第四章 試驗結果分析與討論
4.3 土壤微觀試驗結果
4.3.1 XRD 試驗分析
本研究利用XRD分析黏土礦物之種類，由於各種礦物有其相對應 之結晶格與繞射角，因此可藉由不同的繞射角來評估土體中所含之礦 物成份。實驗後可得到每一掃瞄間距角度之繞射強度值（Intensity of Radiation），本研究之掃瞄間距角度為0.02度。分析時，將XRD試驗後 之繞射強度與繞射角之關係繪成圖，從繞射圖中波峰所對應之繞射角 求出其波峰之晶格d的距離，再與各種礦物種類所對應之d-spacing對照 表（表4.4），查出其礦物成份。本試驗共四種土壤，各土壤分別施作兩 組試驗，經由X-ray繞射圖（圖4.8～圖4.11）可知各土樣發生尖峰處所 對應之角度及礦物成份。本研究試驗後之結果與SEM試驗（詳述於4.3.2 節）結果比對分析後，可判斷得到土樣之礦物詳細含量列於表4.3所示。
由結果可知，松茂、砂崙仔以及萬瑞土樣之主要礦物成份為伊利 石（Illite），含量較多之次要礦物為為石英（Quartz）；紅菜坪土樣之主 要礦物成份為石英，而次要之土壤礦物為長石、伊利土及高嶺石，且
此三種次要礦物成份相對於石英之含量較不均勻。在四種土壤之XRD 試驗結果中可發現，在尖峰（Peak）明顯處另有其他含量之礦物，而 在尖峰不明顯的地方也有其他黏土礦物或非黏土礦物存在，但其含量 相當少。
由繞射圖中之尖峰以下之面積可推估知土樣中礦物成份之含量，
此估算法係假設在XRD試驗時之繞射強度與土壤礦物含量之間有一線 性關係，則其礦物成份含量之求法如下：
M S 100
C C （4.1）
式中，CM為主要成份含量百分比
CS為次要或微量成份含量百分比
由於波峰以下之面積正比於礦物含量，因此
S S
M M
C A
C A
（4.2）
式中，AM為主要礦物波峰下之面積
AS為次要或微量礦物波峰下之面積
4.2式移項後可得
s
s m
m
C A C
A
（4.3）
將4.3式代入4.1式後可得到4.4式
100 1
M
S M
C A
A
（4.4）
則
S 100 M
C C （4.5）
表 4.3 本研究土樣礦物含量
土樣 松茂 砂崙仔
礦物含量
（％）
Illite：48~52 CM
Quartz：11~19 Kaolinite：11~12 Mica：3~10 Feldspar：3~9 Others：8~11
Illite：49~51 CM
Quartz：16~21 Feldspar：10~13 Kaolinite：9~11 Others：10~11
土樣 萬瑞 紅菜坪
礦物含量
（％）
Illite：58~60 CM Quartz：13~20
Feldspar：8~12 Kaolinite：4~11 Others：3~11
Quartz：66~72 CM
Feldspar：4~15 Illite：5~6 Kaolinite：4~6 Others：7~13%
CS
CS
CS
CS
表 4.4 土壤礦物成份與 d 值對照表（Mitchell，2005）
d (A˚ ) Minerala d (A˚ ) Minerala
14 Mont. (VS) Chl. Verm. (VS)b 2.93–3.00 Felds.
12 Sepiolite, heated corrensite 2.89–2.90 Carb.
10 Illite, Mica (S), Halloysite 2.86 Felds.
9.23 Heated Verm. 2.84 Carb. Chl.
7 Kaol. (S). Chl. 2.84–2.87 Chl.
6.90 Chl. 2.73 Carb.
6.44 Attapulgite 2.61 Attapulgite
6.39 Felds. 2.60 Verm., Sepiol.
4.90–5.00 Illite, Mica, Halloysite 2.56 Illite (VS), Kaol.
4.70–4.79 Chlor. (S) 2.53–2.56 Chlor., Felds., Mont.
4.60 Verm. (S) 2.49 Kaol. (VS)
4.45–4.50 Illite (VS), Sepiolite 2.46 Quartz, heated Verm.
4.46 Kaol. 2.43–2.46 Chlorite
4.36 Kaol. 2.39 Verm., Illite
4.26 Quartz (S) 2.38 Kaol.
4.18 Kaol. 2.34 Kaol. (VS)
4.02–4.04 Felds. (S) 2.29 Kaol. (VS)
3.85–3.90 Felds. 2.28 Quartz, Sepiol.
3.82 Sepiol. 2.23 Illite, Chl.
3.78 Felds. 2.13 Quartz, Mica
3.67 Felds. 2.05–2.06 Kaol. (WK)
3.58 Carbonate, Chl. 1.99–2.00 Mica, Illite (S), Kaol. Chl.
3.57 Kaol. (VS), Chl. 1.90 Kaol.
3.54–3.56 Verm. 1.83 Carb.
3.50 Felds., Chlor. 1.82 Quartz
3.40 Carb. 1.79 Kaol.
3.34 Quartz (VS) 1.68 Quartz
3.32–3.35 Illite (VS) 1.66 Kaolin
3.30 Carb. 1.62 Kaolin
3.23 Attapulgite 1.54B Verm. (S), Quartz
3.21 Felds. 1.55 Quartz
3.20 Mica 1.58 Chl.
3.19 Felds. (VS) 1.53 Verm., Illite
3.05 Mont. 1.50 Ill. (S), Kaol.
3.04 Carb. (VS) 1.48–1.50 Kaol. (VS), Mont.
3.02 Felds. 1.45B Kaol.
3.00 Heated Verm. 1.38 Quartz, Chl.
2.98 Mica (S) 1.31, 1.34,
1.36
Kaol. (B)
a(B)=broad; (S)=strong; (VS)=very strong; (WK)=weak; Mont.=montmorillonite;
Ch1.=chlorite; Verm.=vermiculite; Kaol.=kaolinite; Carb.=carbonate; Felds.=feldspar;
Sepiol.=sepiolite.
bItalics indicates (001) spacing.
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Intensity of radiation(CPS)
10
Angle 2
Song Mao XRD experiment result-1
Kaolinite Illite
Quartz
Vermiculite Illite
Mica
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Intensity of radiation(CPS)
10
Angle 2
Song Mao XRD experiment result-2
Kaolinite Illite
Quartz Kaolinite
Vermiculite Illite
Mica
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Intensity of radiation(CPS)
10
Angle 2
Sha Lun Tsai XRD experiment result-1
Kaolinite Illite
Quartz
Feldspar Illite
Quartz
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Intensity of radiation(CPS)
10
Angle 2
Sha Lun Tsai XRD experiment result-2
Kaolinite
IlliteQuartz Quartz
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Intensity of radiation(CPS)
10
Angle 2
Wan Jui XRD experiment result-1
kaolinite
0 10002000300040005000600070008000 Intensity of radiation(CPS)
10
Angle 2
Wan Jui XRD experiment result-2
kaolinite
kaoliniteIllite Quartz
圖 4.10 萬瑞地區土壤 XRD 繞射圖
0 100020003000400050006000700080009000 Intensity of radiation(CPS)
10
Angle 2
Hung Tsai Ping XRD experiment result-1
Quartz Kaolinite
Feldspar Quartz
Attapulgite
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Intensity of radiation(CPS)
10
Angle 2
Hung Tsai Ping XRD experiment result-2
Quartz