現(xiàn)代沉積物中有機(jī)質(zhì)的顆粒分級及在生烴中的意義

1、現(xiàn)代沉積物中有機(jī)質(zhì)的顆粒分級及在生烴中的意義馮曉萍（0820190006） 摘要：對現(xiàn)代沉積物顆粒分級,沉積物偏粗粒級中主要富集的是顆粒有機(jī)質(zhì),有機(jī)碳含量高,C29色譜峰顯著;偏細(xì)粒級中主要富集的是可溶有機(jī)質(zhì),有機(jī)碳和氯仿瀝青A含量均高, C17色譜峰顯著 ,呈現(xiàn)出有機(jī)質(zhì)向粗和細(xì)兩個(gè)端元富集的特點(diǎn)。粗粒級中無機(jī)礦物是化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的長石和石英等碎屑顆粒 ,細(xì)粒級中是具有較強(qiáng)化學(xué)活性的粘土礦物。因此,在粗粒級中有機(jī)質(zhì)是通過顆粒有機(jī)質(zhì)與礦物顆粒相互共生而富集,在細(xì)粒級中有機(jī)質(zhì)則是通過可溶有機(jī)質(zhì)與粘土礦物相互結(jié)合形成復(fù)合體而富集。這反映了不同類型有機(jī)質(zhì)富集機(jī)制的差異,會(huì)對有機(jī)質(zhì)的保存和演化以及有機(jī)質(zhì)生

2、烴和碳循環(huán)過程產(chǎn)生影響。 關(guān)鍵詞：現(xiàn)代沉積物 顆粒分級 有機(jī)質(zhì)1 現(xiàn)代沉積物中的有機(jī)質(zhì)1.1 海洋沉積物中的有機(jī)質(zhì)1海洋中有機(jī)質(zhì)主要來源于海洋生物和陸源有機(jī)質(zhì)，一般以海洋生物來源為主。Van Waveren對生物高產(chǎn)率區(qū)(印度尼西亞班達(dá)海)深海表層沉積物中有機(jī)質(zhì)的研究表明，表層沉積物的有機(jī)質(zhì)集合體主要由陸源有機(jī)質(zhì)和浮游動(dòng)物組合構(gòu)成，這類浮游動(dòng)物殘?bào)w以及大部分陸源有機(jī)質(zhì)是由動(dòng)物和植物組織構(gòu)成的，它們在化學(xué)上以富含多糖為特征。Keil等(1994)應(yīng)用SPLITT分級對華盛頓海岸表面沉積物有機(jī)質(zhì)的研究表明，除陸架砂級(764m)沉積外，所有沉積物中有機(jī)碎片只占有機(jī)碳的很少一部分(10)，與無機(jī)沉積

3、分不開的有機(jī)質(zhì)占90%以上。有機(jī)質(zhì)的含量、組成和分布受下列因素控制:沉積礦物表面積；沉積基質(zhì)的礦物組成；沉積物沿大陸邊緣的自然水動(dòng)力分選。這些沉積物中的主要有機(jī)質(zhì)吸附在礦物顆粒上，有機(jī)物和礦物表面的相互作用明顯地影響著現(xiàn)今海洋沉積物中有機(jī)質(zhì)的分布和元素組成。國內(nèi)外研究都表明，沉積物中有機(jī)質(zhì)的含量和組成與一定的沉積相帶和沉積物中的粘土礦物含量和組成有關(guān)。圖1表明，東海陸架區(qū)32個(gè)樣品有機(jī)碳含量與粘土含量(63m)之間有很好的相關(guān)性(郭志剛，2000)，周希材(1982)對黃海159個(gè)表層沉積物樣品的分析表明，沉積物有機(jī)質(zhì)含量隨粒度增加而減少(表1)。南黃海沉積類型與有機(jī)碳含量分布的關(guān)系，表明隨沉

4、積物粒度變細(xì)，沉積物中有機(jī)碳的含量增加，兩者的平面分布有著密切關(guān)系(周志純，1980)。圖1 細(xì)粒沉積物與有機(jī)碳含量關(guān)系圖（據(jù)郭志剛，2000） 表1 不同粒級沉積物中有機(jī)質(zhì)含量的分布表2 南黃海不同沉積相帶OEP和Co的變化（據(jù)程志純，1980）南黃海北部，現(xiàn)代海洋沉積物中有機(jī)碳含量與Fe2+Fe3+比值的關(guān)系表明兩者總的趨勢呈正相關(guān)系，但是只有當(dāng)Fe2+Fe3+比值達(dá)到0.65以上時(shí)，有機(jī)碳才開始大量累積(程志純，1980)。沉積相帶和沉積物粒度的變化，不僅影響有機(jī)質(zhì)的含量，同時(shí)也影響有機(jī)質(zhì)的組成和性質(zhì)。南黃海不同沉積相帶淤泥中正構(gòu)烷烴譜線的變化表明，隨海水變深，沉積物粒度變細(xì)，正構(gòu)烷烴的

5、(主峰)碳數(shù)變小(程志純，1980)。Thompson和Eglinton(1978)也報(bào)導(dǎo)了類似的現(xiàn)象。表2表示OEP值與沉積相帶的關(guān)系，表明有機(jī)質(zhì)含量和組成的變化與沉積相帶和沉積物粒度有關(guān)。郭志剛等(2001)對東海和長江口地區(qū)表層沉積物有機(jī)質(zhì)的分析結(jié)果表明：遠(yuǎn)離陸地和靠近陸地地區(qū)沉積有機(jī)質(zhì)正構(gòu)烷烴分布均為雙峰型，在C15-C21存在一峰值區(qū)，表現(xiàn)為C17、C18、C19含量高，奇偶優(yōu)勢不明顯，這是來源于藻類等低等水生生物的反映；在C25-C32存在另一峰區(qū)，表現(xiàn)為C27、C29、C31含量高，具有明顯的奇偶優(yōu)勢，這是來源于陸源高等植物有機(jī)質(zhì)的反映(圖2)。圖2 靠近河口的403站和遠(yuǎn)離陸地

6、的111站樣品氣相色譜圖（據(jù)郭志剛，2001）從色譜參數(shù)表上也可以看出，遠(yuǎn)離陸地海域樣品的(C21+ C21)(C28+C29)和C21-C22+兩個(gè)參數(shù)明顯高于靠近陸地海域者，植烷和姥鮫烷等參數(shù)也有差別，這表明前者低等水生生物遠(yuǎn)低于后者；但是前者C27、C29、C31的含量明顯高于后者，特別是C31更為明顯。Keil等(1998)對現(xiàn)代海洋沉積物進(jìn)行顆粒分級研究表明，粗顆粒中木質(zhì)素含量高，在細(xì)顆粒中醛糖含量高。表3 東海表層沉積物色譜參數(shù)表（據(jù)郭志剛，2001）林茂相、李太俊(1982)采用有機(jī)粘土化學(xué)的處理方法將我國近海某站位沉積物中的有機(jī)物分為三種基本類型：可溶有機(jī)物、結(jié)合型有機(jī)物和不溶

7、有機(jī)物(指腐黑物和干酪根)。實(shí)驗(yàn)分析表明結(jié)合型有機(jī)物主要是以有機(jī)粘土復(fù)合體形式存在的。結(jié)合型有機(jī)物廣泛存在，可以是低分子(包括極性、中性、非極性)，可以是聚合分子(如腐殖酸類等)，也可以是有機(jī)酸、有機(jī)堿等。結(jié)合型有機(jī)物與可溶有機(jī)物具有很大的相似性，但是，這兩類有機(jī)物又有差異性，海洋沉積物中結(jié)合型與可溶型間的差異，結(jié)合型有機(jī)物中脂肪酸含量有明顯地減少，可溶型的脂肪酸含量一般在20-40gg間，而結(jié)合型的一般小于10gg。結(jié)合型有機(jī)物中烷烴的相對含量烷烴氯仿瀝青“A”)均明顯增高，有的高達(dá)50以上，而脂肪酸的相對含量(脂肪酸氯仿瀝青“A”)則降低。正構(gòu)烷烴的主峰碳數(shù)一般均有降低，有的低4個(gè)碳數(shù)；O

8、EP均有升高。姥鮫烷植烷比值增高。萜類和甾類化合物各組分間的相對含量有所變化。表4、5分別表示我國近海及主要河口區(qū)域沉積物的有機(jī)地球化學(xué)組分和沉積物中正構(gòu)烷烴組成的變化。從表5可見，從北到南，碳優(yōu)勢指數(shù)(CPl)值逐步降低，表明從渤海、黃梅、東海到南海，海洋源輸入貢獻(xiàn)的增加趨勢，這與各地區(qū)陸源輸入的影響和該海區(qū)的浮游生物和細(xì)菌的貢獻(xiàn)相吻合。長江口和黃河口相比，長江的水生生物來源的有機(jī)質(zhì)貢獻(xiàn)顯著，因此在主峰碳和CPI值上兩者有明顯區(qū)別。 表4 中國近海及主要河口區(qū)域中沉積物的有機(jī)地球化學(xué)研究（據(jù)宋金明，2000）表5 中國近海及主要河口區(qū)域中沉積物的正構(gòu)烷烴（據(jù)宋金明，2000）脂肪酸與正烷烴類

9、似，也是以峰群分布和CPI值表征陸源和海源的輸入，唐運(yùn)千和姜善春(1988)對南極豐島西部海域沉積物的研究表明：正構(gòu)飽和脂肪酸碳數(shù)分布為nC14至n C30，以n C16含量最高，碳數(shù)分布是明顯的偶碳優(yōu)勢。向明菊等(1997)對南海沉積物、段毅等(1996)對南沙海洋沉積物和趙一陽等(1980)對北部灣海洋沉積物脂肪酸的研究都得到了同樣的結(jié)果，這些特征標(biāo)志了典型的海洋沉積物中脂肪酸分布特征，它標(biāo)志著這些脂肪酸是由原地海洋中的浮游生物和細(xì)菌藻類等提供的。1.2 現(xiàn)代湖泊沉積物中的有機(jī)質(zhì)陳文新(1990)認(rèn)為天然湖泊中內(nèi)源輸入的有機(jī)質(zhì)占沉積物總有機(jī)質(zhì)的90以上。Gale和Reddy(1994)對一

10、個(gè)淺水熱帶富營養(yǎng)化湖泊沉積物的研究發(fā)現(xiàn)，湖泊初級生產(chǎn)沉積的C通量高達(dá)1034gm2a，其中通過再懸浮而重新進(jìn)入水體的通量為720gm2a，而外源進(jìn)入湖水的C通量僅為20gm2a。 一般認(rèn)為大多數(shù)沉積物有機(jī)質(zhì)中腐殖質(zhì)占有機(jī)質(zhì)總量的70-80，腐殖質(zhì)以外的20-30的有機(jī)質(zhì)主要由蛋白質(zhì)類物質(zhì)、多糖、脂肪酸和烷烴組成(金相燦，1992)。由于湖泊作為一個(gè)動(dòng)力體系，其變化速率比海洋環(huán)境大得多，往往在沉積剖面中幾公分厚的沉積物就可能記錄一個(gè)由淡水環(huán)境到超鹽度鹵水淺水環(huán)境的變化，隨著沉積環(huán)境的頻繁變化，沉積物中的有機(jī)質(zhì)組成和特征也會(huì)隨著變化，Aric Nissenbanm等(1989)曾報(bào)導(dǎo)，幾年來伊斯雷

11、爾從加利淡水湖中獲得的浮游生物的C值顯示出冬季(-27.3)至夏季(-17)之間的季節(jié)性差異。2 現(xiàn)代沉積物中有機(jī)質(zhì)的分級分離沉積物中，特殊的有機(jī)物質(zhì)可以認(rèn)為既是有機(jī)物質(zhì)的貢獻(xiàn)源，同時(shí)又是沉積物的組成部分。粗顆粒可以用顯微鏡鑒定，并且可以用簡單的沉積學(xué)技術(shù)從沉積物中分離出來。因此，有機(jī)顆粒的類型可以與有機(jī)成份的精確分布聯(lián)系起來。泥巖中含有豐富的有機(jī)質(zhì) (Weaver,1960),是烴類生成的母巖-烴源巖。在現(xiàn)代沉積物和土壤中有機(jī)質(zhì)的含量與礦物顆粒大小密切相關(guān),粘土含量高,則有機(jī)質(zhì)豐富(Hedges和Keil,1995;陳建芳等,1999;郭志剛等,2000;雷坤等,2001;Mayer et

12、al ,2004;) 。分離步驟：待處理的樣品置2000ml玻璃燒杯中,加適量蒸餾水浸泡12小時(shí)后,用玻璃棒攪拌分散,并經(jīng)過一組篩子先被分為1>250m,2 = 250125m ,3 = 12566m和4 <66m的四級。將1,2,3樣品用蒸餾水沖入1000ml燒杯中,先提取少量樣品在顯微鏡下觀察分離程度,并統(tǒng)計(jì)各類物質(zhì)數(shù)量,剩余樣品靜止12小時(shí),待充分沉淀之后 ,去掉上部澄清液,直接放入60水浴蒸鍋中,蒸發(fā)掉多余的水分,或者移入離心管內(nèi)離心后 ,再蒸發(fā)。<66m的樣品置于5000ml燒杯中,加蒸餾水至滿刻度,靜置816小時(shí)后,用虹吸管抽取上部約10cm液體。再加入等量蒸餾水

13、,充分?jǐn)嚢杌旌?靜置相同時(shí)間后,再抽取上部液體。反復(fù)操作,直至混合液透明為止。經(jīng)反復(fù)抽取之后, < 66m的樣品又被分成4 (6620m )和5 ( < 20m )兩個(gè)粒級(傅積平, 1983;熊毅等, 1985)。（如圖3所示）圖3 表層沉積物顆粒分級試驗(yàn)流程圖2注:1>250m、2=250125m、3=12566m，4=6620m、5<20m 3 沉積物顆粒的組成3.1 重量變化對沉積物進(jìn)行顆粒分級之后，不同粒級的重量差異較大(表6)。總的來看，4和5粒級所占%較高，1-3粒級所占%較低。表6 顆粒分級與有機(jī)碳含量的關(guān)系3.2 粗顆粒的組成 在顯微鏡下觀察，各顆粒的

14、碎屑組份主要由有機(jī)質(zhì)碎屑和無機(jī)顆粒組成(表7)。有機(jī)質(zhì)碎屑主要在1-3粒級中，為高等植物碎屑和植物種子、浮游動(dòng)物殼和膜、藻類遺體，其中高等植物碎屑在小1粒級中最多，而藻類遺體在3和4更常見。無機(jī)顆粒主要為長石、石英類礦物，以及云母碎片、黃鐵礦和硅質(zhì)或鈣質(zhì)動(dòng)物殼體，長、英類礦物從1到3逐步增加，至4占統(tǒng)治地位。從分析結(jié)果來看，碎屑有機(jī)質(zhì)集中分布在粗顆粒中，不僅影響了各粒級的重量，也對有機(jī)碳和氯仿瀝青“A”的含量產(chǎn)生影響。表7 各類有機(jī)、無機(jī)顆粒在粗粒級中的分布3.3 細(xì)顆粒的組成對太湖的沉積物的5粒級進(jìn)行XRD分析，可以看出成分主要為伊/蒙間層和伊利石等粘土礦物(表8)，表明粘土礦物主要集中于細(xì)

15、粒級之中。表8 顆粒粘土礦物成分4 顆粒有機(jī)質(zhì)含量4.1 有機(jī)碳有機(jī)碳含量從1到4逐步降低，至5再次升高。但在不同的樣品中4和5中的數(shù)量有所差異，如在太湖沉積物4粒級中有機(jī)碳含量較高，5粒級中含量較低。但在沼澤和HP4沉積物中5粒級中的有機(jī)碳含量較高，而4粒級中含量較低。有機(jī)碳分配的總的趨勢是4和5占絕大部分，達(dá)76.92%97.44%，而13的總和一般小于10%。粗顆粒中有機(jī)碳含量較低，顯然與粒級比例較小和有機(jī)顆粒的豐富較低有關(guān);而5顆粒中有機(jī)碳含量高，除了該粒級比例較高以外，可能與粘土礦物大量的存在以及對有機(jī)質(zhì)的大量吸附有關(guān)，如辛店沼澤樣品中，5粒級所占比例僅有10.23%，但有機(jī)碳含量高

16、達(dá)39.27%，這充分證明了這一點(diǎn)。4.2 氯仿瀝青”A” 利用有機(jī)溶劑一氯仿對各粒級樣品進(jìn)行抽提，可以發(fā)現(xiàn)其含量變化與有機(jī)碳相一致，即從1到4粒級逐步降低，5明顯升高，其絕對含量也是從2到5逐步增加(表9)，這反映了粗顆粒中的有機(jī)質(zhì)主要為有機(jī)質(zhì)碎屑，故有機(jī)溶劑抽提不出可溶有機(jī)質(zhì)，而4和5顆粒中的有機(jī)質(zhì)以可溶有機(jī)質(zhì)為主，造成瀝青”A”含量很高，表明了不同粒級中有機(jī)質(zhì)的構(gòu)成的差異。表9 不同粒級中級仿抽提物含量 Thompson和Eglinton(1978)對湖底沉積物的研究表明，可溶有機(jī)物總量、脂族烴和脂肪酸從粗粒到細(xì)粒降低，但在粘土粒級(<5m)中明顯增加(表10)，因而，認(rèn)為粘粒中可

17、溶有機(jī)質(zhì)含量高是由于礦物表面吸附膜的存在所致，這與我們的研究結(jié)論完全一致，證明了粘土礦物與有機(jī)質(zhì)相結(jié)合。表10 Rostheme池塘湖底沉積物顆粒分級與有機(jī)物含量(Thompson etal，1978)5 顆粒有機(jī)質(zhì)的組成 從飽和烴色譜圖和表11上可以看出，碳數(shù)分布一般為C9-C34，但主峰碳隨著顆粒由粗(l)變細(xì)(5)從高碳數(shù)向低碳數(shù)遷移。正構(gòu)烷烴分布為呈雙峰型，分別在C15-C，和C25一C3:存在二個(gè)峰值區(qū)，這與太湖沉積物中的正構(gòu)烷烴分布特征相似，但在各顆粒中有機(jī)質(zhì)的組份將隨著粒級的變化而遷移。表11 碳數(shù)分布與不同粒級的相對豐度對不同顆粒的有機(jī)質(zhì)組份分析表明，隨著沉積物顆粒變細(xì)，低碳數(shù)

18、部分逐步增強(qiáng)，這顯示了低等生物生源的有機(jī)質(zhì)增加的趨勢，Thompson和Eglinton(1978)也報(bào)道了類似的現(xiàn)象。Keil等(1998)對現(xiàn)代海洋沉積物進(jìn)行顆粒分級研究后指出，在粗顆粒中木質(zhì)素含量高，在細(xì)顆粒中醛糖含量高。因此，綜合顆粒有機(jī)質(zhì)的組份特征，考慮氯仿瀝青A和顆粒顯微鏡檢結(jié)果，可以認(rèn)為碳水化合物和蛋白質(zhì)等可溶解有機(jī)質(zhì)，可以保存于沉積物中，并是細(xì)顆粒(粘土)中有機(jī)質(zhì)的主要成分:木質(zhì)素等不可溶有機(jī)質(zhì)是粗顆粒中有機(jī)質(zhì)的主要成分 為了把現(xiàn)代沉積物中的有機(jī)質(zhì)的顆粒分級的更細(xì)，我們可以借鑒土壤學(xué)中的有機(jī)質(zhì)顆粒的分離分散技術(shù)。6 土壤中有機(jī)質(zhì)顆粒的分離分散技術(shù)顆粒分級的目的是使土壤中有機(jī)質(zhì)的

19、分離。理想情況下，>50m的粗粒包含完整的植物碎片，50-2m（或者20-2m）的泥沙粒包含細(xì)胞和微生物碎片，2-0.2m的粗粘土包含有機(jī)礦物復(fù)合體中的有機(jī)質(zhì)，0-0.2m的細(xì)粘土包含最近形成的代謝物。Christensen （1992）, Feller （1994）確定主要有三種級別的有機(jī)質(zhì)：1）>20m的植物碎片與相對高C:N 比 (1525)的礦物沙或者高戊醛糖：甘露糖沒有緊密聯(lián)合在一起，表明這種有機(jī)質(zhì)屬植物來源。2）一種有機(jī)泥沙復(fù)合體包含了源于植物和真菌的粘土有機(jī)質(zhì)，礦物沙和非常穩(wěn)定的有機(jī)礦物聚合體；C:N和戊醛糖：甘露糖低于前一種；這種有機(jī)質(zhì)的來源不如較粗有機(jī)質(zhì)的清晰。3

20、）<2m的有機(jī)粘土復(fù)合體富存在無定形的的粘土有機(jī)質(zhì)中；這種有機(jī)質(zhì)是潮濕的，并且與礦物顆粒緊密聯(lián)合在一起；C:N和戊醛糖：甘露糖較低，表明這種有機(jī)質(zhì)可能源于微生物。分散在于破壞某種有機(jī)礦物結(jié)合力，而不是分段植物殘骸，并且盡可能不破壞微生物細(xì)胞或者聚合物的結(jié)構(gòu)。應(yīng)該注意有機(jī)質(zhì)的粒度測定方法的目的與土壤中顆粒大小的分析明顯不同。顆粒大小分析時(shí)，非常有效的方法被用來破壞粘土胡敏酸“接合劑”，例如用H2O2破壞有機(jī)質(zhì)，用富含F(xiàn)e Al復(fù)合體的反應(yīng)試劑如四硼酸鈉破壞有機(jī)礦物結(jié)合力。這種技術(shù)在這里不適合，因?yàn)檫@種有機(jī)成分需要復(fù)原而不是破壞或溶解它們。最有用的方法能夠分類為三組：用H2O和各種性能的機(jī)械

21、試劑分散；超聲波分散；用對有機(jī)質(zhì)不太敏感的分散試劑化學(xué)分散。6.1 用水機(jī)械分散3Bruckert et al. (1978)的技術(shù)是一種用瑪瑙棒控制攪拌的低影響的機(jī)械處理。2mm細(xì)泥中的35g干土壤樣品，混合器里放200mL水，用5個(gè)瑪瑙棒以50rpm的速度攪拌15 h。Feller(1979)發(fā)展了一種相似的技術(shù)，用于熱帶低腐殖質(zhì)的沙質(zhì)土壤。在這種情況下推薦機(jī)械作用甚至更加適中：在300mL蒸餾水中用三個(gè)玻璃棒攪拌100g土壤一小時(shí)。Andreux et al.(1980)研究了一種標(biāo)準(zhǔn)的帶有一種非常穩(wěn)定的粘土腐殖質(zhì)復(fù)合體的黑鈣土型的西伯利亞大草原的土壤。這種干性土壤篩分到2mm，在20&

22、#176;C溫度下用不同數(shù)量的瑪瑙棒在水中(200mL水，35g土壤)低速(40rpm)攪拌一夜。 圖4 10mm瑪瑙棒(a)數(shù)量和攪拌時(shí)間(b)的影響，對于>50µm的成分，充滿0-50 µm 的菱形組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，充滿0-50 µm的方形C，作為總C的百分?jǐn)?shù)Sidi (1987)也使用了分裂的方法，對突尼斯碳酸型土壤用玻璃棒攪拌。圖4a展現(xiàn)了攪拌時(shí)間對顆粒大小分布的影響，用或者不用三個(gè)玻璃棒（15g土壤，100mL水，每秒前后來回?cái)嚢琛C(jī)械處理的主要作用是破壞最大的聚合體(2002000µm)而中等大小聚合體(50200µm)的百分

23、含量幾乎是一致的，用或者不用瑪瑙棒。曲線的形狀也表明了破碎過程發(fā)生的階段1）前30分鐘攪拌最大的聚合體(>200µm)分裂成中等大(50200µm)的聚合體，隨后2）50200µm聚合體分裂成微小的粘土泥沙級大小(050µm)。與圖相比，用三個(gè)玻璃棒攪拌1小時(shí)足以達(dá)到對這種高原類型土壤的分散。Monnier et al. (1962)在densimetric分離之前實(shí)施分散流程，或者干篩到500 µm,或者在水中煮沸隨后在酒精中漂洗，在烘干箱中烘一段時(shí)間。圖5 一種地中海土壤的水分散6.2 超聲波分散 盡管超聲波分散技術(shù)偶爾激烈地批評對某

24、些有機(jī)質(zhì)太具破壞性，這種技術(shù)通常被推薦為土壤有機(jī)質(zhì)的物理分離。 Edwards和Bremner (1967)支持一種土壤樣品(10g土壤，25mL水)的水成懸浮液用聲波振動(dòng)用一個(gè)Raytheon S-102A振動(dòng)器(Raytheon Co., Norwood, MA USA)。對于非常不同紋理的14土壤，通過超聲振動(dòng)30分鐘分散成粘土大小(<2 µm )的細(xì)顆粒，通過洗液管顆粒大小分離的方法得以評價(jià)。圖6展現(xiàn)了這種分散總是比在水中簡單的攪拌更高。分散可與由兩種化學(xué)分散劑（六偏磷酸鈉過氧化物和鈉樹脂）檢驗(yàn)獲得的作比較。 用ultra- sonic probe MSE Cabine

25、t Model 60 Ultrasonic disintegrator (Measuring and Scientific Equipment Ltd, London)分散（18-20Khz,60W）獲得的分散比率與音速振動(dòng)獲得的相似。圖6 對14土壤用超聲波分散和三種其他的分散技術(shù)獲得的粘土級部分的比率 關(guān)于一種黑鈣土型土壤，Shaymukhametov et al. (1984),正如Anderson et al. (1981)一樣,認(rèn)為超聲分散30分鐘之后進(jìn)入微小聚合體(<50µm)的分散，而在一分鐘之內(nèi)，96.4%的較大聚合體受到破壞。他們的實(shí)驗(yàn)凸顯出微小聚合體和結(jié)構(gòu)聚合體之間在穩(wěn)定性方面有非常大的不同。應(yīng)該注意（圖7）1和50µm之間微小聚合體3個(gè)大小的穩(wěn)定度，是非常相似的，可能的解釋是超聲波造成了來自微小聚合體泥沙級大小的3個(gè)級別的細(xì)粘土進(jìn)一步的釋放，而這些級別之間沒有差別。這不同于結(jié)構(gòu)聚合體的行為，它在50200 µm和050 µm之間穩(wěn)定性方面有清晰的不同。圖7 對<50µ