黄冈土壤流量测量方法

1. 土壤测量

土壤测量是森林沼泽区大比例尺地球化学测量一种最常用的工作方法，该方法主要采集残坡积土壤样品，根据矿化指示元素异常含量、浓集趋势和形态特征，预测矿(化)体赋存部位。

1.采样层位和加工粒级

在森林沼泽区B层土壤欠发育，土壤测量主要采集C层顶部样品。在得耳布尔铅锌矿区、莫尔道嘎金矿区、大梁金矿区、东安金矿区、多宝山铜矿区、吉峰八岔沟铅锌矿区、吉峰林场铅锌矿区、小西林铅锌矿区、天合兴铜矿区和绰尔铅矿点矿化地段，对残坡积层进行了采样粒度试验。试验结果如下:

1)东安金矿区残积层(C层)上部Au、Ag、Hg、As富集于－60目，Mn、Mo富集于－10～+60目粒级(表4－10);在残积层(C层)下部Au、Ag、Mn富集于－10～+60目粒级，As、Mo则富集于－60目粒级。但粗细粒样品中的绝对含量之间差异很小，多在分析允许误差范围之内。从对已知金矿体反映程度看，－10～+60目粒级比－60目粒级指示得更准确(图4－11)。

表4－10 东安金矿区TC7槽土壤不同层位和粒度中元素含量对比

元素含量单位(w_B):Au、Ag为10^－9;其他为10^－6。

表4－11 多宝山铜矿区土壤不同层位和粒度对比试验结果

元素含量单位(w_B):Au、Ag为10^－9;Cu、Mo为10^－6。

图4－11 东安金矿7线土壤测量试验剖面

2)多宝山铜矿区Au、Ag富集于－60目，Mo富集于－10～+60目，Cu元素在两种粒级中含量没有明显差别(表4－11)。

3)莫尔道嘎金矿区土壤中，Au、As富集于－4～+40目。在C层中，Ag、Sb、Pb、Zn、Mn富集于－40目。在A层中，Ag、Sb富集于－4～+40目;Cu、Zn、Pb主要富集于－60目(表4－12;图4－12)。但粗细粒中元素绝对含量差异很小。

4)得耳布尔铅锌矿Pb、Zn、Mn、Ag、Au、As、Sb均富集于－4～+40目粒级(表4－12)，同时C层土壤中指示元素异常对已知矿体的反映最准确，而富含有机质的A层土壤对矿体反映差(图4－13)。

5)吉峰八岔沟铅锌矿区残坡积土壤中，Pb、Zn、Ag、Sb等4元素绝大多数情况下富集于－40目，但与－10～+40目粒级之间的含量差距很小(表4－13)。

表4－12 土壤测量采样层位、采样粒度对比试验结果

元素含量单位(w_B):Au为10^－9;有机碳为10^－2;其他元素为10^－6。

6)大梁金矿区矿体上方残积土壤中，Au、Ag、As、Sb倾向富集于－60目，Co、Ni倾向富集于－10～+60目;但两种粒级之间含量的差别很小(见表4－14中17m处)。坡积土中则比较复杂，粗细粒中富集的状况各半;但两种粒级之间含量差别依然很小(见表4－14中其他剖面)。

图4－12 莫尔道嘎金矿土壤测量试验剖面

图4－13 得耳布尔铅锌矿土壤测量试验剖面

7)吉峰林场铅锌矿区残积土中，大部分样品Pb、Zn、Ag、Sb富集于－40目，其他元素富集粒度不明显;但两种粒级之间含量的差别很小(表4－15)。

从上述试验结果看，残坡积土壤中元素富集粒度与景观条件和元素地球化学性质有关。寒温带中低山区多数元素倾向于富集－4～+40目、－10～+60目等粗粒级;中温带中低山丘陵区倾向于富集－20目、－40目、－60目等细粒级。Cu、Au、Ag、Pb、Zn等元素富集于－20目、－40目、－60目等细粒级;Co、Ni等元素富集于－4～+40目、－10～+60目等粗粒级。但两种粒级之间元素含量的差别，在大多数情况下很小;而不同层位之间元素含量的差别极大。因此，在开展土壤测量时，最重要的是选择正确的采样层位。

表4－13 吉峰八岔沟铅锌矿区TC0槽残积土壤不同深度和粒度试验结果

注:元素含量单位(w_B)为10^－9。

通过以上多个矿床试验可以看出，我国东北森林沼泽区B层土壤欠发育，C层顶部是土壤测量的最佳采样层位。地处寒温带的额尔古纳河北段Pb、Zn、Mn、Ag、As、Au等元素富集于－4～+40目(可能是由于气候严寒，广泛存在永久性冻土层，物理风化作用较强原因所致。－4～+40目样品中往往含有一定量的细粒岩石碎屑)，其他地区各种矿床残坡积土壤中多数元素都富集于－40目粒级。

2.采样季节

在吉峰铅锌矿区0剖面野外研究工作中发现，5月份(春季)正值冻土层上界开始溶化之时，腐殖层以下土壤全部浸泡在水中，土壤中指示元素被淋溶而流失，其中各元素含量明显贫化。9月份(秋季)土壤层干燥，春季流失的部分物质组分经过一段时间的蒸腾作用、毛细作用等得到了一定程度补充，元素含量明显升高。在吉峰铅锌矿0剖面进行的对比试验证实了这一事实。因此9月份(秋季)是土壤测量最佳采样季节(见表3－9)。

表4－14 大梁金矿区TC0 槽残坡积土壤采样层位和样品粒度与元素含量对比

元素含量单位( wB ) : Au 为10 ^{－ 9} ; 其他元素为10 ^{－ 6}。

表4 － 15 吉峰林场铅锌矿TC0 槽土壤层位、粒度试验

元素含量单位( wB ) 为10 ^{－ 9}。

2. 怎样测量土壤的密度

土壤密度测量方法：

1、 把样品给予粉碎并经过一个>2mm的筛网，过滤并丢弃含量>2mm的部分。回收剩下的部份并放入110℃干燥。可用DH-60干燥
2、 取3次土壤粉末为样品，将每一次土壤粉末经压缩成块状。
3、 将其中一样品放于测量台上，测干燥重量，按ENTER键记忆。
4、 将蜡粒倒入80℃腊炉中溶解为液体。
5、 浸一下每一生胚土堆于腊中而干燥，确认土堆完全的封口。假如还能发现孔洞，用棒子沾热蜡填补空洞。不能再将整个浸泡。因为会使蜡被覆太厚。
6、 再将已被覆的样品放于测量台上，测防水处理后的重量，按ENTER键记忆。
7、 最后将样品放入水中测水中重量，假如样品浮起，则需利用抗浮架，按ENTER键记忆，显示密度值。

3. 土壤水分测量的几种方法

土壤水分测定方法具体介绍：
1、烘干法：烘干法是测定土壤水分最普遍的方法，也是标准方法。具体为：从野外获取一定量的土壤，然后放到105℃的烘箱中，等待烘干。其中烘干的标准为前后两次称重恒定不变。烘干后失去的水分即为土壤的水分含量。计算公式为土壤含水量=W/M*100%，M为烘干前的土壤重量，W为土壤水分的重量，即M与烘干后土壤重量M’的差值。
2、电阻法：电阻法利用石膏、尼龙、玻璃纤维等的电阻和它们的含水量有关。当把这些中间物加上电极放置在潮湿的土壤中，然后一段时间后，这些东西的含水量达到平衡。由于电阻和含水量间的关系，我们先前标定电阻和百分数间一定的对应关系，然后就可以通过这些组件，得到1~15大气压吸力范围内的水分读数。
3、中子散射(neutron scattering)法：中子法适合测定野外土壤水分。它根据氢在急剧减低快中子的速度并把它们散射开的原则，现在市面上已经有测定土壤水分的中子水分计。中子水分计有很多方面的优点，但是对有机质土壤有相当的限制，而且它不适宜测定0-15cm的土壤水分含量。
4、γ射线法：与中子仪类似，γ射线透射法利用放射源137Cs放射出γ线，用探头接收γ射线透过土体后的能量，与土壤水分含量换算得到。
5、TDR（Time Domain Reflectometry）法：TDR法是上世纪80年代发展起来的一种土壤水分测定方法，中文为时域反射仪。这种方法在国外应用相当普遍，国内才刚开始引进，当各部门都相当重视。TDR是一个类似于雷达系统的系统，有较强的独立性，其结果与土壤类型、密度、温度基本无关。而且还有很重要的一点就是，TDR能在结冰下测定土壤水分，这是其他方法无法比拟的。另外，TDR能同时监测土壤水盐含量，且前后两次测量的结果几乎没有差别。这种测定方法的精确度可见一斑。

4. 土壤含水量的各种方法当比较与总结

( 1 ) 称重法具有各种操作不便等缺点，但作为直接测量土壤水分含量的唯一方法，在测量精度上具有其它方法不可比拟的优势，因此它作为一种实验室测量方法并用于其它方法的标定将长期存在。
( 2 ) 张力计法由于其测量的直接对象为土壤基质势，因此在更大程度和其它土壤水分测量方法相结合用于测定土壤水分特征曲线。
( 3 ) 电阻法由于标定复杂，并且随着时间的推移，其标定结果将很快失效，而且由于测量范围有限，精度不高等一系列原因，已经基本上被淘汰。
( 4 ) 基于辐射原理的中子法和γ-射线法虽然有着高精度，快速度等优点，但是由于它们共同存在着对人体健康造成危害的致命缺陷，近年来已经在发达国家遭到弃用，在国内也仅有少量用于实验研究。
( 5 ) 基于测量土壤介电常数的各种方法是近20 年来新发展起来的一种测量方法，在测量的实时性与精度上都比其它测量方法更具优势，而且在使用操作更加方便灵活，可适用于不同用途的土壤水分测量。是目前国内外广泛使用的一种土壤水分测量方法。
( 6 ) 光学测量法虽然具有非接触的优点，但由于受土壤变异性影响，误差大，适应性不强，其研究与开发的前景并不乐观
( 7 ) TDR其优点是测量速度快，操作简便，精确度高，能达到0.5%，可连续测量，既可测量土壤表层水分，也可用于测量剖面水分既可用于手持式的时实测量，也可用于远距离多点自动监测，测量数据易于处理。

5. 土壤水分监测方法有哪些

土壤水分的测定方法
(1)烘干法(失重法)
烘干法是测量土壤水分的是普遍的方法，也是标准方法，它用来测定土壤质量含水量。通常将从野外取来的原状土柱中称出已知重量的潮湿土壤样品，放在温度105℃的烘箱中烘干后再称重。加热而失去的水分代表潮湿样品中的土壤水分。
(2)电阻法
电阻法是利用某些多孔性物质如石膏、尼龙、玻璃纤维等的电阻和它们的含水量有关系这一事实而采用的一种方法。当这些嵌有电极的块状组件放置在潮湿的土壤中时，它们吸收土壤水分一直达到平衡状态。块状组件的电阻由它们的含水量决定的，并依次由附近土壤水分张力或的吸力所决定。电阻读数和土壤水分百分数之间的关系可以用标定方法(calibration)来确定。这些块状组件在一段时间内用来测定田间选定位置的含水量。在1～15大气压吸力范围内它们给出相当准确的水分读数。
(3)中子散射(neutronscattering)
中子散射法是测定野外土壤水分的独特方法。中子水分计的有效性是基于这一原则，即氢在急剧减低快中子的速度并把它们散射开的能力方面是比较独特的。在图6-3中说明了中子水分计的原理。中子水分计虽然昂贵，但是它具有多方面的优点，并且能相当准确地测定矿质土壤中作为化合氢的主要来源的水的含量。这一方法对于有机质土壤有明显的限制，因为有机质中许多化合氢是以水以外的其他形式存在。此外它不适宜测定表层0-15厘米的土壤水含量。
(4)TDR法
TDR法是20世纪80年代初发展起来的一种测定方法它首先发现可用于土壤容积含水量的测定，继而又发现其可用于土壤含盐量的测定.TDR英文全称是Time-Domain-Reflectometry，简写为TDR，中文译为时域反射仪。TDR法在国外已较普遍使用，在国内也有些研究机构开始引进和开发TDR。TDR系统类似一个短波雷达系统，可以直接、快速、方便、实地监测土壤水盐状况，与其它测定方法相比，TDR具有较强的独立性，测定结果几乎与土壤类型、密度、温度等无关。将TDR技术应用于结冰条件下土壤水分状况的测定，可得到满意的结果，而其它测定方法则是比较困难的。TDR另一个特点是可同时监测土壤水盐含量，在同一地点同时测定，测定结果具有一致性。而二者测定是完全独立的，互不影响。

6. 土壤容重的测量方法

测量土壤容重除了环刀法之外，还有仪器法（土壤容重测量仪YDRZ-4L）。其实土壤容重测量仪所采用的原理也是环刀法。

因为土壤容重是判断土壤品质的一项重要指标，利用土壤容重测量仪测定土壤容重可为实验提供可靠的参考数据。土壤容重测量仪适用于现场测定粗粒土的密度，有底盘，灌砂漏斗，容重瓶，阀门组成结构坚固耐久，采用不锈钢材制成。

土壤容重测量仪-托普

7. 怎样才能知道土壤中含水量的多少

土壤水是一种重要的水资源，在水资源的形成、转化与消耗过程中，它是不可缺少的成分。降水或灌溉都要转化成土壤水才能被植物吸收，它是陆地植物赖以生存的源泉。土壤水分研究是土壤物理学的一个重要研究内容。

水是植物生长所必不可缺少的重要因素之一，土壤中水分的多少直接影响着作物的生长情况，因为水作为溶剂溶解了土壤中的无机元素，而这些元素恰是植物自身无法得到的。因此，了解并测定土壤中水分含量，对我们来说是十分重要的。那么，我们如何才能知道土壤中含水量的多少呢？

现在测定土壤中的水分的方法有很多种，其中比较前沿的方法是利用微波、中子、伽马射线、土壤水分传感器等进行测量，但由于其测量方法过于专业，接下来，我们将具体介绍烘干法。

作者：付珩

审核：李继良

本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创 转载时务请注明出处

更多精彩内容，敬请关注科学原理一点通官方微信公众平台（ID：kxylydt）

8. 土壤测量

土壤测量在地势平缓、地形切割较小、水系－沟系不发育、无法采集水系沉积物和沟谷沉积物的丘陵地区使用，或在以水系沉积物测量、沟系沉积物测量方法为主的测区，在局部水系、沟系不发育地段作为一种辅助方法使用。土壤测量所采集样品基本是原地残积或经运移距离不大的坡积物，因此土壤测量样品一般仅代表采样点附近较短距离内的元素含量状况，具有较好的定位作用。

图4－2 东安金矿5号金矿体地段沟系沉积物测量试验剖面

1.采样介质

土壤测量主要采集山脊、山坡上的残坡积土壤。由于这些地段多处于“残积景观”，以物质带出为主。因此，矿化异常地段土壤测量元素含量数据往往低于基岩。岩屑是指尚未成壤的岩石碎屑，由残坡积的岩石碎屑组成，其元素含量比较接近基岩。一般情况下，运用土壤测量开展1∶50000地球化学测量时，采集细粒级土壤样品即可;当土壤介质受到较强的淋溶作用，元素流失明显或土壤表层受到风成沙干扰时，选择岩屑或岩屑土壤混合样。

2.粒度分布特征

(1)残坡积土壤

在塔源和二道河子试点区，残坡积土层中的物质以－4～+20目的粗粒物占优势(表4－7)，分别高达72.75%和53.83%;在得耳布尔地区各粒级物质的比例相对较平均，粗粒物质仅有36.85%。总体上来说，残坡积土还是以－5～+20目的粗粒物质为主;同时表现出自北向南粗粒级的比例越来越大的趋势。表明不同地区岩石风化的程度有所差异。

表4－7 东北森林沼泽区残(坡)积土粒度特征(%)

(2)腐殖土

腐殖土层中的物质以－80目的细粒物质占优势(表4－8)。从北向南(得尔布尔→牡丹江)，其粒度由粗变细的趋势十分明显，－80目颗粒的比例从30.77%增长到72.45%。表明南部地区土壤化的程度要较北部地区强烈得多。

表4－8 东北森林沼泽区腐殖土粒度特征(%)

3.采样层位和粒级

根据得耳布尔铅锌矿、莫尔道嘎金矿、东安金矿、多宝山铜矿试验剖面结果，该类地区B层土壤不发育，各地区、各类矿床土壤测量采集C层顶部层位样品可以有效指示矿体部位，A层土壤对矿体指示作用较差。

样品富集粒度在不同地域、不同矿床、不同元素间存在一定差异:

1)莫尔道嘎金矿区残坡积土壤中Au元素富集于－4～+40目粒级。

2)得耳布尔铅锌矿区残坡积土壤中Pb、Zn富集于－4～+60目粒级。

3)东安金矿区矿体上部土壤中Au的－10～+60目优于－60目粒级。

4)多宝山铜矿区土壤中Mo富集于－10～+60目，Au、Ag富集于－60目，Cu各种粒度差异不明显。

在多宝山铜矿矿化地段开展了1∶50000土壤测量－10～+60目和－60目粒级对比试验，Cu、Mo、Au、Ag在两种粒级中均有富集，只是－10～+60目粒级富集概率高于－60目粒级。

在吉峰、西陵梯矿化异常区1∶50000土壤测量－10～+20目和－20目粒级对比试验发现，Cr、Ni、Co、As、Sb和部分Au富集于－10～+20目，Cu、Pb、Zn、Ag和大部分Au富集于－20目粒级。

4.采样方法

土壤测量采样层位为残坡积形成的土壤C层顶部(B层发育时可以采集B层)，采样粒级为－10～+60目或－20目。为了使样品有更好的代表性，应使用多点采样法。由于1∶50000土壤测量采样密度仅每平方千米几个点，正确选择采样位置对于有效发现与矿床有关的地球化学异常至关重要，应尽量将采样点位布置在可以接受外来沉积的山的坡脚、缓坡、地形由陡变缓的部位。在采样点的布局上要尽量做到有效控制。

5.采样密度

采样密度与勘查目标物和目的物的大小有关，在目标物大小不清的情况下，1∶50000土壤测量可以采用大致相当于500m×250m的测网，即8样/km²的采样密度，基本不会漏掉有价值异常。

9. 土壤水分测量的几种方法

1
适用范围
本标准用于测定除石膏性土壤和有机土（含有机质20%以上的土壤）以外的各类土壤的水分含量。
2
测定原理
土壤样品在105±2℃烘至恒重时的失重，即为土壤样品所含水分的质量。
3
仪器、设备
3.1土钻；
3.2土壤筛：孔径1mm；
3.3铝盒：小型的直径约40mm，高约20mm；
大型的直径约55mm，高约28mm；
3.4分析天平：感量为0.001g和0.01g；
3.5
小型电热恒温烘箱；
3.6干燥器：内盛变色硅胶或无水氯化钙。
4
试样的选取和制备
4.1
风干土样：选取有代表性的风干土壤样品，压碎，通过1mm筛，混合均匀后备用。
4.2
新鲜土样：在田间用土钻取有代表性的新鲜土样，刮去土钻中的上部浮土，将土钻中部所需深度处的土壤约20g，捏碎后迅速装入已知准确质量的大型铝盒内，盖紧，装入木箱或其他容器，带回室内，将铝盒外表擦拭干净，立即称重，尽早测定水分。
5
测定步骤
5.1
风干土样水分的测定
取小型铝盒在105℃恒温箱中烘烤约2h，移入干燥器内冷却至室温，称重，准确至0.001g。用角勺将风干土样拌匀，舀取约5g，均匀地平铺在铝盒中，盖好，称重，准确至0.001g。将铝盒盖揭开，放在盒底下，置于已预热至105±2℃的烘箱中烘烤6h。取出，盖好，移入干燥器内冷却至室温（约需20min），立即称重。风干土样水分的测定应做两份平行测定。
5.2
新鲜土样水分的测定
将盛有新鲜土样的大型铝盒在分析天平上称重，准确至0.01g。揭开盒盖，放在盒底下，置于已预热至105±2℃的烘烤箱中烘烤12h。取出，盖好，在干燥器中冷却至室温（约需30min），立即称重。新鲜土样水分的测定应做三份平行测定。
注：烘烤规定时间后一次称重，即达“恒重”。
6
测定结果的计算
6.1
计算公式
水分（分析基），%=〔（m1－m2）/（m1－m0）〕×100………………………………（1）
水分（干基），%=〔（m1－m2）/（m2－m0）〕×100………………………………（2）
式中：m0——
烘干空铝盒质量，g；
m1——
烘干前铝盒及土样质量，g；
m2——
烘干后铝盒及土样质量，g。
6.2
平行测定的结果用算术平均值表示，保留小数后一位。
6.3
平行测定结果的相差，水分小于5%的风干土样不得超过0.2%，水分为5～25%的潮湿土样不得超过0.3%，水分大于15%的大粒（粒径约10mm）粘重潮湿土样不得超过0.7%（相当于相对相差不大于5%）。
有tdr
或者是fdr原理fds100土壤水分传感器
fds土壤水分传感器是国内自主开发的产品,我们是国内为数不多的自主开发单位之一。
下面是fd原理土壤水分传感器介绍：
fds100水分传感器是基于介电理论并运用频域测量技术自主研制开发的，能够精确测量土壤和其它多孔介质的体积含水量。可与温室环境监测、土壤墒情采集、自动灌溉控制等系统集成，实现水分的长期动态连续监测。也可与smc系列数据记录仪组成便携式土壤水分测量系统。
主要特点：
响应速度快，重复性好，环境适应性强，防水防潮；
电压/电流输出可选，传输距离远；
工作温度范围宽，低温可扩展到-40oc
性价比高；
技术指标：
测量参数
土壤容积含水量vol%
(m3/m3)
供电电压
5～12vdc
测量范围
0～100%
工作电流
25ma
精
度
非饱和范围内为±2%
电缆长度
标准长度1.5m，可定制
重复性
±1%
电极材料
316l不锈钢
输出信号
0～1.5vdc或4～20ma
电极长度
6cm
测量区域
95%的影响在￠5×8cm的圆柱体内
密封性
ip68防水防潮
响应时间
外形尺寸
120×45×15mm