土壤营养元素检测方法文档格式.docx
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一般采用摩氏硬度计来确定矿物的相对硬度（表1-1）。
表1-1
硬度
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
代表
矿物
滑石
石膏
方解石
萤石
磷灰石
正长石
石英
黄玉
刚玉
金刚石
野外测定矿物硬度，常用一些简单的器具来代替摩氏硬度计。
如指甲（硬度2.5）、铜器（硬度3.0）、铁器或玻璃片（硬度5~5.5）、钢器（6.5）、软铅笔（硬度1.0）；
自然界中硬度大于7的矿物是很少见的。
6.解理：
矿物受外力作用后，沿着一定方向的面裂开，称解理。
裂开后形成的光滑面称为解理面。
有如下几种：
（1）极完全解理：
矿物极易裂成薄片状，解理面完整而光滑。
如云母、绿泥石等。
（2）完全解理：
受力后沿解理面裂成小块，解理面光滑，断口少见。
如方解石。
（3）中等解理：
在破裂面上可大致看出平整的解理面，断口经常可见。
如长石、辉石等。
（4）不完全解理：
解理面不清晰，难以发现。
如磷灰石。
（5）极不完全解理：
实际上是无解理。
7.断口：
是矿物受力打击后，不沿一定方向断裂，而出现不规则的断裂面。
可分为以下几种：
（1）贝壳状断口：
断裂面有类似同心圆的起伏，似贝壳的外形。
如石英。
（2）锯齿状（参差状）断口：
断裂面有锯齿状或片状的尖棱。
如纤维石膏。
（3）阶梯状断口：
断裂面局部与解理面相交形成一个角。
如斜长石。
（4）土状断口：
有平坦而粗糙的表面。
如高岭土。
除以上几种物理性质外，还有透明度、比重、弹性、气味、感觉等。
三、实验材料
石英、正长石、斜长石、云母、角闪石、辉石、方解石、高岭土、褐铁矿、赤铁矿等。
四、实验工具
小刀、瓷板、放大镜、稀盐酸、铁钉、玻璃片等。
五、鉴定步骤
根据各种矿物的主要物理性质，按以下步骤进行鉴定：
1.先观察矿物的颜色、结晶性状和光泽。
2.以简单的工具确定矿物的硬度，对硬度小的可在未上釉的白瓷板上刻划，观察条痕颜色。
3.观察矿物的解理及断口情况。
4.对白色或硬度小的矿物可滴加稀HCl，观察是否有泡沫产生。
将观察鉴定结果，填入表1-2。
表1-2主要造岩矿物观察鉴定结果表
编号
性状
光泽
颜色
解理
断口
条痕
主要化学成分
其它
矿物名称
实验二岩浆岩的识别
土壤是由岩石经风化和成土作用形成的，岩石中的矿物和化学组成，直接影响着土壤的许多性状，从而影响着植物的生长情况。
岩石是一种或多种矿物的集合体。
在掌握了主要造岩矿物的识别后，还应进一步学会识别各种岩石。
通过本次实验，学会鉴定岩浆岩的特征的基本技能，为野外识别岩浆岩和土壤母质打下基础。
二、岩浆岩的主要特征
岩浆岩是岩浆在地壳深处侵入或喷出地表冷凝而形成的。
它的矿物组成、产状、结构和构造都有其本身的特点。
1.矿物组成：
岩浆岩主要是浅色的石英、正长石、斜长石、云母，以及深色的角闪石、辉石、橄榄石组成。
根据其中SiO2的含量多少可分为：
⑴酸性岩（SiO2>
65%）；
⑵中性岩（SiO265~52%）；
⑶基性岩（SiO252~40%）；
⑷超基性岩（SiO2<
40%），呈深暗色，而中性岩则介于二者之间。
此外，矿物种类也可作为鉴别的辅助特征。
酸性岩以石英为主，中性岩以长石为主，基性岩以辉石、角闪石为主，超基性岩以橄榄石为主。
2.产状
产状是指岩浆冷凝后所形成的岩体的形状、大小、同周围岩石的关系及形成时所处的环境。
根据形成深度的不同，可分为：
（1）侵入岩：
在地壳深处形成，一般矿物结晶较好，称深成侵入岩；
在接近地表形成的，一般矿物结晶稍差，称浅成侵入岩。
（2）喷出岩：
岩浆喷出地面形成，常具流纹、气孔或杏仁等构造。
3.结构：
指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小和形状，以及彼此间的结合方式。
有以下几种：
（1）全晶等粒：
矿物颗粒全部结晶，可辩认矿物成分，且颗粒大致相等。
又分为粗粒（>
5mm）、中粒（2~5mm）、细粒（0.2~2mm），是深成岩所具有的结构。
（2）隐晶结构：
矿物颗粒结晶细小，肉眼难以辩认，岩石断面较粗糙，为浅成岩和喷出岩所具有。
（3）斑状结构：
矿物颗粒大小不等，较大矿物的晶体分散于隐晶质或玻璃质之间，较大的晶体称为斑晶，而隐晶质或玻璃部分称为石基，多为浅成岩所具有。
（4）玻璃结构：
矿物没有结晶，断面较光滑，喷出岩所具有。
4.构造：
指岩石各组成部分的矿物在排列方式和填充方式上所赋予岩石的外貌特征。
（1）块状构造：
岩石中矿物颗粒呈无定向排列，较致密均匀地分布于岩石中，可看出结晶颗粒的称块状显晶构造。
（2）流纹状构造：
岩石中矿物颗粒呈定向排列而形成不同色调的条带，似流水，为喷出岩具有。
（3）气孔状构造：
岩石中有许多椭圆和浑圆的空洞，为岩浆喷出时压力减小，导致其中的气体来不及喷出就冷却形成的空洞，为喷出岩具有。
（4）杏仁状构造：
岩石的气孔被后期的矿物填充而成，为喷出岩具有。
岩浆岩的结构和构造反映了岩浆岩的生成环境，是鉴别岩石的重要依据。
花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩、流纹岩、玄武岩、粗面岩、闪长玢岩、橄榄岩等。
四、鉴定步骤
1.借助岩浆岩简单分类表，根据岩石颜色，酸性指示矿物（石英、橄榄石）有无确定为酸性或超基性岩，就可进行第四步，判断它是什么岩石，若无批示矿物则进行第二步鉴定。
2.根据岩石浅色矿物，区别正长石和斜石，同时根据深色矿物以何种为主，进一步确定其酸性，如以辉石为主，则为基性岩类，可以进行第四步，判别它是什么基性岩。
3.根据正长石和斜长石，区别它属于正长岩还是闪长岩组。
4.根据其结构和构造区别出喷出岩或深成岩，若是深成岩即可鉴定出岩石名称。
若是喷出岩还需进一步区别它是新相岩还是古相岩。
将观察鉴定结果填入表2-1（另绘制表格）。
表2-1
编号
颜色
构造
结构
矿物组成
产状
酸度
名称
表2-2岩浆岩分类表
产状
构造
岩石类型
超基性岩类
基性岩类
中性岩类
酸性岩类
SiO2含量
<
40%
40-52%
52-65%
>
65%
颜色深（黑、绿、深灰）---浅（红、浅灰、黄）
主要矿物
橄榄石
辉石
角闪石
基性斜长石
中性斜长石
酸性斜长石
次要矿物
结构
黑云母
喷出岩
块状
气孔状
玻璃质
少见
浮岩、黑曜石
气孔
杏仁状
流纹状
致密块状
隐晶质斑状
玄武岩
安山岩
流纹岩
侵入岩
浅成
等粒斑状
辉绿岩
闪长玢岩
花岗斑岩
深成
等粒
橄榄岩
辉长岩
闪长岩
实验三沉积岩与变质岩的识别
一、沉积岩
是在地表和近地表条件下，各种母岩（处于地表的岩浆岩、变质岩和早期生成的沉积岩）经外力作用（风化、搬运、沉积、硬结）而成。
其物质成分为岩石碎屑、砂粒、粘土、有机体以及化学和生物化学物质。
其中碎屑物质常见的为石英、白云母，是经机械破碎胶结而成的。
粘土矿物类主要是高岭石、蒙脱石、伊利石（水云母）是一些铝硅酸盐风化沉积而成的。
化学沉积矿物是化学物质在溶液中沉积形成的。
主要有方解石、白云石、硫酸盐、氯化物、氧化物等。
1.沉积岩的结构：
是指岩石中矿物颗粒的大小、形状、胶结物的数量以及它们之间的组合关系。
可分为：
（1）碎屑结构：
碎屑沉积岩是由胶结物和大大小小的颗粒组成的。
胶结物按其成分不同可分为泥质、砂质、铁质、硅质的。
按颗粒大小和形状可分为：
①角砾状结构：
岩屑颗粒>
2mm，且有棱角。
②砾状结构：
2mm，但砾石呈圆形或卵形，无棱角。
③砂状结构：
岩屑颗粒2~0.1mm，颗粒均一，表面粗糙，胶结物在颗粒表面界线不太清楚。
④粉砂状结构：
岩屑颗粒0.1~0.01mm，颗粒与胶结物混合难分，表面有滑腻感。
（2）泥质结构：
岩屑颗粒<
0.01mm，外观上结合较致密，粘质，似泥巴。
（3）化学结构：
与岩浆岩相似，指矿物或岩石颗粒的大小形状。
如晶粒状、鲕状、豆状、肾状。
（4）生物结构：
岩石的全部或大部由生物遗体和碎片组成。
如煤、珊瑚。
2.沉积岩的构造：
是指岩石组分的空间分布及其相互的位置关系。
最显著的特征是具有层理和层面构造，反映了生成环境，是区别于岩浆岩和变质岩的重要特征。
（1）层理构造：
由于时间的先后和沉积时的环境不同，而在颗粒大小、颜色、成分、形状上出现不同所显现出来的成层现象。
（2）层面构造：
层与层之间的接触面，是在各种地质作用和古气候的影响下在层面上保留下来的痕迹。
如波痕、泥裂、雨痕、足迹、结核等。
二、变质岩
是地壳上原有的岩石（岩浆岩、沉积岩和早期形成的变质岩）通过地壳运动（下降到地壳深处或上升到地表，受高温高压，化学作用的影响而发生变质），使原来岩石的结构、成分等发生改变而生成的新岩石。
由于原岩不同，变质作用的因素不同，因而形成了各种变质岩。
此外，随着变质过程的发生，还产生了一系列原岩化学成分的重组合，矿物的重结晶，因此出现了一些变质岩特有的次生矿物，如绢云母、柘榴石、石绵、石墨、绿泥石、兰晶石、十字石、红柱石等。
1.变质岩的结构：
与岩浆岩相似，且大多是结晶所成的，属全晶结构（只有变质不深的泥质板岩为非完全结晶），但需加上变晶二字，如隐晶变晶结构、斑状变晶结构、显晶（粗粒、中粒、细粒）变晶结构。
2.变质岩的构造：
变质岩所特有的是片理构造，即岩石中的一些片状或柱状矿物在定向压力的作用下垂直于应力而定向排列。
所呈现的片理根据变质程度的深浅和矿物结晶的大小以及排列情况的不同可分为：
（1）板状结构：
变质较浅的一种片理，片理较厚，成板状，片理面上光泽微弱，矿物颗粒细小，肉眼难辨认，外表平整，受力后可沿板面劈开。
（2）千枚状构造：
断面上可见很多相互交错极薄的小层，片理面上呈丝娟光泽（绢云母所致）。
（3）片状构造：
片状矿物沿一定平行方向排列，在断面上可见到一定平行面上排列的小片，形成极薄的片理，且片理面上丝绢光泽较强。
（4）片麻状（条带状）构造：
变质形成的片状、柱状或较粗大的粒状矿物，黑白相间成层排列呈条带状。
（5）斑点（眼球）构造：
在暗色石基中有明显的、浅色的、聚集成一团的砾石状或眼球状矿物颗粒。
（6）块状构造：
矿物无定向排列，看不出片理，物质均匀分布，成致密的块状。
变质岩的命名：
变质岩多根据其构造命名。
如片岩、千枚岩、板岩等。
1.沉积岩类：
砾岩、角砾岩、砂岩、页岩、石灰岩
2.变质岩类：
千枚岩、片岩、片麻岩、大理岩、石英岩。
四、实验方法
按岩石的物质成分、结构和构造，参阅表3-1，表3-2确定岩石名称，并将观察结果逐项填入表3-3，表3-4（另绘制表格）。
表3-1
沉积岩分类表
沉积类型
沉积物组成
岩石名称
碎屑沉积
巨砾、卵石、砾石
块石、角砾、碎石
各类砂
粉
砂
粘
土
火山弹、火山砾、火山角砾
火山灰
砾
岩
角砾岩
砂
粉砂岩
页岩、泥质岩
块集岩、火山角砾岩
凝灰岩
化学沉积
氯化物（NaCl、KCl）
硫酸盐（CaSO4、CaSO4.2H2O）
碳酸盐（CaCO3、MgCO3）
氧化物（SiO2、Fe2O3）
岩盐、盐
石膏
石灰岩、白云岩、
硅和铁的氧化物
生物沉积
贝壳砂、珊瑚砂、其它钙质遗体（CaCO3）
石灰岩
硅藻软泥（SiO2）
植
物
硅藻土
泥炭、煤
表3-2
变质岩分类简表
结
构
原岩石
主要矿物
块状
粒状变晶
石
英
石英岩
石灰岩、白云岩
方解石、白云石
大理盐
变余泥质、隐晶变晶
页
粘土质
板
千枚状
隐晶变晶、细晶变晶
页岩、凝灰岩
云
母
千枚岩
片状
页岩、玄武岩
安山岩、凝灰岩
片
滑
石
绿泥石
角闪石
片麻状
花岗岩、砂岩
与花岗石相似
片麻岩
表3-3
沉积岩观察鉴定结果记录表
主要物质成分
成因
其它
实验四土壤样品制备和土壤水分的测定
一、土壤样品的处理和制备
野外采回来的样品，经登记编号后，还要经过一系列的处理—风干、磨细、过筛、保存等，才能用于各项分析。
⒈样品的风干
取回的样品除了某些项目（如自然含水量、硝态氮、铵态氮、亚铁等）的速测。
需用新鲜土样测定外，一般项目都用风干样品进行分析。
因潮湿的样品易发霉变质，不能长期保存。
样品的风干可挂于通风橱中或是干净的木盘上摊开，压好标签进行风干。
风干时应保持通风良好，无氨气、尘埃、酸蒸汽或其它化学气体的污染，应经常翻动样品以加速干燥，并用手捏碎土块土团，使其直径在1cm以下，否则干后不易研磨。
另外，捏碎土块可及时剔除其中的动植物残体，避免日后碾碎混入土样中，而增加有机质等含量，并注意除去动、植物残体或新生体等物。
一般3～5天即可风干。
潮湿季节可适当延长。
⒉样品的制备
风干后的样品还需经过磨细，使其通过一定的筛孔。
因不同分析项目要求不同，而且称量样品很少或样品分解较困难，因此，必须经过磨细等处理。
将风干样用木棒碾碎，使其全部通过2mm筛孔。
凡经研磨都不能通过者，记为石砾须遗弃。
必要时应称重，计算石砾含量。
凡是通过2mm筛孔的样品，用四分法选取平均样品100g。
贮于广口瓶中备用。
剩下的样品继续磨细，至全部通过1mm孔筛，同上法取平均500g，贮于广口瓶中供一般化学分析，其余样品再研钵中磨细，使其全部通过0.25mm孔筛（使用研钵时不应敲击，以免损坏研体）。
通过0.25mm孔筛的土样，再用四分法选出200g，其中100g进行精选，在放大镜下剔除草根与植物残体及其半分解产物，把精选的和未精选的分别装入广口瓶中，前者供腐殖质及全氨分析用，后者供矿质全量分析用。
⒊样品的保存
供生产和科研工作分析用的土样，通常要保存半年至一年，以备必要时查核，样品应放在磨砂广口瓶中，在避免日光、高温、潮湿和有酸碱气体等影响的环境中保存。
并贴上标签，注明样品编号、土壤名称、采集地点、采样深度、采样日期、采集人和过筛孔径等。
标准样本或对照样本则要长期妥善保存。
使用工具：
剖面刀、小铲、样品袋、标签、标本盒、铅笔、木棒、木盘、镊子、放大镜、台称、研钵、广口瓶、土壤筛（孔径2mm、1mm、0.25mm）等。
二、土壤水分的测定
（一）目的意义
土壤水分是土壤肥力四大因素之一。
它影响着土壤中养分的分布、转化和有效性，以及土壤的通气状况，所以土壤水的含量与林木生产有很大的关系。
不同土壤水分含量是不同的，进行土壤理化常规分析时，必须以绝对干燥的样品为基准才能使分析结果在一致的基础上进行比较，使整个分析结果有一个合理的相对性数值，因此必须对土壤水分进行测定。
（二）测定方法
测定土壤含水量的方法有多种，常见有的烘箱法、洒精燃烧法、红外线法以及中子测定法，本实验着重介绍烘箱法，并对酒精燃烧法、红外线法做些简单介绍。
（三）方法原理（烘箱法）
土壤水分可分为分子内部结合水、分子间的吸湿水和可供植物吸收利用的自由水三类。
结合水要在600～700℃的高温下才可除去，而由于分子间引力所吸附的吸湿水，只要转变为气态水即可除去，对有机质含量低的土壤，采用105±
2℃的温度烘烤。
（此温度下同时可除去自由水）烘烤时间。
应达恒重为此，对有机质含量高的土壤则需要用减压低温法（70～80℃温度，<
20毫米汞柱），根据土样在烘烤时失去的重量。
即可计算土壤水分百分含量。
（四）测定方法
⒈风干土吸湿水的测定
将称皿（或铝盒）编号连盖置于105～110℃烘箱内烘烤半小时，取出置于干燥器内冷却后（约半小时），连盖在分析天平上准确称重，得W1。
粗称5～10g过1mm孔筛土样平铺于称皿中，再精确称重得W2，移入加热至105～110℃的烘箱内，烘烤8小时（此时，应把盖子斜放在皿侧），取出加盖于干燥器中，冷却至室温（约半小时）立即精确称重得W3，再放入烘箱中烘3小时（以求恒重）取出冷却称重得W4，直到恒重（两次重量之差<
3毫克）。
表4-1结果记录与计算
土壤名称
称皿重W1
称皿加风干土重W2
称皿加烘干土重W3
含水量%
⒉自然含水量的测定
⑴烘干法
与上述方法完全相同，只是需称量25g自然湿土，且只要感量1/10或1/100天平即可（因新鲜土样含水量常在10%以上，25g土样就含水分几克，普通天平即可满足其要求精度）。
⑵红外线法
将样品置于红外线灯下，利用红外线照射的热能。
使样品水分蒸发，而测其含水量。
此法快速简便。
固定红外线灯于铁架上，下面垫一石棉板。
（距灯中心5～10cm），称取5g（精确至0.01g）土样平铺于已知重量的称皿（或铝盒）中，置于红外灯下（每次可放4～6个样品，照射3～7分钟称重（有机质含量少的样品7～15分钟），时间太长，易引起有机质碳化而造成误差。
结果计算同烘干法。
⑶酒精燃烧法
本法是利用酒精在土壤中燃烧，使其水分蒸发，由燃烧前后的重量算出土壤含水量，与烘箱法相比差值在0.5～0.8%左右。
称取10g土样（大的植物根系及石砾应剔除）放入已知重量的铝盒中（精确至0.01g）。
加入适量酒精至土样浸透，点火燃着连续灼烧2～3次，使达恒重。
按下式计算含水量
烧失重是指称量土样前后的重量差。
（六）仪器设备
称皿、铝盒、烘箱、干燥器、分析天平、普通天平、95%酒精、玻棒、火柴等。
注意事项:
烘箱法测定含水量时，不要用手直接接触称皿。
冷却后应立即称重，且称量时应迅速、准确。
烘时应揭开皿盖，称量时则应盖上皿盖。
实验五土壤质地的测定
土壤质地是各粒级组反映出来的特征，它对土壤的理化性状有着直接的影响，在林业生产上常以土壤质地作为苗圃地、造林树种选择、排灌量估计、土壤肥力判断以及耕作，施肥措施等的重要参考资料。
二、方法选择
土壤是由不同粒径的颗粒组成的，各粒级的百分组成可通过一定的分析方法来确定。
常用的有筛分法、流水冲洗法、吸管法、比重计法等。
吸管法精确度高，但较烦琐，多用于科研。
比重计法有两种：
一是常用比重计法，适用于精度要求不太高，但对粒级分组要求较细的测定；
另一种是比重计速测法，虽然精度不高，但省时且已能满足一般生产工作对土壤资料的需要，适用于大批土样的测定。
本实验着重介绍比重计速测法。
三、测定原理
经分散处理的土粒在悬液中自由沉降，粒径不同沉降速度不同，粒径愈大，沉降愈快。
根据司笃克斯（stakes）定律（即在悬液中沉降的土粒，沉降速度与其粒径平方成正比，而与悬液的粘滞系数成反比），算出不同直径的土粒在水中沉降一定距离所需时间，并用特制比重计测出土壤悬液中所含土粒（指<
某一级的土粒）的数量，就可确定土壤质地。
四、测定方法
称取过1mm孔筛相当于烘干土20g的风干土样置于小烧杯中，然后加入分散剂，使土粒分散成单粒状态以利制备悬浮液（约15ml），（酸性土壤加0.5NNaOH，石灰性土壤加0.5N六偏磷酸钠，中性土壤加0.5N草酸钠）使之湿润。
静置30分钟后，用橡皮头玻棒研磨土样15～20分钟，同时在1000ml量筒中加入5ml分散剂。
把烧杯中的土样用蒸馏水通过放在量筒上0.1mm孔径的洗筛洗入其中，至过筛的水透明为止，加水至刻度（筛上残留的土壤，仔细洗入小烧杯中。
在电热砂浴上蒸干，再经烘干过0.5mm及0.25mm孔筛，分别称重，计算>
0.5mm，>
0.25mm及>
0.1mm的粒组重量）。
测其溶液温度，参照表5-1，查出不同温度下不同粒径沉降所需时间，用沉降棒上下搅拌1分钟（下至筒底，上至液面，起落约30次），取出沉降棒，立即记时。
在规定时间前20分钟将比重计轻轻放入沉降筒中心，到达规定时间，立即准确读取比重计数值（比重计与水平面相交处弯月面上缘）。
由于分散剂引起悬液比重增加，因此需做空白校正（除不加土样外，均按样品分散处理和制备悬液时使用的分散剂和水质加入沉降筒中，保持在与样本相同的条件下，读取的比重计数值）。
另外由于比重计刻度是以20℃为标准的，低于或高于此温度均会引起县液粘滞度的改变，而影响土粒的沉降，因此需进行温度校正，其校正值可从表5-2查得。
五、结果计算
根据计算得到的数值查表5-3即可确定土壤质地名称。
六、试剂与仪器
0.5NaOH溶液，称取20g化学纯NaOH，加蒸馏水溶解后，定容至1000ml。
0.5N草酸钠溶液：
称取20g化学纯草酸钠33.5g，溶解后，定容至1000ml。
0.5N六偏磷酸钠溶液：
称取化学纯六偏磷酸钠51g，溶解后定容至1000ml。
2%碳酸钠溶液：
称取化学纯碳酸钠2g溶于100ml蒸馏水中。
鲍氏比重计（甲种）
温度计
橡皮
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