Research and Prospect of Soil Mineral Component and Mineralogical Type Retrieval

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2024-0190

Abstract

Abstract:

This paper reviews the history and present situation of research on soil mineral composition and mineralogical types in China, explores research hotspots and difficulties, and provides reference for scientific, accurate and convenient judgment and determination of soil mineralogical types in soil genetic classification or systematic classification. CNKI database was searched by bibliometric retrieval method and 265 articles on soil mineral composition and mineralogical types were collected. This paper analyzed the research direction, subject research focus and research methods, development trend and existing problems of such work over recent 70 years. Soil minerals contain primary minerals and secondary clay minerals, normally affected by parent rock types, environmental climates, weathering, formation time, and the soil composition is complex and varied. In the process of soil formation and evolution, soil minerals have an impact on soil texture, biochemical characteristics, nutrient released, etc. Soil mineral composition is an important reference and basis for both soil texture genetic classification and soil systematic classification. To determine the mineralogical type, it is necessary to define the target soil control layers and particle sizes first. On this premise, the main mineral components are determined and their content levels are analyzed by physical or chemical methods, and the mineralogical type of the target soil is finally determined by comprehensively judging the content level of major mineral components in a certain particle size level within the specific control layers. Soil mineral composition is an important index of soil classification. Besides the relevant techniques of direct determination of mineral composition and content levels, it is of practical significance to explore and summarize the characteristic of mineral composition and distribution in soils so as to obtain soil mineral species easily, rapidly and at low cost.

Key words: bibliometric, CNKI database, soil minerals, mineralogy type, soil taxonomy

SUN Yuqiang, FANG Zhu, XIAO Hui, REN Hongjie, WANG Chunfeng, LI Danlin, ZHAO Yanna. Research and Prospect of Soil Mineral Component and Mineralogical Type Retrieval[J]. Journal of Agriculture, 2025, 15(12): 34-43.

Figures/Tables 5

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粘土矿物种类	主要阳离子	形成环境	参考文献
高岭石	Si⁴⁺、Al³⁺	温暖潮湿气候区	[54]
绿泥石	Si⁴⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺	冰川或干旱的地表	[55]
伊利石	Si⁴⁺、Al³⁺、Mg²⁺	气温干冷、淋溶作用较弱地区	[56-57]
蒙脱石	Si⁴⁺、Al³⁺、Mg²⁺	寒冷气候区	[58-59]

粘土矿物种类	主要阳离子	形成环境	参考文献
高岭石	Si⁴⁺、Al³⁺	温暖潮湿气候区	[54]
绿泥石	Si⁴⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺	冰川或干旱的地表	[55]
伊利石	Si⁴⁺、Al³⁺、Mg²⁺	气温干冷、淋溶作用较弱地区	[56-57]
蒙脱石	Si⁴⁺、Al³⁺、Mg²⁺	寒冷气候区	[58-59]

地点	母岩	土壤种类	主要粘土矿物种类	参考文献
庐山	花岗岩	山地黄壤、山地黄棕壤	高岭石	[66]
五指山	花岗岩、凝灰岩	山地黄壤	高岭石	[67]
黄山	花岗岩	山地黄壤、	铁铝矿物、针铁矿	[68]
黄山	花岗岩	山地黄棕壤	蒙脱类矿物	[68]
香山	砂页岩	褐土	伊利石或伊/蒙混层矿物	[69]
太白山北坡	-	山地草甸土	水云母	[70]
		山地棕壤	蛭石
		褐土	水云母
衡山	花岗岩	山地草甸土	三水铝石	[71-72]
		山地黄壤	高岭石
		红壤	高岭石
大别山南坡	花岗岩、片麻岩	-	三水铝石	[73-74]
		-	高岭石
		黄棕壤	高岭石绿泥石混合型
金刚、鼓山、黄岗山等	花岗岩、凝灰岩	山地黄壤	三水铝石	[75]
		山地红壤	高岭石
		山地黄壤	高岭石
天宝山	花岗岩	黄壤、暗黄棕壤	水云母	[76]
天宝山	花岗岩	红壤、黄红壤	高岭石	[76]
鼎湖山	石英斑岩	山地黄壤	氧化铁矿物	[77]
鼎湖山	砂页岩	黄壤	水云母	[77]
莽山	花岗岩	黄壤、暗黄棕壤、山地灌丛草甸土	水云母	[78]
莽山	花岗岩	红壤、黄红壤	高岭石	[78]
大巴山北坡	石灰岩	山地暗棕壤、高山草甸土	绿泥石	[79]
	砂页岩	棕色石灰土、山地暗棕壤	水云母蛭石混合型
	砂页岩	黄褐土、黄棕壤	水云母蒙脱石混合型
云开、鼎湖、莲花山等	石英斑岩	山地草甸土	石英	[80]
	混合花岗岩	山地红壤、赤红壤	水云母、角闪石混合型
	砂页岩	山地黄壤	水云母
武当山	石英云母片岩	暗黄棕壤	1.4 nm矿物	[81]
武当山	石英云母片岩	黄棕壤	水云母	[81]
神农架北坡	砂页岩	山地暗棕壤	水云母	[82]
神农架北坡	页岩	山地黄棕壤	蛭石	[82]
大别山北坡	花岗岩、片麻岩	黄棕壤、山地灌丛草甸土	水云母	[83]
大别山北坡	-	暗黄棕壤	高岭石	[83]
幕阜山	花岗岩	山地草甸土	水云母	[84]
幕阜山	花岗岩	黄红壤、山地红壤	高岭石	[84]
龙王山	熔接凝灰岩	红壤	高岭石、伊利石	[85]
		黄红壤	高岭石、伊利石
		黄壤	高岭石、绿泥石
西山	硬砂岩	褐土	伊利石或伊/蒙混层矿物	[86]
贡嘎山	花岗岩、云母片岩	山地草甸土	硅酸盐矿物（长石、石英）	[87]
麻窝山	灰岩	山地红壤	伊/蒙混层矿物	[88]
金佛山	页岩、石灰岩	黑色石灰土	伊利石	[89]
	砂页岩、灰岩	山地黄棕壤	蛭石
	石灰岩	黄色石灰土	蛭石或伊利石
	灰岩	红色石灰土	蛭石、伊利石、高岭石混合型
九宫山	片麻岩	山地黄棕壤、山地草甸土	伊利石	[90]
九宫山	花岗岩	基带棕红壤和山地黄红壤	高岭石	[90]
雷公山	板岩	黄壤、黄棕壤、山地草甸土	蛭石、水云母混合型	[91]

地点	母岩	土壤种类	主要粘土矿物种类	参考文献
庐山	花岗岩	山地黄壤、山地黄棕壤	高岭石	[66]
五指山	花岗岩、凝灰岩	山地黄壤	高岭石	[67]
黄山	花岗岩	山地黄壤、	铁铝矿物、针铁矿	[68]
黄山	花岗岩	山地黄棕壤	蒙脱类矿物	[68]
香山	砂页岩	褐土	伊利石或伊/蒙混层矿物	[69]
太白山北坡	-	山地草甸土	水云母	[70]
		山地棕壤	蛭石
		褐土	水云母
衡山	花岗岩	山地草甸土	三水铝石	[71-72]
		山地黄壤	高岭石
		红壤	高岭石
大别山南坡	花岗岩、片麻岩	-	三水铝石	[73-74]
		-	高岭石
		黄棕壤	高岭石绿泥石混合型
金刚、鼓山、黄岗山等	花岗岩、凝灰岩	山地黄壤	三水铝石	[75]
		山地红壤	高岭石
		山地黄壤	高岭石
天宝山	花岗岩	黄壤、暗黄棕壤	水云母	[76]
天宝山	花岗岩	红壤、黄红壤	高岭石	[76]
鼎湖山	石英斑岩	山地黄壤	氧化铁矿物	[77]
鼎湖山	砂页岩	黄壤	水云母	[77]
莽山	花岗岩	黄壤、暗黄棕壤、山地灌丛草甸土	水云母	[78]
莽山	花岗岩	红壤、黄红壤	高岭石	[78]
大巴山北坡	石灰岩	山地暗棕壤、高山草甸土	绿泥石	[79]
	砂页岩	棕色石灰土、山地暗棕壤	水云母蛭石混合型
	砂页岩	黄褐土、黄棕壤	水云母蒙脱石混合型
云开、鼎湖、莲花山等	石英斑岩	山地草甸土	石英	[80]
	混合花岗岩	山地红壤、赤红壤	水云母、角闪石混合型
	砂页岩	山地黄壤	水云母
武当山	石英云母片岩	暗黄棕壤	1.4 nm矿物	[81]
武当山	石英云母片岩	黄棕壤	水云母	[81]
神农架北坡	砂页岩	山地暗棕壤	水云母	[82]
神农架北坡	页岩	山地黄棕壤	蛭石	[82]
大别山北坡	花岗岩、片麻岩	黄棕壤、山地灌丛草甸土	水云母	[83]
大别山北坡	-	暗黄棕壤	高岭石	[83]
幕阜山	花岗岩	山地草甸土	水云母	[84]
幕阜山	花岗岩	黄红壤、山地红壤	高岭石	[84]
龙王山	熔接凝灰岩	红壤	高岭石、伊利石	[85]
		黄红壤	高岭石、伊利石
		黄壤	高岭石、绿泥石
西山	硬砂岩	褐土	伊利石或伊/蒙混层矿物	[86]
贡嘎山	花岗岩、云母片岩	山地草甸土	硅酸盐矿物（长石、石英）	[87]
麻窝山	灰岩	山地红壤	伊/蒙混层矿物	[88]
金佛山	页岩、石灰岩	黑色石灰土	伊利石	[89]
	砂页岩、灰岩	山地黄棕壤	蛭石
	石灰岩	黄色石灰土	蛭石或伊利石
	灰岩	红色石灰土	蛭石、伊利石、高岭石混合型
九宫山	片麻岩	山地黄棕壤、山地草甸土	伊利石	[90]
九宫山	花岗岩	基带棕红壤和山地黄红壤	高岭石	[90]
雷公山	板岩	黄壤、黄棕壤、山地草甸土	蛭石、水云母混合型	[91]

分级	粗骨质	粗骨砂质	粗骨粘质	粗骨壤质	砂质	极粘质	粘质	粘壤质	壤质
≥2 mm岩石碎屑体积含量	≥75	≥25	≥25	≥25	<25	<25	<25	<25	<25
2~0.02 mm砂粒重量含量	-	≥55	-	-	≥55	-	-	-	-
≤0.002 mm颗粒重量含量	-	-	≥35	-	-	≥60	35~60	20~35	-