贵州高原地区典型风化剖面地球化学特征及其对比研究

选取了贵州高原喀斯特地区的典型硅酸盐风化剖面(毕节邓家湾剖面)和碳酸盐岩风化剖面(安顺平坝剖面)作为研究对象,以贵州地区的铝土矿剖面和中国黄土作为对比,对其元素分布特征及化学风化作用和强度与进行了研究。结果表明:SiO2、Fe2O3、Al2O3均为两个剖面含量最高的组分,但由于成土母质的化学组分不同,元素分布差异比较明显;同时由于经历的化学风化阶段并不相同,两个剖面的化学蚀变指数(CIA)值相差较大,邓家湾剖面经历了中等强度的风化作用,而平坝剖面的风化强度则十分强烈,CIA反映了土壤剖面的化学组成的差别,以及成土母质、风化成土过程和程度上的差异;虽然两个剖面稀土元素总量都较高,但配分模式存在着明显的差异,剖面的形成基本上是由于各自基岩的风化作用形成的,受中国黄土的影响并不明显。

碳酸盐岩风化剖面U和Th的富集特征及淋溶实验的指示

通过对贵州岩溶区12条风化剖面U、Th的分布情况、岩-土界面岩粉层动态淋溶残余物的元素变化特征以及元素质量平衡的研究,初步揭示了碳酸盐岩风化剖面U、Th的富集特征。①在碳酸盐岩风化体系中,U呈现出明显的活性,而Th既有惰性的一面,又表现出活性的一面。②碳酸盐岩风化过程中,岩-土界面是U、Th产生突变性富集的重要地球化学场所,而剖面进一步发育演化中U、Th的变化是一个长期而缓慢的过程。岩-土界面反应中,由于风化残余物体积的巨大缩小,U呈现出低背景、强亏损、高富集的地球化学特征。当Th呈现活性态时,与U表现出相似的地球化学特征;当Th表现为惰性态时,其在剖面中的富集主要源于易溶组分溶蚀后的绝对残余。③碳酸盐岩风化剖面U、Th的富集系数与基岩酸不溶物含量存在明显的负相关,说明碳酸盐岩酸不溶物含量愈低,碳酸盐溶蚀的体量愈大,风化溶液带出的活性U或Th也愈多,风化残余物的体积缩小变化程度也愈强,因此残余U或Th的相对富集程度也愈高。

黔中白云岩风化剖面淋溶实验及其元素地球化学特征

本文通过化学淋溶方法对分布在黔中白云岩风化剖面——平坝剖面进行研究，较系统地分析了原样、酸溶（AS）和酸不溶相（AI）中主量、微量和稀土元素（REE）的地球化学过程和分布分配特征。结果显示：主量元素在酸不溶相中其化学成分和原样非常接近，只是相对含量有所变化；微量元素在酸溶相（AS）中的分配率差别很大，在0-73.22%之间波动，其中Ga、Y、Ba、Pb、U的分配率均在30%以上；尤其值得我们注意的是Y和Zr的淋失量分别达到了59.64%和0.34%，这与传统所认为的Y和Zr为稳定元素不一致，可能对我们重新认识表生过程中化学元素的活动性及分配分布情况具有重要的指导意义；剖面稀土元素超常富集层的形成主要是由于对白云岩残积的继承和磷酸盐矿物的存在，这与先前所得出的结论基本一致。酸淋溶试验同时也反映出研究区的风化作用实质上是一种天然的酸淋溶作用。最后笔者等对酸溶相（AS）中REE和Sr的主要储库进行了讨论，推测磷酸盐是平坝剖面基岩和土层中酸溶相（AS）中REE的主要储库，而Sr的存在形式是碳酸盐矿物本身。

黔中白云岩风化剖面微量元素的地球化学特征

本研究是为了探讨微量元素在化学风化作用下的迁移特征及分布规律并讨论碳酸盐岩地区红色风化壳的物源问题。我们选择了贵州省遵义市新浦镇的一处发育完好的原生白云岩上覆红土剖面作为研究的对象。以Zr作为不活化元素,我们得到以下的认识:1)该白云岩上覆红土剖面是原地形成的淋滤剖面,微量元素的迁移系数在红土剖面中的变化都具有很好的规律性。元素对Nb-Ta、Zr-Hf和Y-Yb的相关性很强,其可以作为上覆土层物质非多来源的证据,而单一物源与下伏岩石高度相关,那么可以推断所研究的土壤来源于下覆碳酸盐岩的风化。2)在整个剖面中,大部分微量元素在风化过程中都表现出富集的特性,尤其在岩-土界面处达到最大化,这显示出了风化淋滤的过程。Nb、Ta、V和Hf是相对不活化的元素。3)轻稀土元素在岩土界面的富集系数是大于重稀土元素的,这表明轻稀土元素在淋滤过程中更易于迁移。此外,铁质壳对相关微量元素有着富集的作用。总之,本次的研究结果对探讨喀斯特地区红土型风化壳的物质来源问题有着重要的指示意义。

广东花岗岩风化剖面的物性特征

文中测定了广东珠海、阳江和增城三个地区的五条花岗岩风化剖面的矿物组成、含量以及粒度、密度、含水量和饱和度等物性指标 ,表明上述剖面风化残积土的构成以造岩矿物为主 ,且粘土矿物含量由上到下呈增加的趋势 ,越接近地表 ,粘土矿物的粒度就越小。除土质样品外 ,密度是按风化、弱风化及新鲜花岗岩这样的次序逐渐增加 ,而在土质样品中 ,密度的变化趋势是随深度的增加而降低。含水量随深度的增加而增加 ,但饱和度增加到一定的值后就转为降低 ,说明剖面的深部还没有达到最大的含水状态 ,含水量对土体力学性质的影响还较小。

黔中白云岩风化剖面的铅同位素组成及物源的指示

碳酸盐岩上覆红土的形成模式是一个争议的问题,尤其是形成该红土的物质来源争议最大。本文对贵州中部平坝剖面进行了铅同位素的综合分析,结果显示全岩样品的Pb同位素组成显示是以长石矿物为主的"普通铅",下伏三叠纪白云岩样品的n(206Pb)/n(204Pb)为19.29,风化剖面全土样品的n(206Pb)/n(204Pb)约为19.04～20.56,它们与平均陆壳、区域人为背景和气溶胶有较大的差别。Pb同位素在n(208Pb)—n(206Pb)与n(207Pb)—n(206Pb)空间上均落在一条较好的混合组合线上,显示为碳酸盐岩和硅质组分的混合,指示剖面为原位化学风化的结果,同时研究表明含磷矿物风化剖面是剖面铅同位素演化的一个重要载体。另外土壤样品的铅浓度和同位素比值与本区潜在的物源中的浓度相差较大,特别是远大于同时代的黄土和现代沉积物,也表明这些潜在的物源可能并不是形成该土壤剖面的真正物源。

峡东地区闪长岩风化剖面元素和Sr-Nd同位素特征及其地球化学意义

以峡东地区闪长岩风化剖面为研究对象,探讨了风化过程中主元素、微量元素的活动性和Sr-Nd同位素体系的稳定性。研究表明:(1)Ti是估算元素活动性的理想参考元素,表征风化更准确;(2)由基岩(D)至风化壳顶层(A),CIA和CIW逐渐升高;风化过程中主元素的活动性顺序为:Na、Ca>Si、P>Mg、K>Al>Fe(Fe3+)、Mn、Ti;(3)微量元素中,Zr、Hf、Sc、V和REE相对稳定;亲硫元素Cu、Mo和Zn变化不明显,Pb呈富集趋势;不同剖面大离子亲石元素Sr、Ba和Rb变化不同;(4)剖面1和2风化层中LREE相对亏损,而剖面3风化层中LREE相对富集;由基岩(D)至风化壳顶层(A),δEu和δCe逐渐下降,指示风化过程中相对富集Eu的斜长石优先蚀变并流失,以及氧逸度增高导致部分Ce氧化成+4价,并呈可溶络合物态溶解流失;(5)风化过程导致各风化层Rb-Sr同位素体系的开放,随风化程度增加(87Rb/86Sr)0增高而(147Sm/144Nd)0降低,指示外来高放射成因Sr和低放射成因Nd的加入;相对基岩,不同风化层εSr和εNd的变化范围扩大,且εNd总体呈下降趋势,Nd同位素模式年龄在误差范围内基本相同,指示基岩特征。

凭祥金矿风化剖面中砷的地球化学研究

利用连续提取法结合电子探针分析对龙塘金矿风化剖面中砷的赋存状态及其地球化学行为进行了研究。结果表明金矿区表层土壤中砷含量高达 5 88mg/ kg,是土壤质量标准的十几至几十倍 ,该土壤已受到砷的严重污染。风化母岩中砷主要赋存于含砷黄铁矿与毒砂之中 ,而风化样品中砷主要赋存于晶质氧化铁中 ,其次为非晶质氧化铁之中 ,其他三个结合态相对较少。风化初期 ,含砷黄铁矿与毒砂风化溶解 ,其中大部分砷被风化溶液淋失 ,其他砷被氧化铁吸附。非晶质氧化铁结合态砷在风化过程中显示先升后降的趋势 ,而晶质氧化铁结合态砷则逐渐升高。雨水对表层土壤的冲刷、风化母岩中硫化物的风化溶解、风化产物中氧化铁在饱和条件下的溶解等都会使剖面中的砷释放出来 。

黔中白云岩风化剖面的钕、锶同位素组成及演化

为了限定云贵高原岩溶台地白云岩上覆的平坝红色风化壳剖面的物质来源,探讨可溶性岩化学风化过程中同位素的地球化学演化特征,对该剖面进行了Nd-Sr同位素的综合分析.结果显示,剖面全岩样品的87Sr/86Sr比率从0.708到0.747涵盖了非常大的范围.143Nd/144Nd比率在残积物中较为均一,为0.5121—0.5124(εNd为-9.6—-11.5),而147Sm/144Nd比率变化较大,为0.0840—0.2257.在风化前缘中,发现随着风化程度增强,Sm/Nd比率降低和Sr浓度增加的特征.这种同位素组成的变化,主要是风化早期阶段水岩相互作用,伴随着差异性风化Rb/Sr和Sm/Nd比值的不同矿物造成.剖面下部样品中赋存含磷矿物的风化是剖面Nd-Sr同位素演化的一个重要原因.发现剖面由下至上,出现亏损地幔钕同位素模式年龄逐渐减小的趋势,可能是因为样品风化程度不同造成的.

陕西长武古土壤深部风化剖面与环境研究

根据作者提出的 Ca CO3淀积深度理论、风化剖面的野外鉴别和室内 Ca CO3、磁化率测定、粒度分析 ,确定了陕西长武第 4、第5层古土壤底部之下存在深部风化黄土层和迁出了土壤层的 Ca CO3结核层。这种风化黄土层和 Ca CO3淀积层的发育表明当时风化淋滤作用超出了成壤带深度范围 ,指示长武第 4、第 5层古土壤为不具 Ca CO3淀积层的中酸性、淋溶型森林土壤。该风化层代表了降水丰富的气候事件 ,当时年均降水量为 90 0 mm左右。

广西叫弄英安岩风化剖面与地下水作用的证据

利用薄片观察、X 射线粉晶衍射分析和化学分析研究了广西凭祥英安岩的化学风化作用 ,在风化剖面形成过程中由于地下水作用的叠加 ,使得风化剖面的发育偏离了“正常的”演化趋势。异常高的K2 O、Na2 O与TiO2 的比值对应于高岭石的伊利石化和自生钠长石的形成 。

广东沿海地区花岗岩风化剖面及其差异风化现象的特征分析

广东沿海地区广泛分布着燕山期花岗岩。通过对花岗岩风化作用及其主要的影响因素的描述 ,了解其风化剖面的特征及在广东省沿海地区的分布特点 ,进一步认识花岗岩风化剖面的垂直分带性及差异风化现象。此外 ,还介绍了风化层的划分及球状风化的鉴别方法。

白云岩风化剖面元素地球化学特征:对黔中九架炉组“三稀金属”富集机制的启示

黔中早石炭世九架炉组铝土矿含矿岩系富集Ti、Li、Sc、V、Ga、Nb、Ta、Zr、Hf、Th和稀土(REEs)等"三稀金属",具有成为独立矿床或伴生资源的潜力。这些元素大部分与九架炉组共有同一母岩,且富集程度受母岩的成分和风化作用控制。本研究选取九架炉组母岩乌当娄山关群白云岩和纳雍牛蹄塘组泥质白云岩的现代风化剖面为研究对象,研究元素在风化作用过程中的迁移特征及分布规律,进而为九架炉组微量元素的富集机制提供启示。研究获得以下认识:1)依据剖面结构、ZrHf、Nb-Ta、Y-Ho二元图特征及REE配分曲线和Eu/Eu*值的相似性表明研究区土层主要来源于基底或母岩的风化;2)白云岩风化成土过程中Si、Fe、Cr、As、Sb、Ti、Nb、Ta、Zr、Hf、Th、REEs等元素化学性质相对稳定,富集程度较高,而Ca、Mg、Na、K、Sr、P、Mo、Cd等元素化学性质活泼,容易淋失亏损;3)纳雍剖面REEs3+和Ca2+半径差与REEs富集系数相关性良好,表明碳酸盐岩风化过程中,含钙矿物磷灰石是稀土元素分配的重要控制因素;4)九架炉组的母岩也是Ti、Li、Sc、V、Ga、Nb、Ta、Zr、Hf、Th等微量元素的主要物质来源,母岩风化过程中,这些微量元素首先在副矿物、黏土矿物、铝矿物及磷灰石等矿物相中初步富集,之后随风化碎屑物一起沉积形成微量元素超常富集地层;5)纳雍剖面地表和地下水提供了部分P、Be、Zn、Sb、Pb、Y及REEs来源,指示水体迁入作用也是九架炉组REEs富集的重要原因。研究表明黔中九架炉组微量元素的来源较复杂,风化-沉积过程中,化学性质稳定的元素残留在风化碎屑物中并被搬运-沉积在负地形中,而化学性质活泼的元素首先被带入水体,在沉积-成岩过程中特定条件下发生二次富集作用(例如次生矿物的形成及吸附)形成微量元素富集的地层。

广东沿海花岗岩风化剖面及其差异风化现象的特征分析

本文通过对花岗岩风化作用及其主要的影响因素的描述，了解其风化剖面的特征及其在广东省沿海地区的分布特点，进一步认识花岗岩风化剖面的垂直分带性及差异风化现象，结合作者本人的长期工程勘察实践，总结出风化层的划分及球状风化的鉴别方法，以其能在公路工程勘察及施工过程中起到指导作用。

真空抽提结合同位素分析技术研究风化剖面中水的氢氧同位素组成特征

沉积物不同赋存态水作为地球表生过程水岩相互作用的产物,其氢氧同位素组成对于探讨古气候、古环境演变有重要的意义。本文采用热重-真空抽提-液态水同位素测试三者联立技术,提取湖南风化剖面样品不同赋存态水,并测试其氢氧同位素组成。热重分析确立4段抽提温度区间：0-120℃、120-300℃、300-600℃和600-900℃;除120-300℃及300-600℃抽提出的赋存态水性质无法确定外,其余2个温度段赋存态水分别对应吸附水和结构水;0-120℃提取的吸附水主要为现代大气降水的蒸发残余水。由于同位素平衡分馏的原因,赋存态水与矿物晶格结合越紧密,其氢同位素值越偏负,氧同位素值越偏正。本研究方法可为地球表生过程和水循环研究提供依据。

黔西南富钪红土风化剖面的地球化学特征

本文对黔西南晴隆沙子矿区富钪红土风化剖面的地球化学特征进行了研究。结果表明:1)常量元素数据分析显示,沙子剖面均经历了强烈的脱硅去碱和富铁铝钛的作用,镁和钙变化特征指示沙子剖面含较少的蒙脱石,形成于风化的晚期阶段,CIA指数亦表明,沙子剖面经历了强烈的风化作用;2)沙子剖面的稀土元素具有明显的正δCe异常,表明沙子剖面形成于强氧化环境,母岩中钪的含量以及风化程度控制了风化壳中钪的含量,沙子剖面中的Sc在风化壳中相对母岩富集,以红土层富集最明显,沙子剖面富集程度为母岩的1.26~1.96倍;3)不同次生矿物对钪和稀土吸附能力的差别,导致了钪和稀土元素在风化剖面中的富集层位不同。本文通过对沙子剖面钪矿床的形成过程研究,将为建立基性-超基性岩中红土型钪矿的成矿理论提供依据。

黑色页岩风化剖面母岩均一性的验证

利用风化剖面为研究对象厘定基岩风化过程中元素的地球化学行为,一个潜在的前提假设是风化剖面母岩的化学组成是均一的。以湘西梅城剖面(MC)为例,尝试引入地球化学基因示踪技术,对黑色页岩风化剖面母岩的均一性进行验证,评价其指示效果,并与传统的惰性元素对比值法进行了比较。结果表明,由CIA(chemical index of alteration)值揭示出MC剖面母岩存在异质的客观事实,与地球化学基因的指示结果高度吻合。对于黑色页岩风化剖面的母岩均一性验证,地球化学基因可能是一种有效的示踪技术。与惰性元素对比值法相比,地球化学基因涉及的元素众多(11项),从而弱化了单个元素在基因相似度计算中的权重。个别元素的异常分布对基因相似度评价结果不会产生明显影响,但可以导致元素对比值的显著变化。

贵州蓝莓主产区典型风化剖面元素分布特征分析

为了解贵州蓝莓核心产区土壤的地球化学特征。选取贵州蓝莓核心产区三个蓝莓园区土壤剖面为研究对象,通过实地调查结合地球化学手段,分析了三个剖面的常量、微量元素的含量与垂向分布特征。结果表明蓝莓园区土壤风化淋溶作用强烈,常量元素呈现出脱盐基离子、富铁铝的特征,常量元素(除Ca外)的垂向分布受淋溶作用呈现出随土壤深度增加含量增加的特征,Ca受施肥影响在土壤表层含量较高;微量元素的含量与成土母质密切相关,其垂向分布受Fe、Al组分的控制,与Fe、Al分布特征有较好的耦合性。其中,贵州最早种植蓝莓的龙奔基地,其剖面土壤垂向分布特征还受到土壤铁锰结核的影响。因子分析与相对富集因子表明,蓝莓植株对Mn的强烈吸收导致表层土壤Mn富集;受到园区长期施用有机肥的影响,Cd、As在表层土中富集明显。该研究可为蓝莓园区田间管理、土壤环境质量控制提供依据。

论岩土工程勘察中基岩风化剖面的分带

查明岩石的风化程度，正确划分风化带，是岩土工程勘察工作的重点内容之一。本文论述了岩石的分带及分带的一些基本方法，手段，其中重点阐明了风化剖面的分带方法。

石林红土风化剖面锂同位素特征

文章以云南石林红土风化剖面(XNC剖面)作为研究对象,通过对Li元素含量以及Li同位素含量的分析测定,探讨Li同位素分布特征的影响因素以及Li同位素与风化参数之间的关系。分析表明:石林地区XNC红土风化剖面的Li元素含量与UCC以及黄土中相近,但δ~7Li值却明显高于UCC以及黄土;δ7Li值与Li元素含量以及黏粒占比之间正相关(R^2=0.51和R^2=0.32),并在剖面上部受到有机质的络合影响导致δ~7Li值增大;与Al_2O_3和Rb/Sr之间负相关(R^2=0.68和R^2=0.26)。由此可知,XNC剖面土壤中Li同位素受Li元素含量、黏土矿物含量、有机质和淋溶程度等因素影响。