辽东半岛夷平面发育特征初步探究

夷平面是一种与长期稳定的构造环境相关联的大尺度地貌景观,将夷平面与风化壳作为整体来研究是现代夷平面研究的主流。为了探讨辽东半岛夷平面的性质、形成环境等发育特征,对该地区的红色风化壳进行地球化学分析和粒度测试。辽东半岛红色风化壳主要出露于半岛东西两侧,厚度多在4 m左右,化学蚀变指数CIA平均值为82.70,ba值((Na2O+K2O+CaO+MgO)/Al2O3)平均为0.39,S/A值(SiO2/Al2O3)平均为4.86,黏粒含量平均为8.31%。从分析数据可以看出,辽东半岛红色风化壳是下伏基岩原地风化的产物,推测其形成于温暖、湿润的气候条件下,与南方岩溶区红色风化壳相比具有盐基淋溶率低、富铝化程度低和黏化作用弱的发育特征。结合区域地貌特征,认为研究区红色风化壳的发育主要经历了4个阶段:(1)岩溶作用在古侵蚀基准面之上的整个岩体内进行,地貌起伏逐渐增大;(2)地貌起伏达到最大,覆盖型岩溶、灰色风化壳开始发育;(3)岩溶双层夷平面基本形成;(4)灰色风化壳的发育近乎停止,原本位于古侵蚀基准面之下的灰色风化壳在构造运动作用下全部抬升于现代侵蚀基准面之上形成红色风化壳。因此,研究区的夷平面为古夷平面,发育阶段为红土化阶段。该研究成果可为辽东半岛新近纪以来的新构造运动及海平面变化研究提供初步依据。

辽南黄土覆盖的红色风化壳发育特征及区域对比

通过分析辽南七顶山黄土覆盖的红色风化壳地球化学特征,研究其发育特征并与湘桂黔滇青藏陕甘红色风化壳发育特征进行比较,为了解黄土覆盖的红色风化壳发育特征及不同地区红色风化壳发育特征的空间差异提供初步依据。化学元素实验表明,七顶山剖面红色风化壳主量元素平均值分布呈现如下趋势:SiO2>Al2O3>Fe2O3>K2O>CaO>MgO>Na2O,化学蚀变指数(CIA)介于83.19~86.89,盐基淋溶率(ba)介于0.26~0.35,铝饱和指数A/NK介于6.10~7.47,A/CNK介于3.93~4.99,S/A介于5.24~6.47,S/R介于4.53~5.50。结果表明:七顶山剖面红色风化壳呈正风化序列,是下伏基岩原地风化的产物,化学组成以SiO2、Al2O3、Fe2O3为主,三者之和超过86%,处于还原环境,属于脱硅脱铁富铝阶段,发育于近似亚热带的气候条件,处于高等化学风化水平。辽南在116.13~90.48 Ma B.P.至17.70~9.44 Ma B.P.时具备红色风化壳发育的气候条件,结合残存红色风化壳和石芽的情况,可以认为其开始发育于中新世中期或更早。辽南红色风化壳第四纪以前为二阶段发育过程,即夷平—成壳、切割—红化期,第四纪至今仅有切割—红化期。湘桂黔滇青藏陕甘辽红色风化壳元素组合特征高度一致,各区域红色风化壳风化强度、风化方向接近,除辽南呈现较弱的脱硅脱铁富铝趋势外,其他区域均表现为脱硅富铝铁化趋势,这暗示了黄土覆盖下的红色风化壳处于还原环境。纬度因素和经度因素对红色风化壳脱硅富铝铁化进程影响程度接近,相较于经度因素,纬度因素对红色风化壳碱金属及碱金属盐基淋溶作用影响程度更大,总体而言,在母岩影响较小的前提下,纬度控制下的气候因素是决定红色风化壳发育的主要因素。

辽南地区红色风化壳磁化率研究及古气候意义

以大连市金州七顶山、石河华农村和滨海假日花园红色风化壳作为研究对象,分析其磁化率特征曲线。按照20 cm为间距在金州七顶山取样20个、50 cm为间距在石河华农村取样8个、20 cm为间距在滨海假日花园取样2个,进行质量磁化率的测定和分析。结果表明:剖面的磁化率变化曲线均存在先增加而后降低再增加的变化,难以得到相对统一的变化趋势,频率磁化率百分数变化曲线表现为相对一致的增加趋势,能够更清晰的反应红色风化壳成壤强度。辽南地区红色风化壳与山东庙岛群岛风化壳同发育于新近纪。红色风化壳是高温高湿气候条件下的风化产物,上覆黄土说明经历了热带或亚热带湿热气候随后变为干寒气候。