地质高背景地区土壤中铁锰结核形成机理——以广西桂中地区为例

地质高背景的岩溶区土壤中普遍发育铁锰结核,且含量远高于非岩溶地区。为了解岩溶区土壤中铁锰结核的成因,选择广西桂中地区土壤(0~20 cm)中的铁锰结核为研究对象,通过光学显微镜(OP)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)及能谱分析(EDS),结合岩溶区复杂的成土过程,对地质高背景地区土壤中铁锰结核的形成过程进行分析。结果表明:岩溶区土壤中普遍发育两种结核,分别是铁结核和锰结核,宏观上结核呈现次圆状至椭圆状,粒径范围主要为0.5~4.0 mm,且均发育有环带结构和无环带结构结核。锰结核主要是以铁氧化物和锰氧化物为主,而铁结核内部是以铁氧化物为主。据上述结果和岩溶成土过程,提出地质高背景土壤中铁锰结核发育的过程:1)岩溶地区土壤在成土过程中,铁锰等元素发生不同程度的"浓集"作用,为结核的形成提供了丰富的物质来源;2)特殊的季节性干湿交替气候条件导致铁元素和锰元素的交替性沉淀,促进典型环带结构的形成,而无环带结构则可能代表结核形成的早期阶段;3)结核内部的微孔隙结构可以为微生物活动提供空间和物质流动提供通道,特殊气候环境条件富含有机质和微生物可能会促进铁锰结核的形成,最终形成岩溶区土壤中普遍发育的铁锰结核。