的，在不同的地球化學環境中，元素及其組合是不同的，因而它供給的元素在其他條件相同的情況下，按伯特蘭德最適營養濃度定律一般存在三種情況。第一種情況，在一些地區，能夠適量供給某些作物使其茁壯成長而形成該地區的優勢作物；第二種情況是在另一些地區，元素的供應不適量，使作物不能正常生長而形成該區的劣勢作物；第三種情況則是在一些具有某些特殊元素或特殊的元素組合的地區，它能夠滿足某種作物的特殊需要而使作物具有獨特的風味，即形成所謂名優特產。第四，由於微量元素對於生物有如此重要的作用，因此近年來從醫學，營養學（包括對動物，植物）的角度出發，研製和生產了品種繁多的微量元素制劑，主要有微量元素葯劑、微量元素營養劑、微量元素飼料添加劑、微量元素肥料等。其中微量元素肥料已成為農業生產必不可少。我國使用的微肥種類主要是銅、鉬、鋅、硼和稀土，它們的增產效應都很顯著，如稀土微肥在國內許多地區施用其增產幅度和經濟效益非常可觀。

圖2-3 人體血液和地殼中元素含量的相關性^[9]

按上述各點，微量元素科學已經涉及許多領域，特別在生命科學中，微量元素已成為人體的必需。這些微量元素，經過了由岩石到土壤到植物及食物鏈構成的循環，因而微量元素科學的發展會促進它們之間的結合，首先是岩石與土壤的結合。

2.影響土壤微量元素的第一位因子是母質母岩

湖南省環境監測中心湖南土壤背景研項目在全省21.8萬km²面積上採集土壤樣、岩石樣，共獲有效數據21300個，以其分析土壤微量元素影響因子的重要性時，大多數微量元素是母岩母質為第一位（表2-7）。

表2-7 湖南土壤微量元素影響因子重要性順序表

（四）農業化學和地球化學^[5]

1.基本概念

（1）農業化學

農業化學誕生於19世紀40年代，是研究植物營養、土壤養分、肥料性質及其合理施用的理論和技術的科學。

「植物營養」是指植物在生長發育和形成產量的過程中，必須從環境中吸取的礦質元素。礦質元素分為常量元素（C,H,O,N,P,K,Ca,Mg,S）和微量元素（Fe,B,Mn,Zn,Mo,Cu,Cl等），它們對植物的營養作用主要在三個方面：一是在代謝過程中轉化為植物體內結構並構成其重要化合物的組分；二是參與生化反應和能量代謝；三是在生化過程中起緩沖和調節作用。以上對植物營養的觀點稱之為「植物礦質營養說」。這之前一種廣為流傳的觀點是腐殖質為植物唯一營養給源；另一種觀點認為水是植物唯一的營養要素；還有一種觀點則認為鹽分是一切作物生活和生長的基礎。這些觀點是在當時化學分析方法很不完善，測試技術精度很不高的情況下得出的，是片面的甚至是荒謬的。「植物礦質營養說」的創立者是德國化學家、農業化學家、當代農業化學奠基人李比希（Justus Von Liebig,1803～1873），他通過大量的化學分析，指出能為植物吸收的養分是礦物質，在當時即稱為「植物礦物質營養學說」；進一步的研究得出不斷栽培作物，土壤中礦物質養分勢必被消耗，如不把作物從土壤中攝取的那些養分歸還給土壤，則土壤會變得貧瘠，這一論點被稱之為「養分歸還說」；李比希繼礦物質營養說和養分歸還說之後還創立了「最小養分律」。他指出，在作物生長所需各種礦質養分中，如有一個礦質養分含量最少，即使其他礦質養分雖然很豐富，也難以提高作物的產量，亦即作物產量受最小養分的限制。

「土壤養分」是指土壤中所含的植物所需的礦質元素。礦質元素在土壤中的含量稱全量，全量只反映土壤對植物養分的供應潛力，而不是實際的供應水平。實際供應水平決定於礦質元素的形態，其形態可分四類：第一類為自由態，是可以溶解在土壤水溶液中的離子，稱水溶態養分；第二類是弱結合態，是吸附於土壤顆粒表面，通過解吸可與自由態養分處於平衡狀態，稱可交換態養分；第三類為易活化的結合態，稱易活化態養分；第四類為難活化的結合態養分。以上四類養分，第一類和第二類為有效養分，第三類為中等有效性養分，第四類為土壤儲備養分。

「肥料」是用以調節植物與土壤間養分供需矛盾，為植物生長提供良好營養環境的物料。肥料一般分為直接肥料和間接肥料，直接肥料是含有植物所需的營養元素，對植物具有直接營養作用的一類肥料；間接肥料系用以調節土壤酸鹼度、改良土壤結構、改善土壤理化性質為主要功效的肥料。

「肥料合理施用」是指能夠適度提高土壤礦質營養元素以保障作物所需養分，是建立在作物營養診斷基礎之上的。作物營養診斷是通過研究作物的形態、生理、生化等的變化，用以判斷作物的營養狀態。作物的營養狀態可以分為缺乏、適宜和毒害三個范圍。缺乏范圍是指營養元素含量達到臨界濃度之前，作物產量隨元素補給而上升的范圍；適宜范圍是指作物產量不隨營養元素含量提高而上升；毒害范圍是營養元素過剩，使作物生長受阻，產量下降，甚至死亡。因此，根據作物診斷結果對缺乏范圍應適宜施以直接肥料，對毒害范圍應施以間接肥料降低元素的毒害作用。

綜上所述，農業化學研究內容主要是植物營養、土壤養分、肥料和作物營養診斷。在現階段還提出了對植物營養遺傳學的研究，即是將植物營養生理、生物技術與統計學緊密結合在一起，使植物營養遺傳學水平，由不同基因型營養特性差異的比較提高到分子生物學水平，為耐營養脅迫和耐逆境土壤的植物種類的栽培，即充分利用土壤的宜種性提供依據。

（2）地球化學

地球化學是研究地殼的化學成分和元素在其中的分布、分配、集中、分散、共生組合、遷移規律和演化歷史的科學，特別強調元素的遷移集散。以農業（植物為主體）為目的的地球化學主要是表生作用地球化學，即風化帶和土壤的地球化學，也就是元素在風化帶和土壤中的遷移集散。風化帶是指地殼岩石在風化過程中，活動組分被淋溶遷出後殘留在原處的且被逐漸富集起來的穩定組分。土壤是風化帶經過成土作用逐漸發育起來的產物。一般將風化帶稱成土母質，而緊靠其下未風化的基岩稱成土母岩，但如果風化物經遷移在異地沉積或淤積，則其沉積物或淤積物也可經成土作用形成土壤，那麼沉積物或淤積物就是成土母質，其下的基岩就不是成土母岩。例如第四紀更新統紅土是第四紀紅壤的成土母質；第四紀全新統河、湖沖積物是第四紀潮土的成土母質。

按以上敘述，表生帶是由土壤、風化帶和基岩（有或無）組成的，自上而下分為：

湖南農業地質及其應用

風化帶——C層（土壤母質層）土壤物質的來源層。

基層——D層（土壤母岩層）土壤物質的原始來源層。

在風化和成土過程中，按地球化學原理，元素的遷移集散主要影響因素是岩石礦物本身的耐風化性、氣候及地形條件，再就是生命活動。對以農業為目的的地球化學研究，必須強調生命活動對元素遷移集散的作用，它主要表現在三個方面：一是生命體（植物）對元素的吸收，早在20世紀初，B.N.維爾納茨基就發現50～60種元素被植物吸收存在於生命物質中，到現在，通過研究，組成生命物質的元素已達70餘種；二是植物吸取元素有強烈的選擇性；三是植物的生命活動產生CO₂、O₂、NH₃、H₂O和腐殖質影響土壤環境的物理化學條件，進而影響元素的遷移集散。例如腐殖質的胡敏酸和富里酸可以形成pH 值為3～4，甚至更低的水溶液，致使許多金屬元素在這種酸性介質中活化進人土壤水溶液中。又如腐殖質在地表常呈膠體狀態且一般帶負電荷，因而吸附金屬陽離子；同時所有金屬離子都能與腐殖質形成螯合物。膠體的吸附和螯合物能使金屬離子固定在土壤中，從而降低了金屬離子的活性。

2.農業化學的實質是一個地球化學過程

農業化學作為一門學科的誕生就是植物礦質營養說的提出，植物的礦質營養就是指植物所需要的元素。農業化學對所需元素的研究，包括對它的來源、含量、分布和可給性等方面的研究。指出其來源主要是成土母岩和成土母質，並由此決定了在土壤中的初始含量。經過風化和成土作用，對初始含量、結合特性、在剖面中的分布會有所改變，這一改變實質上就是元素遷移、集散的地球化學過程。

農業化學按土壤礦質營養元素含量對植物的缺乏、適宜和過剩以研究其肥料施用品種及其合理施用量，是一種人為作用土壤礦質營養元素的遷移集散，實質上也是一個地球化學過程。

農業化學目前強調對植物營養遺傳學的研究並作為該學科研究發展方向，就是通過植物對營養元素的選擇性吸收來了解其「吸取養分的顯著基因型差異」和「抗逆境條件的生理反應存在極大基因型差異」，以合理開發土壤資源，按作物的土宜性（宜種性）提高農田生態系統的生產力，其研究重點或突破點仍然是以土壤礦質營養元素為主，故其實質也仍然是一個地球化學過程。

綜上所述，在農業化學中的礦質營養元素的變化過程，實質就是一個表生地球化學過程。因此，應當吸取地球化學學科的經驗，結合地球化學特別是表生作用地球化學進行研究，從而使農業化學研究更加深入，上升到一個新的高度。

3.以農業為目的地球化學研究的理論基礎是農業化學

農業化學的經典理論「礦質營養說」、「養分歸還說」、「最少養分律」、「植物營養遺傳」等是用以闡明礦質營養元素在成土母質（母岩）—土壤—作物的轉換過程中，對作物生長發育和形成產量和質量的意義，它的最終目的是落實在作物的產量和質量上。前已述及礦質營養元素在成土母質（母岩）—土壤—作物的轉變過程實質上是元素遷移集散的表生地球化學過程，因而農業化學應引進地球化學，主要又是表生地球化學。如此，按農業化學進行的地球化學研究與以往的地球化學研究有什麼不同呢？以往的地球化學，包括表生地球化學主要對各類地質體的元素分配分布的研究，是以礦產為目的的，如果涉及了對植物的研究，那麼也只強調它作為一種生命活動對元素分布分配的影響，而不考慮對植（作）物產量和質量的影響。現在將其應用於農業，也要以植（作）物產量和質量為目的，那麼就要與農業化學相結合，要以其經典理論為基礎來論述表生地球化學過程，只有這樣服務於農業才能有的放矢、具有實用價值，並能為農業部門所認同。

綜上所述，土壤質地決定了土壤的肥力特點；土壤質地又決定於由其構成的不同粒徑的土粒；土粒則是大小不一的礦物顆粒組成，其中原生礦物一般較粗成為土壤中的主要砂粒，由原生礦物衍變成的次生礦物成為土壤中的粘粒；原生礦物來源於岩石即成母岩，故成土母岩類型不同，原生礦物種類及含量就不同，以致使土壤質地不同；土壤養分也受岩石即成土母岩的影響，特別是土壤微量元素的影響因子第一位的是母岩母質，故成土母岩不同，土壤養分也就有差異。因此土壤的質地和養分都受岩石即成土母岩的影響，它們之間有直接和間接的繼承關系。

岩石的礦物和化學組成是地學的岩礦學、地球化學的主要研究內容，由岩石風化到形成土壤是表生地球化學研究內容。作為地學原有領域講其目的是為找礦服務，從而積累了非常豐富的系統的且時常更新的資料，特別是近年來開展的多目標國土資源大調查，針對農業環境有目的地做了大量工作。

土壤的礦物和化學組成即養分和質地是農學的土壤學、農業化學的重要研究內容，雖然對母岩也進行研究，但只是一般性的了解，有關這方面的內容多是引述地學的基礎資料。

從現代農業出發，引進地學理論和應用豐富的地質資料，土壤學是首當其沖的重要內容，實際上只有這樣，土壤學才能注入活力得以發展；同時地學也只有將其有關理論和資料，應用於涉及地球表層的其他學科如土壤學，也才能增加活力，拓寬服務領域，才能走出單一的為找礦服務而全方位地為社會服務。故而地學主動服務於農學，將其豐富的地質資料為土壤學所認同並在農業生產中予以實踐，地學才會發展。因此地學與農學的結合使農業地質學應運而生，農業地質學就架構地學與農學相結合的橋梁，如圖2-4所示；這種橋梁作用也可以土壤圈的構成得到說明。土壤圈是在土壤形成因素說及土壤地帶性學說提出後，明確土壤是一個獨立的歷史自然體的基礎上發展起來的，趙其國院士提出「土壤是岩石圈、水圈、生物圈和大氣圈相互作用的產物（圖2-5）；土壤圈內各種土壤類型、特徵和性質，都是過去和現在的岩石、大氣、水及生物相互作用的記錄與反映；土壤圈與岩石圈的礦質元素循環表現為以岩石為基礎的成土過程或地質過程元素的遷移和物質循環（圖2-6）」。顯然，土壤圈是農學研究主要對象，岩石圈則是地學研究主要對象。現代農學（土壤學）和現代地學的發展需要共同地並同等重要地研究這兩個圈，這是農業地質的主要任務之一，由此也足可說明農業地質學是架構地學與農學的橋梁。

圖2-4 農業地質學是地學與農學結合的橋梁

圖2-5 土壤圈的地位

圖2-6 土壤圈的內涵

⑵ 在嵩山地質公園里有一條界限，兩邊是相隔18億年的岩石，請問這兩種岩石分別是什麼岩石

由太室山與少室山組成，主要是 岩漿岩、沉積岩、變質岩

⑶ 下圖中甲、乙是相同比例尺的同一地區等高線地形圖和地質分布圖。讀圖回答1—2題。 1、據圖可判

⑷ 某一地區出現的地層為C、P和J地層，P和J地層之間在地質圖上地層分界線相互平行，則P和J地層之間為

D 侏羅系J和二疊系P之間還隔有三疊系T ，有地層缺失，是不整合，但是分界線相互平行，類似於整合，所所以為假整合又叫平行不整合

⑸ 地質和化探樣品中鉻的物相分析

方法提要

本分析系統提供了三類礦物的物相分析方法。方法採用濕法磁選分離磁鐵礦中Cr，用稀H₂SO₄加HF浸取硅酸鹽礦物中Cr，最後殘渣為鉻尖晶石中Cr。適用於礦物、岩石、化探樣品中Cr的物相分析。分析流程見圖1.18。

試劑配製

均為常用試劑。

分析步驟

（1）磁鐵礦中鉻的測定。稱取0.2～0.5g粒徑小於0.075mm的試樣於培養皿中，加水淹沒，用帶銅套（或玻璃管）的磁鋼進行磁選。套頭表面磁場強度應為（900±100）Oe

①

，下同。，經反復精選，磁性部分轉入錐形瓶中，加40mL HCl（1+1），在沸水浴上浸取1h。溶液測定Cr，當Cr含量高時，用摩爾鹽滴定法測定。Cr含量低時用FAAS法測定。非磁性部分過濾之，殘渣留作下一相測定。

圖1.18 鉻礦石中鉻的物相分析流程

（2）硅酸鹽相鉻的測定。上述殘渣和濾紙置於瓷坩堝中灰化，在500℃灼燒30min，轉入聚四氟乙烯燒杯中。加入30mL H₂SO₄（1+1），10mL HF，在沸水浴上浸取1h。用塑料漏斗過濾，用水將全部殘渣沖洗到濾紙上，擦凈燒杯，洗殘渣2～3次，濾液同1項測定Cr，殘渣留作測定下一相。

（3）鉻尖晶石相鉻的測定。上述殘渣連同濾紙置於剛玉坩堝中，灰化後，在700℃灼燒20～30min。取出，冷卻。加2g Na₂O₂在700℃熔融後，用水浸取，制備成待測定的溶液，同1項測定Cr。

注意事項

（1）樣品中如無磁鐵礦中Cr，可直接稱樣測硅酸鹽相中的Cr。

（2）如樣品中沒有鉻鈣榴石（3CaO·Cr₂O₃·3SiO₂），在浸取硅酸鹽相Cr時，也可採用50mL HCl微沸加熱30min浸取。

⑹ 地質錄井上怎樣區分顏色相近的泥岩和凝灰岩

主要看層狀：
凝灰岩是岩漿岩，噴出相的，沒有層狀的。
泥灰岩是沉積岩，水成相的，成層狀。

⑺ 地質學上研究三角洲沉積相時有時提到「分流河道」有時提到「分支河道」有區別嗎

是一樣的概念

一、三角洲的發育過程

三角洲相位於海陸之間的過渡地帶，是海陸過渡相組的重要組成部分。它是由河流攜帶的大量泥砂物質在河口地區，因坡度減緩，水流擴散，流速降低而沉積下來，形成頂尖向陸的三角形沉積體。

三角洲的發育一般經歷下述兩個階段。

1．形成河口沙壩和河道分叉

河流入海的河口區，水流展寬和潮流的頂托作用使流速驟減，河流底負載下沉而堆積成水下淺灘。淺灘淤高、增大、露出水面，形成新月形河口沙壩。水流從沙壩頂端分叉而形成兩個分支河道(分流河道)，並向外側擴展。分支河道向前發展，在河口處又出現新的次一級河口沙壩。這一過程的不斷重復，就形成了一個喇叭形向海延伸的多叉道河網系統，三角洲雛形便隨之形成。

2．決口扇的形成與三角洲的延伸

隨著河道不斷向海延伸，河床坡度減小，流速減緩，河床淤高。坡度減小至一定程度，泄流不暢，洪水季節洪流沖決天然堤，呈散流傾瀉於濱海平原或叉道間海灣，流速驟減，沉積物逐漸淤積而成決口扇灘，從而使三角洲在橫向上逐漸擴大。河流沖決天然堤後，取道於較大坡度的新河床入海。舊河道淤塞，泥砂供應斷絕，加之海浪的改造和侵蝕，使原來的三角洲廢棄，而在其旁側新河道入海處，新的三角洲開始發育成長。隨著時間的推移，三角洲的廢棄和發育相互轉化，交替出現，結果各三角洲彼此連接和部分疊合，形成三角洲復合體。

⑻ 地質樣品中鎘的物相分析

下面介紹的鎘的物相分析方法可測定地質樣品中的氧化作用、硫化物相和鐵氧化物結合相。

方法提要

本分析系統可測定氧化物相（主要為碳酸鹽）、硫化物相和結合相（鐵錳氧化物和硅酸鹽）中Cd。方法採用乙酸（1+9）在沸水浴上浸取鎘的氧化物。用飽和溴水室溫振盪浸取鎘的硫化物。殘渣及濾紙經灰化，灼燒後，用HF和HCl處理，測定結合相中鎘。採用GFAAS法測定鎘，檢出限為w（Cd）=0.01×10^-6，適用於礦石和土壤中痕量隔的物相分析，對含量較高的鎘可用FAAS法測定。分析流程見圖1.15。

圖1.15 地質樣品中鎘的物相分析流程

設備和試劑配製

無火焰原子吸收光譜儀。

混合溶液 氨水和250g/L（NH₄）₂CO₃溶液按2：1混合。

鎘標准溶液 稱取200mg 金屬鎘，加少量HNO₃溶解，蒸干，再加少量HCl 溶解，用水洗入200mL容量瓶中定容。此溶液含1.00mg/mL Cd，作為儲備溶液。將此溶液用HCl（1+99）稀釋成0.50μg/mL的工作溶液。

分析步驟

（1）氧化物中鎘的測定。稱取0.1～0.5g試樣於200mL錐形瓶中，加入50mL乙酸（1+9），置於沸水浴上浸取30min，取下稍冷後，用慢速濾紙加紙漿過濾，濾液接入150mL燒杯中，用乙酸（2+98）洗錐形瓶1～2次，洗殘渣3～4次，濾紙連同殘渣轉入原錐形瓶中，保留用於測定下一相。濾液經適當處理後，用GFAAS法測定Cd。

（2）硫化物相中鎘的測定。向原錐形瓶中的不溶殘渣加入50mL飽和溴水，加塞後置於振盪器上振盪30min，取下用中速濾紙過濾，用水洗錐形瓶2～3次，洗殘渣及濾紙至無黃色為止（上述操作在通風櫥內進行）。殘渣保留，用於測定下一相。濾液經適當處理後，同氧化物相測定Cd。

（3）鐵硅結合相中鎘的測定。浸取硫化物後的殘渣連同濾紙轉入瓷坩堝中，在電熱板上炭化後，置於馬弗爐中於400～500℃灼燒30min。將殘渣轉入聚四氟乙烯燒杯中，加20mL HCl，在電熱板上溶解片刻後，加5mL HNO₃、2～3mL HF，待試樣溶好後，蒸發至干。用水洗杯壁，加5mL HCl重復蒸干一次。加3mL王水（1+1），加熱使鹽類溶解。以下同前述測定Cd。

（4）分相後鎘的測定。向分相後的濾液加入5mL HNO₃，蒸發至干，取下，加3mL HCl，蒸至近干，加3mL王水（1+1），加熱至鹽類溶解，取下，稍冷，滴加10mL混合溶液，加入1mL H₂O₂，轉入25mL比色管中，加入1g硫脲，用水定容。放置至溶液澄清，用GFAAS法測定Cd。

注意事項

（1）測定Cd時，溶液中以含有30～50mg Fe為宜，如含Fe少時，應在用氨水沉澱前補加Fe。

（2）含Mn高於5 mg時，加混合溶液沉澱後加熱煮沸3min。

⑼ 地質勘探員發現,河流入海口處沙島沙粒成分與圖中甲地區岩石成分相同，運用外力作用的知識，解釋形成這

你的提問無法解釋：1、未見圖不知距離遠近；2、現代入海口不會有粗砂但沒描述沙粒的大小，具體位置也沒提；3、專業人員都明白外力作用的意思，這長遠搬運的結果才會出現沙粒。你這交代不清楚啊如何回答呀

⑽ 地質樣品中鎵的物相分析

方法提要

本分析系統可測定閃鋅礦、褐鐵礦、黃鐵礦、硅酸鹽和鋁土礦中的鎵。用飽和溴水浸取閃鋅礦相，各種礦物的浸取率：閃鋅礦為93.5%～95%，褐鐵礦、黃鐵礦為零，斜長石為3.8%，鋁土礦為1.5%～3.0%。用HCl⁃SnCl₂浸取褐鐵礦相時，黃鐵礦、長石、鋁土礦的浸取率均接近於零。用HNO₃（1+9）浸取黃鐵礦時，各種礦物浸取率：黃鐵礦為100%，斜長石和鋁土礦均為零。殘渣測定硅酸鹽和鋁土礦中鎵，採用吸光光度法測定各相中的鎵。檢測限為w（Ga）=0.5×10^-6。本法可用於地質和化探試樣中鎵的物相分析。分析流程見圖1.27。

圖1.27 地質樣品中鎵的物相分析流程

試劑配製

浸取劑CaⅠ 飽和溴水。

浸取劑CaⅡ 5g/L SnCl₂的HCl（1+1）溶液。

浸取劑GaⅢ HNO₃（1+9）。

羅丹明B 溶液 0.5g 羅丹明B 溶於100mL HCl（1+1）中。

硫脲 0.5g 硫脲溶於100mL HCl（1+1）中。

鎵標准儲備溶液 稱取0.0269g 光譜純Ga₂O₃於100mL 燒杯中，加20～30mL HCl（1+1），在水浴上加熱溶解，冷後用HCl（1+1）移入200mL 容量瓶中定容。此溶液為0.1 mg/mL Ga。

鎵標准溶液 吸取2mL 鎵標准儲備溶液於100mL 容量瓶中，以HCl（1+1）定容。此溶液為2μg/mL Ga。

分析步驟

（1）閃鋅礦中鎵的測定。稱取0.2～0.5g試樣於200mL錐形瓶中，加入60mL浸取劑GaⅠ，室溫振盪60min，取下，用中速濾紙加紙漿過濾，測定濾液中的Ga，即為閃鋅礦中的Ga。

（2）褐鐵礦中鎵的測定。將上述過濾後的殘渣轉入原錐形瓶中，加入40mL浸取劑GaⅡ，加熱至微沸，並保持20～30min，過濾。濾液測定Ga，即為褐鐵礦中的Ga。

（3）黃鐵礦中鎵的測定。將（2）過濾後的殘渣轉入原錐形瓶中，加入40mL浸取劑GaⅢ，加熱煮沸，保持30min，過濾，測定濾液中的Ga，即為黃鐵礦中的Ga。

（4）硅酸鹽和鋁土礦中鎵的測定。經過以上三相處理過的殘渣，連同濾紙灰化，灼燒。將殘渣轉入聚四氟乙烯燒杯中，加15mL HCl、5mL HNO₃、5mL HF，低溫溶解，加5mL H₂SO₄，加熱至冒煙，如有不溶物，說明有鋁土礦，可用K₂S₂O₇熔融。最後轉為HCl（1+1）介質，萃取後測定Ga，即為硅酸鹽和鋁土礦中的Ga。

（5）Ga的萃取吸光光度法測定。以上各相濾液加HCl、HNO₃和H₂SO₄，加熱蒸發冒煙後，轉為HCl（1+1）溶液，移入分液漏斗中，用150g/L TiCl₃溶液還原Fe³⁺後，加1mL羅丹明B溶液，加5mL甲苯-甲基異丁基甲酮（3+2）混合萃取劑，萃取1min，在波長560nm，用1cm吸收皿，測定Ga的吸光度，用工作曲線法求得Ga的含量。

注意事項

（1）萃取顯色酸度為HCl（1+1）。

（2）TiCl₃溶液應作空白檢查。

（3）萃取顯色後的有機相，應避免光照射。

（4）在浸取褐鐵礦中Ga的過程中，必須保持Fe呈Fe²⁺狀態，如有黃色Fe³⁺存在，應加入SnCl₂還原。