本研究对辽宁省菱镁矿区土壤质量进行了初步调查，着重研究了镁元素在土壤中的物理化学行为以及菱镁矿区特殊的沉积型结皮形成机理，为菱镁矿区土壤修复提供了理论依据和技术支持。　　 通过对菱镁矿区土壤物理化学性质的调查发现，矿区活动排放的含镁粉尘以及矿渣堆放导致土壤质量退化。通过应用主成分分析和逐步判别方法发现土壤中总镁、水溶态钙和有效态磷含量反应了土壤质量大部分特征，可以作为快速监测和评价菱镁矿区土壤质量的主要指标。　　 通过模拟降雨淋洗土柱法与振荡平衡法相结合，比较实验前后镁形态的变化，研究了土壤中镁的迁移转化、吸附与解吸行为。结果表明镁元素容易在土壤耕作层大量蓄积。土壤中镁的释放与土壤表面镁粉尘溶解，使得溶解态镁向下迁移。受降雨冲刷作用影响，细小的粉尘颗粒逐渐堵塞土壤孔隙，导致土壤溶液与土壤胶团之间交换时间延长，交换面积增加。表层镁粉末的溶解还引起土壤溶液pH上升，促进了土壤对镁元素的固定。同时镁离子在土壤胶团表面发生自发、快速的非专性吸附反应，在自然条件下进一步增加了镁元素的固定。不同污染类型土壤中镁的解吸机理不同，氧化镁粉尘污染土壤中镁的解吸对pH较为敏感，而碳酸镁粉尘污染土壤中镁的解吸主要依靠钙镁离子交换作用。　　 利用X射线粉末衍射和扫描电镜方法对土壤结皮进行研究发现氧化镁、碳酸镁和氢氧化镁构成了土壤结皮的基本物质。随粉尘沉降量增加，在自然条件下结皮中逐渐出现3.1.8相硫氧镁水合物和碱式碳酸盐，使得土壤结皮形成致密的空间结构。它极大地降低土壤渗透速度，增加地表径流和侵蚀，土壤蓄水层水分得不到及时补充。通过土柱渗透实验考察不同土壤改良剂对土壤结皮的改良效果，结果显示抑制结皮形成效果最好的是聚丙烯酰胺，其次为磷酸二氢钙。