毕业论文开题报告-花岗岩成土剖面铁铝氧化物与有机碳氮的分布特征.doc

采矿工程专业本科生毕业论文开题报告论文题目：花岗岩成土剖面铁铝氧化物与有机碳氮的分布特征学 院： 能源工程学院 专 业： 采矿工程 班 级： 2012级采矿工程班 作者姓名： 指导教师： 职称： 讲 师 指导教师： 职称： 教 授 完成日期： 2016 年 0 1 月 06 日陇东学院本科生毕业论文开题报告姓名专业采矿工程学号2012441122指导教师职称讲师所在院系能源工程学院论文题目花岗岩成土剖面铁铝氧化物与有机碳氮的分布特征题目来源国家自然科学基金项目（41130536）1、 课题研究背景地球上的火成岩中，喷出岩以玄武岩为主，侵人岩则以花岗岩为主，而花岗岩是地球大陆地壳的重要组成部分，是地球区别于太阳系内其它行星的重要标志。狭义的花岗岩以及通常与之具密切成因关系的中酸性岩石统称花岗岩类，花岗岩类岩石记录了大陆地壳形成和演化的重要信息，并且通常对金属富集成矿具有决定性影响，因此广大地质学家对花岗岩的研究热情经久不衰。在中国，华南地区、东北地区以及青藏高原等地区都有巨大面积的花岗岩出露，这些花岗岩产生于地质历史中的不同时代，具有复杂的形成及演化过程。土壤有机碳的绝对数量依赖于气候和土壤类型，土壤有机碳的垂直分布与植被类型关系密切，因此，气候主要控制表层的土壤有机碳含量，土壤矿物则控制着有机碳的时空分布，但对土壤有机碳的储量和周转的权重却研究较少。通过对不同气候带花岗岩成土土壤铁铝氧化物分布特征；不同气候带花岗岩成土土壤有机碳/氮分布特征的分析，结合这两点对土壤铁铝氧化物与有机碳氮进行相关性分析。2、 国内外现状（一）有关花岗岩在我国的分布特征及土壤铁铝氧化物的研究现状我国的花岗岩山地分布广泛，集中分布在云贵高原和燕山山脉以东的第二、三级地形阶梯上。以海拔2500m以下的中低山和丘陵为主，其他一些山地也有分布。其中许多地区已成为国家风景名胜区和自然保护区。1984年，徐克勤根据物质来源、形成方式及构造位置将花岗岩划分为三大类：路壳改造型、同熔型和幔源型。同年，迪迪埃等根据花岗岩中包体是变沉积岩还是变火山岩把花岗岩划分为Cs型（地壳沉积岩）、Ci型（地壳火成岩）及M型（地幔）。1999年，Barbarin根据花岗岩岩类矿物组合、野外出露和岩性特征、定位特点、地球化学和同位素特征，将花岗岩划分为以下7种类型：含白云母过铝花岗岩类（MPG）；含堇青石及富黑云母过铝花岗岩类(CPG)；富钾及钾长石斑状钙碱性花岗岩（KCG）；含角闪石钙碱性花岗岩类（ACG）；岛弧拉斑玄武质花岗岩（ATG）；洋脊拉斑玄武质花岗岩（RTG）；过碱性及碱性花岗岩（PAG）。以上七种花岗岩具有不同的物质来源和地球动力学背景。2000年，我国学者王涛认为富钾钙碱性花岗岩主要发育于张性环境，大量面状A型花岗岩的发育，常是大陆造山带稳定的伸张标志，也可能暗示地幔柱的存在。花岗岩的发育程度还可以提供造山带发育背景。2005年，我国学者肖庆辉等对我国花岗岩与大陆地壳生长方式：（1）阿尔泰式：对流地幔输入和中上地壳混合；（2）东昆仑式：对流地幔输入和元古宙基地混合；（3）东北式：地幔对流输入改造显生宙陆壳；（4）燕山式：对流地幔输入改造太古宙基地；（5）南岭式：陆壳物质再循环。作为土壤结构体的几要组成部分一铁铝氧化物(包括晶质、非晶质的铁铝氧化物、氢氧化物和偏氢氧化物)与黏土矿物是土壤中最主要、最活跃的组分之一，它们通过金属氧化物及其水合物将薪粒胶结在一起，其类型、胶结方式、结合位点等显著影响土壤的许多理化性质(如团聚体稳定性提高、薪土分散性减少)，改善土壤的岩土力学性状(如增加强度、减少变形等)：而它们与一些有机胶体的结合，可形成疏松多孔的水稳定性团聚体，改变土壤的结构状态，增强土壤的缓冲性能。因此，它们胶结的微观本质控制着土壤界面的活性，从而影响土壤物理、化学、生物过程与性质，成为决定土壤(特别是南方土壤)退化的重要内在因素。土壤中的黏土矿物表面被铁、铝、锰等氧化物包被后，其吸附性能大大改变，尤其是对重金属元素、有机物、酶、致病细菌或病毒等吸附能力的增强，可提高土壤对废水及土壤中某些污染物的去除能力，减轻土壤环境污染的压力：同时还可影响土壤对NH4十、K十、PO43+等植物所需营养元素的释放与固定。因此，揭小与掌握土壤黏土矿物与氧化物交互作用的过程与机理，还可为环境污染控制与治理、养分循环等诸多方面的研究提供基础资料。铁、铝氧化物通过降低临界凝聚的浓度(CFC或CCC)以减少薪粒的分散、水分的吸收和薪粒的膨胀，从而增强土壤的持水性、导水率，减小土壤的体积质量(容重)和破裂系数。去除土壤中的铁、铝氧化物后，土壤薪粒的分散性增强。随着水铁矿施入量的增加，酸性土壤的入渗量升高、径流量和土壤流失量减少，而碱性土壤的入渗量减少、径流量和土壤流失量增加。可见，氧化铁对不同类烈土壤所起作用不同，水铁矿在酸性条件下可与带负电荷的薪粒和有机质相结合，起团聚作用：在碱性条件下，则起分散作用。两者交互作用对土壤团聚体的稳定性有着明显影响。氧化铁是可分散薪粒含量(WDC)与土壤流失量的主因子，对土壤侵蚀度的影响比有机质和薪粒含量要大，值得注意的是土壤氧化铁，非晶质铁与游离铁的比值（Feo/Fed)与WDC、土壤流失量呈显著负相关。水稳定性团聚体含量和土壤平均重量直径（MWD)与草酸钱溶液提取的弱晶质铁、铝氧化物含量呈极显著相关，而与DCB提取的晶质铁、铝氧化物含量的相关性不明显，非晶质氧化物(水铁矿)的团聚作用远大于晶质氧化物(针铁矿、赤铁矿)：与赤铁矿相比，针铁矿表面带有较多的羚基，更易与高岭石等矿物结合，对土壤的胶结作用比赤铁矿的强：而土壤中氧化铝的胶结能力比氧化铁的强，这可能与氧化铝、氧化铁在土壤中的形态以及表面电荷密度不同有关。（二）土壤有机碳氮的研究现状土壤有机碳稳定性是指在当前条件下土壤有机质的抗干扰以及恢复原有状态的能力。对于有机碳稳定机制的研究，国内外的报道不是很多。目前，大多数学者认为，增加土壤有机碳稳定的重要机制之一是团聚体的物理保护作用，因为土壤团聚体的稳定性对土壤有机碳有保护作用。几十年来，国内外土壤研究者对土壤有机、无机、胶结物和土壤团聚体形成的关系作了大量的研究工作，得到了关于团聚体形成机制的不同观E LLiott 认为大团聚体中碳的高含量是由有机质把微团聚体胶结合成大团聚体引起的，相对而言大团聚体中有机质处于非稳定状态。Cam bandalla 等认为大团聚体所含有的有机质属于轻组微粒有机质或者相对密度较小、且与茹土矿物之间的结合并不紧密。紧结态及有机质的茹粒影响着小粒级的微团聚体形成，而松结态的有机质和多糖物质影响着大粒级的微团聚体形成。关连珠等则认为，微团聚体的粒级决定了胶结物质的作用程度。T isdall等的试验结果证明，茹结的团聚体(由菌丝分泌物的大分子多糖类物质的)比团聚体油菌丝本身缠绕的)的稳定性较弱一些。Puget等认为有机质伽脂肪族化合物、不稳定碳水化合物、真菌菌丝体)可以增加大团聚体的稳定性。虽然研究人员已认识到土壤中团聚体的稳定性受到一些因素的影响，但这些研究未能进一步解释这些因素的影响过程。影响土壤有机碳稳定的因素是多方面的，概括起来为自然因素（植被类型、水分、温度、土壤质地、土壤微生物等）和人为因素（耕作、施肥等）。自然条件下，气候条件比如年均气温和年降水会直接影响植被类型的生长，而植被类型直接决定了进入土壤中的有机残体数量，有机残体量越高，土壤有机物质量也相应增加Czil；土壤理化特性在很大程度上影响着土壤有机碳的含量Czol，不同土壤类型土壤有机质分解效率和恢复周期的差别很大，受其土壤本身质地的影响，土壤中的有机碳总量和有机碳的组分分配均有不同程度的差异Czzl使土壤有机碳的稳定性发生了改变;土壤本身特性和外在环境因子相互作用对土壤中有机碳的稳定性具有重要的影响。人为因素对土壤有机碳的影响是综合的，也是比较复杂的。种植作物和耕作是影响空气状况和土壤湿度、温度变化的重要因素，因此人为因素对土壤有机碳稳定性的影响有着不同的机制。3、 研究内容及方法（一）、研究内容1.不同气候带花岗岩成土土壤铁铝氧化物分布特征；2.不同气候带花岗岩成土土壤有机碳氮分布特征；3.土壤铁铝氧化物与有机碳氮相关分析。（二）、研究方法1、土壤样品前的处理土壤样品自然风干去除杂质后，粗磨过10 目（2mm）筛，用四分法缩分，一份取适量用于土壤pH 值的测定，其余三份混合后继续缩分，将缩分得到的样品用玛瑙研钵充分磨制，过100 目筛，缩分出的土样待用，剩余样品继续磨制，过200 目筛，缩分出20g 待用，其余样品装袋，干燥保存备用。磨制好的样品在进行每一项目的实验和测试前，先将样品置于70烘箱中加热48 小时充分干燥。基岩样品先洗净晾干，取内部新鲜部分磨制至200 目待用。2、土壤铁铝氧化物的测定土壤样品的主成分化学全分析在X-射线荧光光谱仪上进行。样片的制作：试样0.5000 克(预灼烧)，加入5.00 克优级纯混合熔剂（67%Li2B4O733% LiBO2），1050熔融12 分钟,自动浇铸成型后上机测试。数据采用标准曲线法（经验系数法）分析，标样为中国国家一级岩石标准样GBW07101-07114；GBW07295-07429。基体效应校正的数学模型为De Jongh 方法。3、土壤有机碳氮的测定称取过100目筛的土样1.00g，放入50ml离心管中，加入0.5mol/L的盐酸溶液20ml，浸泡24h，其间每8h摇动一次，以去除土壤中的碳酸盐，然后用去离子水离心洗涤至中性并60烘干，研磨后装瓶待用。用PE2400型元素分析仪测定土壤有机碳、氮的含量，仪器对C的分析范围为0.001 3.6mg，仪器对N的分析范围为0.001 6.0 mg。4、数据处理方法 （EXCEL）五、时间安排日期具体日期目的备注2015.12-2016.2(论文开题)2015.12-2016.2.20论文开题第一稿2016.2.21-2016.2.29论文开题第二稿2016.3.1-2016.3.31（样品前处理）2016.3.1-2016.3.10样品粗磨过10目（2mm）筛，用四分法缩分，分装备用。磨制好的样品在进行每一项目的实验和测试前，先将样品置于70烘箱中加热48 小时充分干燥。2016.3.11-2016.3.13粗磨样品中取出一份进行土壤PH值测定2016.3.14-2016.3.20取一份粗磨样品用玛瑙研钵充分磨制，过100目筛，分装备用。2016.3.21-2016.3.31剩余粗磨样品用玛瑙研钵充分磨制，过200目筛，分装备用。2016.4.1-2016.4.30(样品测试及论文撰写)2016.4.1-2016.4.30铁铝氧化物分析2016.4.1-2016.4.30土壤有机碳分析2016.4.1-2016.4.30论文初稿提交2016.4.1-2016.4.30论文二稿提交2016.4.1-2016.4.30论文三稿提交2016.4.1-2016.4.30论文定稿6、 参考文献1潘学哉. 不同加载方式下岩石断裂面形貌的多尺度分析D.江苏大学,2014.2崔之久,杨建强,陈艺鑫. 中国花岗岩地貌的类型特征与演化J. 地理学报,2007,07:675-690.3陈安泽. 中国花岗岩地貌景观若干问题讨论J. 地质论评,2007,S1:1-8+227-228.4华仁民. 关于花岗岩成因分类与花岗岩成矿作用若干基本问题的思考与张旗先生等商榷J. 矿床地质,2011,01:163-170.5王辉. 珠三角花岗岩残积土边坡稳定性分析及非线性预测D.吉林大学,2011.6衡利沙,王代长,蒋新,饶伟,张文豪,郭春燕,李腾.黄棕壤铁铝氧化物与土壤稳定性有机碳和氮的关系J.环境科学,2010,11:2748-2755.7衡利沙.黄棕壤中弱晶质矿物稳定土壤有机碳的机制研究D.河南农业大学,2010.8陈山.不同利用方式土壤团聚体稳定性及其与有机质和铁铝氧化物的关系D.华中农业大学,2012.9刘满强,胡锋,陈小云.土壤有机碳稳定机制研究进展J.生态学报,2007,06:2642-2650.10谭文峰,周素珍,刘凡,冯雄汉,李学垣.土壤中铁铝氧化物与黏土矿物交互作用的研究进展J.土壤,2007,05:726-730.11Sabine 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