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岩石与土壤之描述
工程土壤之分
残 土(residual soil)
移积土(transported soil)
软岩(regolith)
J
k_ ae _(~4-1)
O_(_i)
e i(~3-5)
K
Fk ~ J
土壤分 的概
土壤为 方 管 与 用,必需建 分 系统. 过,世
界各地的土壤因为在生成因子上 太一样,同时在土地
用型态上也 一致,因此无法像动物或植物分 一样,
在全世界有著共同的分 系统与分 法则.
虽然如此,我们 能 解各种土壤分 系统的规则,就能
解各种土壤在分 名称上所代表的意义,进而建 国际
间在土壤分 上共同的语言.目前世界上最主要的土壤分
系统,是美国土壤新分 系统(Soil Taxonomy).
美国土壤新分 系统之组成单元
土壤分门别 时考虑许多物 ,化学与生物性
质,并配合水分(5种)与温 (10种) 态.
除此,以剖面中18种诊断化育层(diagnostic
horizons)及7种表育层(epipedons)协助划分 别
.
表育层
黑沃表育层(mollic epipedon): 黑且盐基多, 有机碳>0.6% (>
25 cm)
黑脊表育层(Umbric epipedon): 黑但盐基少, 有机碳>0.6%
(> 25 cm)
淡色表育层(ochric epipedon): 颜色淡有机碳少盐基少
乌黑表育层(melanic epipedon): 火山灰, 色黑, 有机碳多
(>30 cm0
有机表育层(histic epipedon): 有机碳> 12% (>20 cm)
诊断性 土层(B层)
Argillic horizon (Bt)-粘聚层
Natric horizon (Bn)-聚钠层
Kandic horizon-高 层
Oxic horizon (Bo)-氧化物层
Spodic horizon (Bhs)- 淀层
Sombric horizon (Bh)-松软层
Albic horizon (E)-漂白层
Calcic horizon (Bk)-聚钙层
Cambic horizon (Bw)-变育层
化育层代号
O horizons: Organic horizons that form above the mineral soil
(有机物聚积的表层).
A horizons: Topmost mineral horizons, darkened somewhat
by organic matter accumulation. Some finer materials have
moved downward (有机物与矿物质混合的暗色表层).
E horizons: Zones of maximum leaching (eluviation) of clay
and of oxides of Fe and Al, generally lighter in color than A
horizon (粘 与氧化物洗出的漂白层).
B horizons: Zones of accumulation (illuviation) of materials
such as silicate clays and oxides of Fe and Al, and sulfates and
carbonates of Ca, and Mg. Materials may have formed in place
or may have moved in from other horizons (可移动物质洗入
聚积的 土层).
C horizons: Material underlying the A, E, and B horizons that
is generally little affected by the processes that formed the
horizons above it. It may or may not be the same as the
material from which the upper horizon formed (初风化的母质
层).
R layers: Underlying consolidated rock (尚未风化的母岩层).
土壤野外形态特徵的描述
化育层厚 ,颜色,构造,结持 ,质
地,植根,孔 ,特殊特徵(结核, 粘 膜
等),层界特徵与化育层的 续性等
土壤颜色(Soil color)
颜色会影响土壤对幅射的吸收 ,但探讨土壤颜色之主要
目的则是因它代表著许多土壤性质之涵意.
造成土色的原因为:(1) 有机物(变暗); (2) 氧化铁(变红);
(3) 碳酸盐 (变白); (4) 氧化 态(铁还原后土色变灰
) .
在大多 情形下,各地区 同的土壤颜色反映其中腐植质及
同形态(Forms)铁化合物的含
-有机质含 高,黑土
-氧化铁含 高,红土
土壤中红色,黄色及灰色斑点的 源,是由於 同形态及浓
的铁化合物
-红色是指铁为氧化的 态且 水合
-黄色是指铁为水合 态及少许的氧化
-灰色是指由於浸水及缺氧导致铁的化学还原作用
色彩(hue), 色值(value), 色
(chroma)
乾的土较湿的土有较高的色值
土壤颜色:孟氏色帖
(MunsellColor Chart)
土壤构造(soil structure)
土 藉由胶结剂(有机物,氧化物,粘 及无定型物质等)
产生自然结合或排 的 态
土壤构造种 : 柱 (粘 多,水分少),柱 (钠盐多),
块 (粘 多),亚 块 (中质地),碟 (压实作用),团
(有机物与水分多),整块 (浸水),屑 (砂土)
土壤构造描述:大小,强 及种
代表性之土壤构造形态
构造形态一般描述
屑 (球形)近球形, 团体积小,内部孔隙小,与相邻之 团 互相
接.
团 (球形)近球形, 团体积较上稍大或同大,内部孔隙较少,与相
邻之 团 互相 接.
碟 (碟形)碟 或薄板 ,常有多层重叠,渗透性弱.
角块 (块形)又称「核 」(Nutty) 块形土块,与其它 团接表面具有
锐角,各轴长 等.角 锐 (>105o)
亚 块 (块形)又称「小核 」(Nuciform)较小 块形,与其它 团接触
面具平 而弯曲之面,常构成土块集合体.顿角( 2 mm) 与有机物被幈除在外.sand (2 mm to 0.05 mm), silt (0.05
mm to 0.002 mm), and clay (smaller than 0.002 mm).
质地影响土壤的表面积(Specific Surface Area, 比表面积:单位体积或
重 土壤所占之表面积) .SSA大小影响土壤吸水,气体交换,矿物
风化,阳 子交换及微生物活性.
砂 与坋 多为石英(quartz)等初生矿物:粘 多为矽酸盐(silicate)等
次生矿物.
上述三者百分比可以由感觉法或沉 原 (feel methods or
sedimentation principle) 决定,再藉质地三角图(textural triangle chart)
划分质地等级(textural class) .
(a)(b)
(c)
(d)
(e)(f)
RC
R
o
o
t
c
h
a
n
n
e
l
(c)
岩样与矿物的描述
(一)依据光线照射晶体所表现的性质:
颜色(Color)
条痕(Streak)
光泽(Luster)
透光 ( Diapaneity)
透明(Transparency)
半透明(Translucency)
透明(Opacity)
发光 (Luminescence)
萤光(Fluorescence)
光(Phosphorescence)
(二)依据原子构造和集结性质:
晶系(Crystal System)
习性( Habit)
解 (Cleavage)
断口( Fracture )
韧 (Tenacity )
硬 (Hardness)
晶系
等轴晶系, 正方晶系, 方晶系, 斜方晶系,
单斜晶系,斜晶系.
习性
矿物是否具有完美的晶形, 同矿物
的晶体常常有它特殊的外形,这和矿物的
内部构造有关,这就叫做矿物的习性.
摩氏硬 表
石(Talc)
石膏(Gypsum)
方解石(Calcite)
萤石(Fluorite)
磷灰石(Apatite)
正长石(Orthoclase)
石英(Quartz)
黄玉(Topaz)
钢玉(Corundum)
刚石(Diamond)
解
用外 打击它,常可以依一定方向 开, 面光
,好像天然的晶面.这种容 分 的性质,叫作
解 .
解 面可以按照其整齐与否分为下 四种:优
(perfect)如云母; (good)如普通辉石;可(fair)如
磺; (poor)如磷灰石.非晶质矿物无解 可言.
断口
矿物击破后,如果 依一定的方向 开者,称为断口.原则上断口是一
个 规则的破 面,但是 面仍会有某些特徵,决定於矿物中所含微
痕的种 ,多寡和分布以及晶体的缺陷,以其断面的形 为准,可以分
为下 种.
贝壳 (conchoidal)断口成圆 的弧曲面,形如贝壳,如燧石. 贝
断口 太明显,则称之谓次贝壳 (subconchoidak).
平坦 (even)断口虽 成凹凸,然大致仍比较平坦,有此 断口的矿
物非常稀少,如高 土.
差 (uneven)断口粗糙,凹凸显著者,多 矿物具有这种断口,如
辉石.
齿 (hackly)断口处呈显尖锐的凹凸形,如齿 ;如自然铜的断口.
多片 (splintery)凡矿物破碎后成细片 者 属这一 ,如白云母.
土 (Earthy)断口呈土 者,如高 土.
颜色
颜色是指矿物表面的色,也是矿物的一种重要物 性质.
矿物的颜色 能成为鉴别矿物的重要标准,因为鉴合方式,结晶 ,
晶体构造上的缺陷,和外 原素的原子所成杂质 可以影响它的颜
色.
同一矿物常因其结晶构造中含有其他原子所成杂质的影响而具有多种
颜色.这 元素是构成矿物的纯化学成分以外的外 元素,名为过渡
元素(transition elements),最影响矿物颜色的有铁,锰,铬等元
素.石英(水晶)本属无色,时常因为含有他种元素而显出特 的颜
色.
如紫水晶是部分石英含有三价铁 子取代矽 子而生成,墨色的烟水
晶是三价铝 子取代矽 子而形成的.又如刚玉矿物中有铬 子取代
铝 子就成为红色的红宝石(Ruby)如含有少 铁和钛 子,就成为
色的宝石(Sapphire).
条痕
条痕是矿物粉末的颜色,各种矿物的颜色和他粉末的颜色
可以 相同.但是同一矿物的颜色虽有 同,然而其条痕
的颜色恒有一定,因为由於矿物中所含杂质造成的颜色
会在条痕中出现.
如赤铁矿有为铁黑色,有为铁红色者,但是其条痕则
为红褐色.
通常将硬 太高的矿物小块在白色毛瓷板上刻划而 有
条痕,这就是矿物粉末所显的颜色.
光泽
光线照射在物体表面之上,因发生反射作用产生光彩者,名叫光泽,
和矿物的化学成分和结晶构造有关,其控制因素为矿物的折光
(Index of Refraction)和构成矿物元素对光线的吸收能 ,这又和其
键合有关.一般对光泽所做的分 可以有下述二种.
属光泽(Metallic Luster),这是纯 属和 属化合物面上所呈现的
光泽,如 ,银,铁,锡所具有的光泽是.具有 属光泽的矿物,多
属比较重大而且 透明者.但是也有 干 属深色矿物并没有显色的
属光泽,这可以称之为次 属光泽(Submetallic Luster),如锰钨
铁矿(Wolframite),褐铁矿,闪锌矿等.
非 属光泽(Non-metallic Luster)矿物没有 属的光泽而出现其他性
质的光泽,具有这种光泽的矿物,其 边往往透明比重较轻,颜色较
淡,部分为透明者.
工程土壤之分
残 土(residual soil)
移积土(transported soil)
软岩(regolith)
J
k_ ae _(~4-1)
O_(_i)
e i(~3-5)
K
Fk ~ J
土壤分 的概
土壤为 方 管 与 用,必需建 分 系统. 过,世
界各地的土壤因为在生成因子上 太一样,同时在土地
用型态上也 一致,因此无法像动物或植物分 一样,
在全世界有著共同的分 系统与分 法则.
虽然如此,我们 能 解各种土壤分 系统的规则,就能
解各种土壤在分 名称上所代表的意义,进而建 国际
间在土壤分 上共同的语言.目前世界上最主要的土壤分
系统,是美国土壤新分 系统(Soil Taxonomy).
美国土壤新分 系统之组成单元
土壤分门别 时考虑许多物 ,化学与生物性
质,并配合水分(5种)与温 (10种) 态.
除此,以剖面中18种诊断化育层(diagnostic
horizons)及7种表育层(epipedons)协助划分 别
.
表育层
黑沃表育层(mollic epipedon): 黑且盐基多, 有机碳>0.6% (>
25 cm)
黑脊表育层(Umbric epipedon): 黑但盐基少, 有机碳>0.6%
(> 25 cm)
淡色表育层(ochric epipedon): 颜色淡有机碳少盐基少
乌黑表育层(melanic epipedon): 火山灰, 色黑, 有机碳多
(>30 cm0
有机表育层(histic epipedon): 有机碳> 12% (>20 cm)
诊断性 土层(B层)
Argillic horizon (Bt)-粘聚层
Natric horizon (Bn)-聚钠层
Kandic horizon-高 层
Oxic horizon (Bo)-氧化物层
Spodic horizon (Bhs)- 淀层
Sombric horizon (Bh)-松软层
Albic horizon (E)-漂白层
Calcic horizon (Bk)-聚钙层
Cambic horizon (Bw)-变育层
化育层代号
O horizons: Organic horizons that form above the mineral soil
(有机物聚积的表层).
A horizons: Topmost mineral horizons, darkened somewhat
by organic matter accumulation. Some finer materials have
moved downward (有机物与矿物质混合的暗色表层).
E horizons: Zones of maximum leaching (eluviation) of clay
and of oxides of Fe and Al, generally lighter in color than A
horizon (粘 与氧化物洗出的漂白层).
B horizons: Zones of accumulation (illuviation) of materials
such as silicate clays and oxides of Fe and Al, and sulfates and
carbonates of Ca, and Mg. Materials may have formed in place
or may have moved in from other horizons (可移动物质洗入
聚积的 土层).
C horizons: Material underlying the A, E, and B horizons that
is generally little affected by the processes that formed the
horizons above it. It may or may not be the same as the
material from which the upper horizon formed (初风化的母质
层).
R layers: Underlying consolidated rock (尚未风化的母岩层).
土壤野外形态特徵的描述
化育层厚 ,颜色,构造,结持 ,质
地,植根,孔 ,特殊特徵(结核, 粘 膜
等),层界特徵与化育层的 续性等
土壤颜色(Soil color)
颜色会影响土壤对幅射的吸收 ,但探讨土壤颜色之主要
目的则是因它代表著许多土壤性质之涵意.
造成土色的原因为:(1) 有机物(变暗); (2) 氧化铁(变红);
(3) 碳酸盐 (变白); (4) 氧化 态(铁还原后土色变灰
) .
在大多 情形下,各地区 同的土壤颜色反映其中腐植质及
同形态(Forms)铁化合物的含
-有机质含 高,黑土
-氧化铁含 高,红土
土壤中红色,黄色及灰色斑点的 源,是由於 同形态及浓
的铁化合物
-红色是指铁为氧化的 态且 水合
-黄色是指铁为水合 态及少许的氧化
-灰色是指由於浸水及缺氧导致铁的化学还原作用
色彩(hue), 色值(value), 色
(chroma)
乾的土较湿的土有较高的色值
土壤颜色:孟氏色帖
(MunsellColor Chart)
土壤构造(soil structure)
土 藉由胶结剂(有机物,氧化物,粘 及无定型物质等)
产生自然结合或排 的 态
土壤构造种 : 柱 (粘 多,水分少),柱 (钠盐多),
块 (粘 多),亚 块 (中质地),碟 (压实作用),团
(有机物与水分多),整块 (浸水),屑 (砂土)
土壤构造描述:大小,强 及种
代表性之土壤构造形态
构造形态一般描述
屑 (球形)近球形, 团体积小,内部孔隙小,与相邻之 团 互相
接.
团 (球形)近球形, 团体积较上稍大或同大,内部孔隙较少,与相
邻之 团 互相 接.
碟 (碟形)碟 或薄板 ,常有多层重叠,渗透性弱.
角块 (块形)又称「核 」(Nutty) 块形土块,与其它 团接表面具有
锐角,各轴长 等.角 锐 (>105o)
亚 块 (块形)又称「小核 」(Nuciform)较小 块形,与其它 团接触
面具平 而弯曲之面,常构成土块集合体.顿角( 2 mm) 与有机物被幈除在外.sand (2 mm to 0.05 mm), silt (0.05
mm to 0.002 mm), and clay (smaller than 0.002 mm).
质地影响土壤的表面积(Specific Surface Area, 比表面积:单位体积或
重 土壤所占之表面积) .SSA大小影响土壤吸水,气体交换,矿物
风化,阳 子交换及微生物活性.
砂 与坋 多为石英(quartz)等初生矿物:粘 多为矽酸盐(silicate)等
次生矿物.
上述三者百分比可以由感觉法或沉 原 (feel methods or
sedimentation principle) 决定,再藉质地三角图(textural triangle chart)
划分质地等级(textural class) .
(a)(b)
(c)
(d)
(e)(f)
RC
R
o
o
t
c
h
a
n
n
e
l
(c)
岩样与矿物的描述
(一)依据光线照射晶体所表现的性质:
颜色(Color)
条痕(Streak)
光泽(Luster)
透光 ( Diapaneity)
透明(Transparency)
半透明(Translucency)
透明(Opacity)
发光 (Luminescence)
萤光(Fluorescence)
光(Phosphorescence)
(二)依据原子构造和集结性质:
晶系(Crystal System)
习性( Habit)
解 (Cleavage)
断口( Fracture )
韧 (Tenacity )
硬 (Hardness)
晶系
等轴晶系, 正方晶系, 方晶系, 斜方晶系,
单斜晶系,斜晶系.
习性
矿物是否具有完美的晶形, 同矿物
的晶体常常有它特殊的外形,这和矿物的
内部构造有关,这就叫做矿物的习性.
摩氏硬 表
石(Talc)
石膏(Gypsum)
方解石(Calcite)
萤石(Fluorite)
磷灰石(Apatite)
正长石(Orthoclase)
石英(Quartz)
黄玉(Topaz)
钢玉(Corundum)
刚石(Diamond)
解
用外 打击它,常可以依一定方向 开, 面光
,好像天然的晶面.这种容 分 的性质,叫作
解 .
解 面可以按照其整齐与否分为下 四种:优
(perfect)如云母; (good)如普通辉石;可(fair)如
磺; (poor)如磷灰石.非晶质矿物无解 可言.
断口
矿物击破后,如果 依一定的方向 开者,称为断口.原则上断口是一
个 规则的破 面,但是 面仍会有某些特徵,决定於矿物中所含微
痕的种 ,多寡和分布以及晶体的缺陷,以其断面的形 为准,可以分
为下 种.
贝壳 (conchoidal)断口成圆 的弧曲面,形如贝壳,如燧石. 贝
断口 太明显,则称之谓次贝壳 (subconchoidak).
平坦 (even)断口虽 成凹凸,然大致仍比较平坦,有此 断口的矿
物非常稀少,如高 土.
差 (uneven)断口粗糙,凹凸显著者,多 矿物具有这种断口,如
辉石.
齿 (hackly)断口处呈显尖锐的凹凸形,如齿 ;如自然铜的断口.
多片 (splintery)凡矿物破碎后成细片 者 属这一 ,如白云母.
土 (Earthy)断口呈土 者,如高 土.
颜色
颜色是指矿物表面的色,也是矿物的一种重要物 性质.
矿物的颜色 能成为鉴别矿物的重要标准,因为鉴合方式,结晶 ,
晶体构造上的缺陷,和外 原素的原子所成杂质 可以影响它的颜
色.
同一矿物常因其结晶构造中含有其他原子所成杂质的影响而具有多种
颜色.这 元素是构成矿物的纯化学成分以外的外 元素,名为过渡
元素(transition elements),最影响矿物颜色的有铁,锰,铬等元
素.石英(水晶)本属无色,时常因为含有他种元素而显出特 的颜
色.
如紫水晶是部分石英含有三价铁 子取代矽 子而生成,墨色的烟水
晶是三价铝 子取代矽 子而形成的.又如刚玉矿物中有铬 子取代
铝 子就成为红色的红宝石(Ruby)如含有少 铁和钛 子,就成为
色的宝石(Sapphire).
条痕
条痕是矿物粉末的颜色,各种矿物的颜色和他粉末的颜色
可以 相同.但是同一矿物的颜色虽有 同,然而其条痕
的颜色恒有一定,因为由於矿物中所含杂质造成的颜色
会在条痕中出现.
如赤铁矿有为铁黑色,有为铁红色者,但是其条痕则
为红褐色.
通常将硬 太高的矿物小块在白色毛瓷板上刻划而 有
条痕,这就是矿物粉末所显的颜色.
光泽
光线照射在物体表面之上,因发生反射作用产生光彩者,名叫光泽,
和矿物的化学成分和结晶构造有关,其控制因素为矿物的折光
(Index of Refraction)和构成矿物元素对光线的吸收能 ,这又和其
键合有关.一般对光泽所做的分 可以有下述二种.
属光泽(Metallic Luster),这是纯 属和 属化合物面上所呈现的
光泽,如 ,银,铁,锡所具有的光泽是.具有 属光泽的矿物,多
属比较重大而且 透明者.但是也有 干 属深色矿物并没有显色的
属光泽,这可以称之为次 属光泽(Submetallic Luster),如锰钨
铁矿(Wolframite),褐铁矿,闪锌矿等.
非 属光泽(Non-metallic Luster)矿物没有 属的光泽而出现其他性
质的光泽,具有这种光泽的矿物,其 边往往透明比重较轻,颜色较
淡,部分为透明者.
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