黄河流域化学风化作用与大气CO_2的消耗

通过对黄河水化学的相关分析和因子分析,得到大气CO2、碳酸盐、蒸发盐、硅酸盐风化过程对黄河水溶解质的贡献率分别为:9 78%、37 3%、37 6%和7 54%,表明黄河流域碳酸盐和蒸发盐的溶解是最主要的风化过程,对河水化学的总贡献率达到74 9%。黄河水中约90%的HCO3-来自碳酸盐风化过程,10%来自硅酸盐化学风化。由此对流域现代风化率和大气CO2消耗量进行了估算,得到黄河流域化学风化率和CO2消耗率分别为33 6t/km2·a和143 85×103mol/km2·a,其中碳酸盐和硅酸盐风化过程消耗的CO2分别为117 70×103和26 15×103mol/km2,黄河流域每年消耗的大气CO2总量达到108×109mol。与世界流域盆地年均消耗CO2量相比,虽然黄河流域的化学风化率属世界平均水平,但黄河流域风化作用的CO2消耗率却比世界平均值低约41%,这是因为黄河流域是世界上蒸发盐含量最高的地区之一,流域蒸发盐、碳酸盐风化作用占主导地位,而硅酸盐风化作用很微弱。

南极乔治王岛菲尔德斯半岛土壤的化学风化作用

西南极南设得兰群岛乔治王岛菲尔德斯半岛土壤化学分析表明土壤中存在着一定的化学风化作用。相对于母质,土壤中的SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、FeO、MgO,GaO和Na_2O淋失,K_2O、H_2O^+、H_2O^-、TiO_2和P_2O_5富集。土壤中SiO_2/Al_2O_3的平均值为4.71,属弱风化壳类型。硅铝比反映出成土作用时间越长,土壤的风化程度越高,化学风化作用大于南极大陆边缘和内部。Al_2O_3在南极的淋失率大于SiO_2,使较老土壤剖面由下向上硅铝比增大。土壤的化学性质很大程度上取决于母质。南极强烈的冻融扰动作用破坏了土壤分层。土壤中存在着较强的水合作用。

大陆弧主导了中古生代以来的全球化学风化作用

地表风化作用在地质时间尺度上(约1~10 Ma)对气候起着重要的调节作用。当大气CO_(2)浓度较高、气温升高时,就会导致海洋酸化、水体蒸发、降雨和地表径流加剧,这些因素进而导致硅酸盐矿物风化的增强和CO_(2)消耗的加快。相反,硅酸岩风化速率的降低将减缓寒冷气候条件下对CO_(2)的消耗,推动气候变暖。由此可见,风化作用在气候调节中起着"恒温器"的作用。

华北北部中元古界洪水庄组页岩地球化学特征:物源及其风化作用

华北北部洪水庄组黑色页岩是中元古代的富有机质沉积,它可能记录了当时重要的地球化学信息。通过对洪水庄组页岩中的常量和微量元素特征的分析,研究了洪水庄组的物源及其风化作用。高Th/Sc、Al2O3/TiO2、La/Sc、La/Cr、La/Co、Th/Cr和Th/Co值,低Cr/Zr和TiO2/Zr比值,Euan值、Co/Y-Ti/Zr关系和La-Th-Sc组成表明洪水庄组页岩物源主要为上地壳中的长英质花岗闪长岩。洪水庄组页岩的Al、Ca、Na和K组成表明其具有较高的化学蚀变指数(CIA),同时,元素组成的化学风化作用轨迹反映了洪水庄组页岩受到钾交代作用的影响,可能导致CIA值被低估,其原始CIA值应在90以上。高的原始CIA、化学风化指数(CIW)和斜长石蚀变指数(PIA)表明洪水庄组物源区经历了强烈的化学风化作用。化学风化作用强度以及微量元素组成特征揭示了中元古代洪水庄组沉积时期可能处于温暖潮湿的气候条件,这与中元古代时期大气高CO2浓度以及华北板块古大陆当时位于低纬度地区重建的结果不谋而合。

化学风化作用中的微量元素地球化学——以江西龙南黑云母花岗岩风化壳为例

对江西龙南黑云母花岗岩风化壳中常量元素、微量元素和REE的含量、分布及迁移规律的研究发现 :风化过程中的主要矿物学变化为长石→蒙脱石 ,伊利石→高岭石 ,埃洛石→硅铝土 .活动性元素为Na ,Ca ,Si,P ,V ,U ,Sr,而Ti,Al,Fe,Sc ,Th ,Zr,Hf保持稳定 .除Zr/Hf,Nb/Ta ,Th/Sc ,Zr/Nb和Sm/Nd外 ,其他微量元素比值都发生了变化 .REE和Y在剖面内重新分布 ,风化样品稀土配分模型在继承母岩特征的同时 ,发生了一系列分异 .总体而言 ,化学风化程度是影响风化剖面中矿物成分、主要和微量元素含量、分布的关键因素 ,在根据沉积物矿物和微量元素分布研究源区特征时 ,应充分考虑到源岩化学风化的程度 .

滇西户撒盆地芒棒组第三段泥岩地球化学特征:物源及其风化作用

滇西地区户撒盆地芒棒组新近发现有砂岩型铀矿化。为了开展砂岩型铀矿的进一步找矿工作,对芒棒组第三段泥岩样品的主量元素、微量元素和稀土元素进行了测试分析,并对芒棒组的沉积物源及其风化作用特征进行了探讨。结果表明,户撒盆地芒棒组第三段泥岩组成较少受成岩作用影响,样品较完整的保存了物源和风化作用信息;芒棒组第三段碎屑沉积岩物源主要为周缘燕山期花岗岩,少量为高黎贡山群变质岩;芒棒组第三段碎屑沉积岩为活动构造环境下再循环沉积物的快速沉积产物,其源岩经历了强烈的化学风化作用,沉积期古气候总体为温暖、潮湿环境。

二连盆地卫镜岩体风化作用地球化学特征研究

二连盆地的卫镜岩体被认为是二连盆地努和廷铀矿床的重要铀源,文章对卫镜岩体在风化条件下元素的活动性进行了分析,结果表明:风化样品的化学风化指数CIA值介于58.67~60.07,反映寒冷、干燥气候条件下低等化学风化程度。在半风化过程中,斜长石最先风化分解,Ca、Na流失,钾长石相对稳定;在地表强风化条件下,钾长石风化分解明显,且原生含磷矿物分解释放P而淋失;黏土矿物的吸附作用导致Mg、Ca在地表强风化条件下富集;Fe2O3T、FeO含量降低明显,更可能与磁铁矿和黄铁矿的氧化淋滤有关。H、LOI、S和C在强风化样品中含量明显降低,暗示风化条件为干燥氧化气候条件,卫镜岩体花岗岩风化过程中Ca、K、Mg、Fe、C、S等元素容易迁移,P、Mn、Na次之,而Ti、Al属于稳定元素。铁族元素Cr、Ni、Ti及REE等微量元素保持稳定,Nb、Ta、Zr、Hf、Th、Y等高场强元素以及部分大离子亲石元素Pb、Rb、Be、Li、Sb一定程度富集,U、V、Sr明显迁出,且Zr/Hf、Nb/Ta、Th/Sc、Zr/Nb等元素比值均发生变化,主要受风化条件下原生矿物分解释放和黏土矿物吸附相互制约的过程共同控制;不同样品稀土配分模式一致,但Y/Ho值明显高于新鲜岩石的值,可能主要与地表HCO3-含量丰富有关。在干旱氧化、富集HCO3-的化学风化条件下更容易导致U的淋滤迁出,为二连盆地铀成矿提供重要铀源。

碎屑沉积物的锂同位素组成示踪风化作用

化学风化作用是地球表面演化的重要过程之一,是地表物质循环的关键环节。然而,对于长时间尺度上硅酸盐风化的强度以及控制风化作用的因素,目前还存在争议。由于在水岩反应中会发生显著同位素分异,锂同位素被认为可以示踪硅酸盐风化。

化学风化研究的进展

化学风化是联系陆地与海洋、流域与湖泊、反演气候及环境的重要纽带.硅酸盐岩化学风化过程中造成的大气CO2净消耗在物质的地球化学循环尤其是地球长期碳循环中发挥着极其重要的作用.本文综述了化学风化作用与全球碳循环的研究现状,着重介绍了化学风化作用与碳循环的特征之间的相互作用关系,详细阐明了在二者的影响下国内外河流水化学的研究成果.提出了化学风化作用影响的长期碳循环将可能是未来的研究热点.

澳大利亚新南威尔士西部风化层的地球化学勘探

风化壳理论和地形地貌史的发展已经完全改变了新南威尔士西部地球化学勘探格局。这个区域被认为具有多成因地形地貌特征，同时发育中生代以来化学风化作用形成的各种不同风化壳。一些著名的勘探公司在地球化学取样过程中要建立一个数据库，这需要花时间来圈定这些主要因素在原地的分布以及风化壳的运积类型，同时还要识别该区一些特殊地貌和古地貌单元最合适的风化壳样品。

青海湖QH1孔晚全新世沉积物稀土元素地球化学与气候环境关系探讨

通过对青海湖QH1孔沉积物稀土元素丰度分布模式及稀土总量(REE)的分析结合沉积物中TOC含量粒度参数的变化特征探讨了稀土元素纵向变化与气候环境之间的关系. 结果表明青海湖沉积物中稀土元素总丰度值不高平均值为63mg/kg不包括Y左右. 总体上表现以半干旱的环境为主导化学风化作用相对微弱. 同时湖泊沉积物具有轻稀土相对富集缓右倾斜型CeEu基本上无明显异常的REE分布模式. 稀土元素与总有机碳TOC粒度之间存在较好的相关性. 分析表明沉积物中REE高值段指示暖湿气候环境REE低值段代表冷干气候环境. 根据稀土元素分布与沉积环境的关系重建了8500aBP以来青海湖区经历4次较大的暖湿-温干-暖偏湿-冷偏干的气候演化过程. 从而得出在高寒半干旱地区的青海湖沉积物中稀土元素对古气候变化具有良好的指示作用.

南京老虎山黄土剖面中铷锶地球化学和磁化率与古气候变化的关系

宁镇地区的下蜀黄土记录了古气候变化的丰富信息。作为中国北方风尘堆积的南部边缘相,下蜀黄土在全球环境变化研究中占有重要的地位。本文以10cm间距系统分析了老虎山剖面的Rb、Sr含量和频率磁化率。结果显示,磁化率和Rb含量可以较好地指示东亚冬季风强度变化;Rb/Sr比可以作为下蜀黄土化学风化强度的替代性指标;剖面的Rb/Sr比由下至上升高是南京地区12万年以来化学风化作用增强的结果。

中国西南三江流域风化的季节性变化特征

青藏高原的风化可能影响着全球碳循环和长时间尺度气候变化,其风化速率和影响机制一直受到科学界的关注。本研究对发源于青藏高原东部的三江——金沙江、澜沧江和怒江干流进行每月两次,为期一水文年的定点观测研究。结果表明三江水样的pH总体呈弱碱性,水中主要阴阳离子组成和TDS变化明显并且都有明显的季节性变化特征。本研究首先用正演模型评估了不同端元对三江水化学的贡献比例,并估算出金沙江石鼓以上、澜沧江维登以上和怒江六库以上流域的净CO2消耗速率分别为76.3×103 mol/(km2·a)、238.9×103 mol/(km2·a)和189.3×103 mol/(km2·a),雨季净CO2消耗速率可达旱季的2~4倍;反演法估算出的净CO2消耗速率与正演法的相差均在25%以内,表明估算结果的可靠性。

云南思茅盆地早白垩世扒沙河组地层地球化学特征及其物源制约

思茅盆地晚白垩世勐野井组地层是我国唯一的古代固体钾盐发育地层,由于盆地内部断层纵横,地层横向对比困难,急需有效的标志性地层以完善区域对比及后续研究的深入。在确认早白垩世扒沙河组地层良好的区域可对比性基础上,通过对比思茅盆地江城地区两个典型地质露头剖面及勐野井钾盐矿床钻孔岩芯的元素地球化学特征,探讨了江城地区含盐系地层及其下伏扒沙河组地层的化学风化、构造背景及物源属性特征。结果表明,1)思茅盆地江城地区勐野井组与扒沙河组地层在形成过程中,其物源区均经历了中至强的化学风化作用过程;2)尽管这两套地层间呈不整合接触关系,但在物源属性上二者却均具有混和物源的特性(活动大陆边缘或大陆岛弧背景的长英质物源与被动大陆边缘背景的古老沉积物物源的混合),扒沙河组地层在沉积过程中可能还受到了少量基性岩物源的影响;3)云南江城勐野井组及其下伏扒沙河组地层的主要物源区可能为哀牢山隆起带和扬子古陆块。

乾陵石质文物风化蚀变的微观特征研究

乾陵石质文物风化蚀变的微观特征研究杨钟堂（中国地质科学院西安地质矿产研究所）甄广全，马涛，和玲（陕西省文物保护技术中心）乾陵以其规模宏伟和丰富的陵墓石刻文物而著称于世，堪称＂唐代露天石雕艺术博物馆＂。现存地表的遗存主要集中在陵园朱雀门外，并以司马道为...

四川省邛海流域风化强弱分析

湖泊是陆地水圈的重要组成部分,受大气圈、水圈、岩石圈和生物圈共同影响,是各个圈层相互作用的连接点。湖泊接纳了来自地表丰富的侵蚀物质,是陆地环境变化的天然档案馆,形成了较为完整的湖泊沉积物。

温度控制着沉积岩风化排放CO_(2)

岩石是岩石圈的主要成分,依据岩石成因可以划分为岩浆岩、沉积岩和变质岩;这三类岩石之间有一定的转化关系,当时间和地质条件改变后,任何一类岩石都可转化为另一类岩石[1]。沉积岩(如石灰岩、砂岩、页岩)是地表岩石的主要类型,其以岩石有机碳(OC_(petro))和碳酸盐矿物的形式储存着大量的碳,其碳储量相当于工业革命前大气中碳储量的十几万倍[2]。当岩石剥露(exhumation)和侵蚀作用增强时,更多的沉积岩会暴露于大气圈和水圈中,随着化学风化作用增强会向大气中排放CO_(2)[3]。

水岩系列的水文地球化学作用

化学风化作用金兹堡(1957)定义:基岩适应于地表热态、物理一化学条件以及生物因素作用的过程称为风化作用。水参与岩石的许多化学风化作用,诸如:水解、溶解、氧化、水化、综合作用、离子交换、碳酸岩化、胶结与渗析等作用最为行之有效。风化作用是体系内自然发生的自由能减小的过程。矿物经风化作用被改造成为地表条阵下最稳定状态的化合物,水中则富含溶质成为溶液。

凹凸石粘土与玄武岩的成因关系

在矿物组成研究的基础上 ,对比研究了凹凸棒石、蒙脱石、凹凸棒石粘土、蒙脱石粘土、玄武岩、风化玄武岩的化学组成。根据化学成分对比 ,分析了玄武岩与凹凸棒石粘土的成因关系 ,解释了玄武岩对凹凸棒石粘土的时空控制。结合地质观测 ,提出形成苏皖地区凹凸棒石粘土的物质成分基本上来源于玄武岩的化学风化 ,但物质成分发生了较大的分异。凹凸棒石粘土不能直接由玄武岩经地表雨水的风化淋滤形成 ,而是玄武岩风化形成的蒙脱石经搬运沉积 ,再与镁质溶液反应形成 ,或者凹凸棒石直接从富镁碱性溶液中结晶形成。凹凸棒石粘土形成的物理化学条件为偏碱性的还原条件。