五大連池藥泉山火山礦泥區土壤粒度縱向變化趨勢研究

方振興，吳 婧，曾 穎，潘 虹

(黑龍江省科學院火山與礦泉研究所，黑龍江 五大連池 164155)

五大連池火山礦泥是珍貴的護膚品原料[1,2]，有顯著的美容護膚功效[3]。目前，五大連池火山礦泥的界定主要依靠感官描述[4]，如呈半固態，較為致密，細膩可塑等。或者通過巖性的描述來對礦泥進行界定[5]。而火山礦泥區土壤縱向粒度變化趨勢尚無相關報道。以五大連池藥泉山礦泥區土壤為研究對象，對其縱向粒度變化趨勢進行研究，為火山礦泥的特征判定提供數據支持。

1 儀器和試劑

LT2200 激光粒度分析儀(珠海真理光學儀器有限公司生產)，DK-98-II數顯電熱恒溫水浴鍋(天津泰斯特設備有限公司生產)，CH-04BM超聲波清洗機(蘇州創惠電子有限公司生產)， EU-K1-T超純水機(南京歐鎧環境科技有限公司生產)，LGJ-12冷凍干燥機(河南兄弟設備有限公司生產)，鹽酸(天津市申泰化學試劑有限公司生產)，過氧化氫(天津市津東天正精細化學試劑廠生產)，六偏磷酸鈉(濟南創世化工有限公司生產)。

2 樣品采集及處理

五大連池藥泉山礦泥保護區位于北緯48°39′19″，東經126°08′19″，在火山堰塞湖藥泉湖湖畔，區域內部為典型的五大連池火山礦泥。采樣地點為五大連池風景區藥泉山礦泥保護區內，挖取長100 cm、寬100 cm、深110 cm的樣方，從上至下每10 cm分層取樣，共采集樣品11個，采集后的樣品-60℃冷凍干燥后備用。

3 樣品粒度測量及結果

精確稱取0.5 g冷凍干燥后的樣品至于100 mL三角瓶中，加入10 mL 10%過氧化氫溶液，放置水浴鍋中煮沸60 min，冷卻后加入10 mL 10%鹽酸溶液，放置水浴鍋中煮沸60 min，靜止24 h后，加入20 mL 10%六偏磷酸鈉溶液，攪拌均勻超聲5 min后用激光粒度分析儀測量粒度[6]。測量參數見表1，結果見表2，粒度趨勢見圖1，比表面積趨勢見圖2。

表1 藥泉山礦泥粒度測量參數Tab.1 Particle size measurement parameters of Yaoquanshan volcanic mud

表2 藥泉山礦泥粒度測量結果Tab.2 Particle size measurement results of Yaoquanshan mud

圖1 藥泉山礦泥不同深度粒度趨勢圖Fig.1 Particle size trend of Yaoquanshan mud in different depths

圖2 藥泉山礦泥不同深度比表面積趨勢圖Fig.2 Trend of specific surface area of different depths of Yaoquanshan mud

4 結論

第一，由以上結果分析可知，藥泉山礦泥區縱向土壤粒度變化梯度整體呈逐層遞減的趨勢。4種不同累計粒度分布百分數D5(5%)、D10(10%)、D50(50%)、D90(90%)均有此趨勢。

第二，礦泥區土壤在第3層即20～30 cm處顆粒粒度突然下降，之后又有所反彈，到第5層即40～50 cm之后，粒度逐漸趨于穩定下降，這些數據變化與實際采樣時觀察到的現象一致。藥泉山礦泥區20 cm以上為植物根系層，故粒度較大，20～30 cm處有一層細膩的黏土層即為粒度突變層；30～40 cm處多有火山灰顆粒，故粒度有所反彈；50 cm以下為優質礦泥，故粒度趨于穩定并逐漸減少。

第三，比表面積指標顯示礦泥區土壤在第3層即20～30 cm處突然上升，之后又有所下降，到第5層即40～50 cm之后，比表面積逐漸趨于穩定上升。這些數據變化與粒度變化趨勢和實際采樣中觀察的現象一致。

第四，累計粒度分布50%(D50)常用作為粉體平均粒度指標[7]。由表2數據可知，火山礦泥的平均粒度為25 μm左右，這與火山礦泥細膩的感官、易涂抹的特性一致。

第五，本研究粒度分析結果與感官判定礦泥結果相一致，為量化判定火山礦泥提供科學依據和數據支持。