横山桥地区岩石和土壤考察活动实习讲义

1、第一节 横山桥地区岩石和土壤考察活动实习讲义一、基础知识（一）矿物和岩石地壳中的矿物 地壳中的化学元素，在一定的地质条件下，结合成具有一定化学成分和物理性质的单质或化合物，就是矿物。矿物是人类生产资料和生活资料的重要来源之一，是构成岩石的物质基础。它在地球上的分布十分广泛，几乎到处可以见到。比如我们吃的盐，做铅笔芯用的石墨，制玻璃用的石英，炼铁用的铁矿石，等等，都是矿物。地球上已发现的矿物有3000多种，其中组成岩石的造岩矿物约有几十种，常见的有石英、长石、云母、方解石等；可供冶炼提取金属的矿物有赤铁矿、黄铜矿等等。岩石的类型 根据成因，岩石可以分为岩浆岩（又叫火成岩）、沉积岩、变质岩三大类。

2、岩浆岩按其产状可以分为喷出岩和侵入岩：喷出岩是岩浆直接喷出地表冷却凝固形成的岩石；侵入岩是岩浆未上升到地面，停留在地下缓慢冷却凝固形成的岩石。喷出岩由于岩浆迅速冷却凝固，矿物结晶的颗粒细小，甚至用肉眼不能分辨，有的具有流纹或气孔构造。常见的喷出岩有玄武岩、流纹岩等。侵入岩因温度冷却较慢，岩浆有充分条件结晶，因而形成晶体较大的矿物颗粒。常见的侵入岩有花岗岩等。花岗岩的分布比较广泛，我国许多名山，如华山、黄山、北京八达岭，都由花岗岩构成。花岗岩的质地坚硬，抗压力大，是一种坚固、美观的建筑材料。裸露在地表的各种岩石，在风吹、雨打、日晒以及生物的作用下，逐渐破碎成为砾石、砂子和泥土。这些碎屑物质被风力

3、、流水等搬运后沉积固结而形成的岩石，叫做沉积岩。还有些沉积岩是由化学沉淀物质或生物遗体堆积而成的。沉积岩在地壳中的体积仅占5，但面积却占地壳表面的75左右。由于沉积岩的生成是一层一层地沉积下来的，所以常能明显地看出层次，叫做层理构造。有些沉积岩中常常能找到已经变成石头的古生物遗体或遗迹，即化石。一般地说，具有层理构造和常含有化石是沉积岩的两个重要特征。沉积岩的种类很多，有的是由砾石或砂子胶结起来形成的，如砾岩、砂岩等；有的则是由颗粒非常细小的粘土压紧固结而成的，如页岩；有的是经化学沉积或生物沉积而成的，如石灰岩。沉积岩的用途也很广，许多沉积岩可用作建筑材料，如石灰岩是烧石灰、制水泥和化学工业的

4、原料，质地纯净的还可用作钢铁冶金方面的重要熔剂。变质岩是已经生成的岩石，由于地壳运动和岩浆活动的影响，在一定的温度、压力等条件下，使原来岩石的成分、结构发生改变而形成的一种新的岩石。岩石在一定的温度条件下，有些矿物成分可以进行重结晶；有些矿物成分之间进行化学反应，从而产生新矿物。岩石在压力增大时，可以产生体积减小、比重增大的新矿物，又可以使一些岩石中的矿物产生定向排列，从而使岩石具有片理构造，即能剥成薄片、薄板或外观上呈条带状的构造。常见的变质岩有石灰岩变质成的大理岩，砂岩变质成的石英岩，页岩变质成的片岩、板岩等。 （二）土壤土壤的组成  土壤是由矿物质、有机质、水分和空气四种物质组

5、成的。矿物质和有机质属于固体部分，其中矿物质所占比重最大，它是土壤的物质基础。矿物质经过风化分解后，能够释放植物所需的钾、磷、钙、镁等养分，因此矿物质与土壤肥力有密切关系。矿物质颗粒按其大小，一般可分为砂粒、粉砂、粘粒、胶粒几种。肥沃的土壤，上层多为粉砂壤质地，下层多为粘壤质地。上层疏松，孔隙度大，便于通气、透水、增温；下层粘实，孔隙度小，能起托水、保肥、稳温作用。土壤有机质多集中在表层，它是土壤的重要成分，直接影响土壤肥力的形成和发展。通常把有机质的含量作为土壤肥力高低的一个重要标志。土壤有机质包括遗留在土壤中的生物残体以及经过土壤微生物的生物化学作用所形成的腐殖质。腐殖质常与土壤矿物质结合

6、在一起，在一定条件下缓慢地分解，释放出以氮为主的养分来供给植物吸收，同时放出二氧化碳加强植物的光合作用。土壤中的水分和空气有很大流动性，它们的运动和比例的变化对土壤肥力也起很大作用。水分不足时，植物就会凋萎。水分过多时，空气则受到排挤，土温下降，造成长期缺氧，土壤肥力会显著下降。土壤空气对植物的生长和土壤微生物的活动有直接影响。在通气好的情况下，种子才能萌发，根系才能发育，土壤微生物活动才能旺盛。所以，土壤性质的好坏，也与水、气、热三者的适当配合和相互调节密切相关。土壤的形成  首先，岩石暴露于地表，在太阳光热的作用下，与水、空气等接触，年深日久，风化成疏松的母质，释放矿物质养分，产

7、生蓄水性，这就给土壤的形成打下基础。接着，一些微生物和低等生物开始生存，逐渐在母质中积累有机物质，这些有机质改善了母质的蓄水条件和养分条件，特别是加入了成土母质所没有的氮素养分，这样就为高等植物的生长提供了可能性。而高等植物的生生死死，又使有机质更加丰富。有机质在微生物的作用下形成腐殖质。腐殖质胶体吸收钙离子产生凝聚作用，促使土粒团聚。在气候影响下，干湿交替，融冻变化，加上植物根系的穿插，逐渐形成具有蓄水性能的团粒结构，成土母质就发育成具有一定肥力的土壤层。一般土壤剖面具有以下几层：（一）枯枝落叶层，又叫覆盖层（只有森林土壤有这一层）。（二）腐殖质层，呈棕黑色。（三）淋滤层，色泽较淡。（四）淀

8、积层，由上层淋滤下来的物质，淀积在这里，通常比较紧实、粘重，不透水，矿物质养分比较丰富。（五）母质层，多为粗糙砂粒或粘重的胶泥，不具备土壤结构。主要的土壤类型及其分布  由于自然界成土因素复杂多样，形成了多种多样的土壤。从世界土壤分布图上可以看到，在不同气候、地形和植被的条件下，土壤的类型是不同的。它们的分布也具有明显的地带性：冰沼土主要分布在苔原带；灰化土主要分布在亚寒带针叶林带；棕壤和褐土主要分布在温带落叶阔叶林带；黄壤和红壤主要分布在热带草原带和亚热带常绿阔叶林带；砖红壤主要分布在热带雨林带；黑钙土主要分布在温带草原带；荒漠土主要分布在热带和温带的荒漠地区。在我国有两种对农业生

9、产起着重要作用的土壤类型。（一）水稻土 我国稻谷总产量占世界首位，全国水稻土占耕地面积的15以上。水稻土分布遍及全国，但主要分布区是在秦岭-淮河一线以南，其中以长江中下游平原、珠江三角洲、四川盆地和台湾西部平原最为集中。水稻土是在人类生产活动中形成的特殊土壤。它可以发育在各种自然土壤上。人们年复一年地在土壤上进行泡水耕耘，排水烤田，精整田面，轮作施肥，使大土块散碎，在土粒之间，微团聚体之间还闭蓄着一部分气体，使土壤耕作层具有一种特殊的软糊度，有利于水稻须根的发展。另外，还通过增施河泥，建造粘重的土壤质地，以利蓄水种稻。（二）紫色土 紫色土主要集中在四川盆地。其特点是深受母岩影响，成土年龄较短，

10、母岩是中、新生代沉积的紫色页岩或砂页岩，岩体松软，极易风化破碎，自然肥力高，富含各种盐类及多种微量元素，酸碱条件适中，因而可在风化母岩上直接刨耕引种。黄土的类型 根据成因，分为水积黄土、山地黄土、坡积黄土和风积黄土。水积黄土具有上下方向、水平方向上的粒径变化，由于流水的分选作用，小而轻的物质应在土层上部，大而重的物质应在土层下部，整个土层要有水平层理。山地黄土具有枯枝败叶层、黄土上层，心土层和成土母质层等几个层次。黄土上层中必须具有酸、粘、瘦等特点，即土壤成酸性，土质粘重，有机质少的特点。而且，由于成土于高温多雨的亚热带气候，土壤的富铝化过程显著，土壤下层的铁锰结核应有所见。坡积黄土是重力加流

11、水作用形成的。风积黄土具有以下特点：匀质性：黄土层上下无粒径变化，山坡远近处也无粒径变化。直立性：由于黄土由风吹来，像积雪一样堆积而成，故上下方向不断挤压而空隙变小，物质密实，而水平方向则没有这种挤压，保持原来的孔隙，因而风积黄土具有直立性。陕北老乡利用它可以挖空洞窑洞。钙质性：由于它源于西北戈壁沙漠的干旱、半干旱地区，土质有丰富的钙质。由于钙质的吸附作用，土壤的团粒结构发育较好，土质肥沃。黄土沉积从更早新世一直到现在，一般分为三个时期：午成黄土地Q1；离石黄土Q2；马兰黄土Q3。南京下蜀黄土Q3，与马兰黄土相当，是红黄色粘土。二、活动设计（一）考察目的：识别岩石中的主要矿物；识别常见的岩石，并按成因分类。分析判断主要的黄土类型。（二）考察要求：1.活动时要有纪律性，组织性。2.任何人都不许穿高跟鞋；女生不佩带首饰；体弱者可以带拐杖。（三）考察工具准备：放大镜、试管和盐酸药品。（四）考察路线：黄猫岭采土场和大林寺山脚（五）考察内容1、识别花岗岩中的云母、长石、石英。2、认识太湖石（石灰岩）、斧劈石（页岩）、花岗岩、汉白玉（大理岩），判断其类型3、观察黄猫岭下蜀黄土剖面，分析风积黄土、水