橫山橋地區(qū)巖石和土壤考察活動實習(xí)講義

1、第一節(jié) 橫山橋地區(qū)巖石和土壤考察活動實習(xí)講義一、基礎(chǔ)知識（一）礦物和巖石地殼中的礦物 地殼中的化學(xué)元素，在一定的地質(zhì)條件下，結(jié)合成具有一定化學(xué)成分和物理性質(zhì)的單質(zhì)或化合物，就是礦物。礦物是人類生產(chǎn)資料和生活資料的重要來源之一，是構(gòu)成巖石的物質(zhì)基礎(chǔ)。它在地球上的分布十分廣泛，幾乎到處可以見到。比如我們吃的鹽，做鉛筆芯用的石墨，制玻璃用的石英，煉鐵用的鐵礦石，等等，都是礦物。地球上已發(fā)現(xiàn)的礦物有3000多種，其中組成巖石的造巖礦物約有幾十種，常見的有石英、長石、云母、方解石等；可供冶煉提取金屬的礦物有赤鐵礦、黃銅礦等等。巖石的類型 根據(jù)成因，巖石可以分為巖漿巖（又叫火成巖）、沉積巖、變質(zhì)巖三大類。

2、巖漿巖按其產(chǎn)狀可以分為噴出巖和侵入巖：噴出巖是巖漿直接噴出地表冷卻凝固形成的巖石；侵入巖是巖漿未上升到地面，停留在地下緩慢冷卻凝固形成的巖石。噴出巖由于巖漿迅速冷卻凝固，礦物結(jié)晶的顆粒細小，甚至用肉眼不能分辨，有的具有流紋或氣孔構(gòu)造。常見的噴出巖有玄武巖、流紋巖等。侵入巖因溫度冷卻較慢，巖漿有充分條件結(jié)晶，因而形成晶體較大的礦物顆粒。常見的侵入巖有花崗巖等。花崗巖的分布比較廣泛，我國許多名山，如華山、黃山、北京八達嶺，都由花崗巖構(gòu)成?；◢弾r的質(zhì)地堅硬，抗壓力大，是一種堅固、美觀的建筑材料。裸露在地表的各種巖石，在風(fēng)吹、雨打、日曬以及生物的作用下，逐漸破碎成為礫石、砂子和泥土。這些碎屑物質(zhì)被風(fēng)力

3、、流水等搬運后沉積固結(jié)而形成的巖石，叫做沉積巖。還有些沉積巖是由化學(xué)沉淀物質(zhì)或生物遺體堆積而成的。沉積巖在地殼中的體積僅占5，但面積卻占地殼表面的75左右。由于沉積巖的生成是一層一層地沉積下來的，所以常能明顯地看出層次，叫做層理構(gòu)造。有些沉積巖中常常能找到已經(jīng)變成石頭的古生物遺體或遺跡，即化石。一般地說，具有層理構(gòu)造和常含有化石是沉積巖的兩個重要特征。沉積巖的種類很多，有的是由礫石或砂子膠結(jié)起來形成的，如礫巖、砂巖等；有的則是由顆粒非常細小的粘土壓緊固結(jié)而成的，如頁巖；有的是經(jīng)化學(xué)沉積或生物沉積而成的，如石灰?guī)r。沉積巖的用途也很廣，許多沉積巖可用作建筑材料，如石灰?guī)r是燒石灰、制水泥和化學(xué)工業(yè)的

4、原料，質(zhì)地純凈的還可用作鋼鐵冶金方面的重要熔劑。變質(zhì)巖是已經(jīng)生成的巖石，由于地殼運動和巖漿活動的影響，在一定的溫度、壓力等條件下，使原來巖石的成分、結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而形成的一種新的巖石。巖石在一定的溫度條件下，有些礦物成分可以進行重結(jié)晶；有些礦物成分之間進行化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生新礦物。巖石在壓力增大時，可以產(chǎn)生體積減小、比重增大的新礦物，又可以使一些巖石中的礦物產(chǎn)生定向排列，從而使巖石具有片理構(gòu)造，即能剝成薄片、薄板或外觀上呈條帶狀的構(gòu)造。常見的變質(zhì)巖有石灰?guī)r變質(zhì)成的大理巖，砂巖變質(zhì)成的石英巖，頁巖變質(zhì)成的片巖、板巖等。 （二）土壤土壤的組成  土壤是由礦物質(zhì)、有機質(zhì)、水分和空氣四種物質(zhì)組

5、成的。礦物質(zhì)和有機質(zhì)屬于固體部分，其中礦物質(zhì)所占比重最大，它是土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)。礦物質(zhì)經(jīng)過風(fēng)化分解后，能夠釋放植物所需的鉀、磷、鈣、鎂等養(yǎng)分，因此礦物質(zhì)與土壤肥力有密切關(guān)系。礦物質(zhì)顆粒按其大小，一般可分為砂粒、粉砂、粘粒、膠粒幾種。肥沃的土壤，上層多為粉砂壤質(zhì)地，下層多為粘壤質(zhì)地。上層疏松，孔隙度大，便于通氣、透水、增溫；下層粘實，孔隙度小，能起托水、保肥、穩(wěn)溫作用。土壤有機質(zhì)多集中在表層，它是土壤的重要成分，直接影響土壤肥力的形成和發(fā)展。通常把有機質(zhì)的含量作為土壤肥力高低的一個重要標(biāo)志。土壤有機質(zhì)包括遺留在土壤中的生物殘體以及經(jīng)過土壤微生物的生物化學(xué)作用所形成的腐殖質(zhì)。腐殖質(zhì)常與土壤礦物質(zhì)結(jié)合

6、在一起，在一定條件下緩慢地分解，釋放出以氮為主的養(yǎng)分來供給植物吸收，同時放出二氧化碳加強植物的光合作用。土壤中的水分和空氣有很大流動性，它們的運動和比例的變化對土壤肥力也起很大作用。水分不足時，植物就會凋萎。水分過多時，空氣則受到排擠，土溫下降，造成長期缺氧，土壤肥力會顯著下降。土壤空氣對植物的生長和土壤微生物的活動有直接影響。在通氣好的情況下，種子才能萌發(fā)，根系才能發(fā)育，土壤微生物活動才能旺盛。所以，土壤性質(zhì)的好壞，也與水、氣、熱三者的適當(dāng)配合和相互調(diào)節(jié)密切相關(guān)。土壤的形成  首先，巖石暴露于地表，在太陽光熱的作用下，與水、空氣等接觸，年深日久，風(fēng)化成疏松的母質(zhì)，釋放礦物質(zhì)養(yǎng)分，產(chǎn)

7、生蓄水性，這就給土壤的形成打下基礎(chǔ)。接著，一些微生物和低等生物開始生存，逐漸在母質(zhì)中積累有機物質(zhì)，這些有機質(zhì)改善了母質(zhì)的蓄水條件和養(yǎng)分條件，特別是加入了成土母質(zhì)所沒有的氮素養(yǎng)分，這樣就為高等植物的生長提供了可能性。而高等植物的生生死死，又使有機質(zhì)更加豐富。有機質(zhì)在微生物的作用下形成腐殖質(zhì)。腐殖質(zhì)膠體吸收鈣離子產(chǎn)生凝聚作用，促使土粒團聚。在氣候影響下，干濕交替，融凍變化，加上植物根系的穿插，逐漸形成具有蓄水性能的團粒結(jié)構(gòu)，成土母質(zhì)就發(fā)育成具有一定肥力的土壤層。一般土壤剖面具有以下幾層：（一）枯枝落葉層，又叫覆蓋層（只有森林土壤有這一層）。（二）腐殖質(zhì)層，呈棕黑色。（三）淋濾層，色澤較淡。（四）淀

8、積層，由上層淋濾下來的物質(zhì)，淀積在這里，通常比較緊實、粘重，不透水，礦物質(zhì)養(yǎng)分比較豐富。（五）母質(zhì)層，多為粗糙砂?；蛘持氐哪z泥，不具備土壤結(jié)構(gòu)。主要的土壤類型及其分布  由于自然界成土因素復(fù)雜多樣，形成了多種多樣的土壤。從世界土壤分布圖上可以看到，在不同氣候、地形和植被的條件下，土壤的類型是不同的。它們的分布也具有明顯的地帶性：冰沼土主要分布在苔原帶；灰化土主要分布在亞寒帶針葉林帶；棕壤和褐土主要分布在溫帶落葉闊葉林帶；黃壤和紅壤主要分布在熱帶草原帶和亞熱帶常綠闊葉林帶；磚紅壤主要分布在熱帶雨林帶；黑鈣土主要分布在溫帶草原帶；荒漠土主要分布在熱帶和溫帶的荒漠地區(qū)。在我國有兩種對農(nóng)業(yè)生

9、產(chǎn)起著重要作用的土壤類型。（一）水稻土 我國稻谷總產(chǎn)量占世界首位，全國水稻土占耕地面積的15以上。水稻土分布遍及全國，但主要分布區(qū)是在秦嶺-淮河一線以南，其中以長江中下游平原、珠江三角洲、四川盆地和臺灣西部平原最為集中。水稻土是在人類生產(chǎn)活動中形成的特殊土壤。它可以發(fā)育在各種自然土壤上。人們年復(fù)一年地在土壤上進行泡水耕耘，排水烤田，精整田面，輪作施肥，使大土塊散碎，在土粒之間，微團聚體之間還閉蓄著一部分氣體，使土壤耕作層具有一種特殊的軟糊度，有利于水稻須根的發(fā)展。另外，還通過增施河泥，建造粘重的土壤質(zhì)地，以利蓄水種稻。（二）紫色土 紫色土主要集中在四川盆地。其特點是深受母巖影響，成土年齡較短，

10、母巖是中、新生代沉積的紫色頁巖或砂頁巖，巖體松軟，極易風(fēng)化破碎，自然肥力高，富含各種鹽類及多種微量元素，酸堿條件適中，因而可在風(fēng)化母巖上直接刨耕引種。黃土的類型 根據(jù)成因，分為水積黃土、山地黃土、坡積黃土和風(fēng)積黃土。水積黃土具有上下方向、水平方向上的粒徑變化，由于流水的分選作用，小而輕的物質(zhì)應(yīng)在土層上部，大而重的物質(zhì)應(yīng)在土層下部，整個土層要有水平層理。山地黃土具有枯枝敗葉層、黃土上層，心土層和成土母質(zhì)層等幾個層次。黃土上層中必須具有酸、粘、瘦等特點，即土壤成酸性，土質(zhì)粘重，有機質(zhì)少的特點。而且，由于成土于高溫多雨的亞熱帶氣候，土壤的富鋁化過程顯著，土壤下層的鐵錳結(jié)核應(yīng)有所見。坡積黃土是重力加流

11、水作用形成的。風(fēng)積黃土具有以下特點：勻質(zhì)性：黃土層上下無粒徑變化，山坡遠近處也無粒徑變化。直立性：由于黃土由風(fēng)吹來，像積雪一樣堆積而成，故上下方向不斷擠壓而空隙變小，物質(zhì)密實，而水平方向則沒有這種擠壓，保持原來的孔隙，因而風(fēng)積黃土具有直立性。陜北老鄉(xiāng)利用它可以挖空洞窯洞。鈣質(zhì)性：由于它源于西北戈壁沙漠的干旱、半干旱地區(qū)，土質(zhì)有豐富的鈣質(zhì)。由于鈣質(zhì)的吸附作用，土壤的團粒結(jié)構(gòu)發(fā)育較好，土質(zhì)肥沃。黃土沉積從更早新世一直到現(xiàn)在，一般分為三個時期：午成黃土地Q1；離石黃土Q2；馬蘭黃土Q3。南京下蜀黃土Q3，與馬蘭黃土相當(dāng)，是紅黃色粘土。二、活動設(shè)計（一）考察目的：識別巖石中的主要礦物；識別常見的巖石，并按成因分類。分析判斷主要的黃土類型。（二）考察要求：1.活動時要有紀律性，組織性。2.任何人都不許穿高跟鞋；女生不佩帶首飾；體弱者可以帶拐杖。（三）考察工具準備：放大鏡、試管和鹽酸藥品。（四）考察路線：黃貓嶺采土場和大林寺山腳（五）考察內(nèi)容1、識別花崗巖中的云母、長石、石英。2、認識太湖石（石灰?guī)r）、斧劈石（頁巖）、花崗巖、漢白玉（大理巖），判斷其類型3、觀察黃貓嶺下蜀黃土剖面，分析風(fēng)積黃土、水