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碳酸盐岩风化壳岩-土界面风化作用机制——对岩粉层淋溶模拟的初步研究 被引量:13
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作者 冯志刚 马强 +4 位作者 李石朋 王世杰 黄伟 刘江 史文革 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期119-132,共14页
碳酸盐岩风化壳通常呈现出清晰突变的岩-土界面,成为直接利用野外地质剖面的发育特征探索碳酸盐岩风化作用过程的障碍。本文选择贵州中部及湘西的4条典型碳酸盐岩原位风化壳的岩-土界面作为研究对象,模拟干热风化条件(即气候温暖或炎热... 碳酸盐岩风化壳通常呈现出清晰突变的岩-土界面,成为直接利用野外地质剖面的发育特征探索碳酸盐岩风化作用过程的障碍。本文选择贵州中部及湘西的4条典型碳酸盐岩原位风化壳的岩-土界面作为研究对象,模拟干热风化条件(即气候温暖或炎热、排水条件良好的风化状态),在24~29.5℃的环境温度下,利用饱和CO2水对各剖面岩粉层样柱开展了系统的淋溶实验研究(淋溶终点以碳酸盐完全溶蚀为标志)。通过对淋出液中主要造岩元素和淋溶残余物的动态取样分析,初步揭示了碳酸盐岩风化壳岩-土界面的风化作用机制。结果表明:①碳酸盐岩风化壳岩-土界面风化过程中,碳酸盐的溶蚀和酸不溶物的分解是同步进行的,在碳酸盐淋溶伊始,酸不溶物已表现出明显的风化倾向;②排水条件良好的风化环境下,由硅酸盐等酸不溶物组分分解溶出的盐基离子及Si等元素更易随风化溶液淋失,使得在风化残余物中难以形成蒙脱石、伊利石、高岭石等自生粘土矿物。酸不溶物相的其他造岩元素中,Ti和Al为惰性元素,Fe为弱迁移元素,Mn和P表现出明显的活性;③碳酸盐岩岩粉层的水-岩作用过程中,当碳酸盐含量对水-岩反应而言过量时,碳酸盐的溶蚀强度主要受岩粉层质地的制约。粒度粗,渗透性强,水-岩作用时间短,碳酸盐的溶蚀量低,反之亦然。而酸不溶物组分对于水-岩反应而言,在整个淋溶周期内都是不足的,其含量成为制约水-岩反应强度的主要因素。 展开更多
关键词 碳酸盐风化壳 -土界面 淋溶模拟 风化作用机制 岩粉层
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模拟不同气候条件下碳酸盐岩风化作用的淋溶实验研究 被引量:11
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作者 冯志刚 马强 +2 位作者 李石朋 梁连东 王世杰 《中国岩溶》 CAS CSCD 2012年第4期361-376,共16页
通过模拟干热、湿热与干冷3种气候条件,以饱和CO2水作为淋溶液,对黔中岩溶区3条碳酸盐岩风化壳岩-土界面的岩粉层试样进行了淋溶实验(其中干热、湿热条件下淋溶到残余酸不溶物阶段),对淋出液的pH值以及主要造岩元素的浓度进行了动态分... 通过模拟干热、湿热与干冷3种气候条件,以饱和CO2水作为淋溶液,对黔中岩溶区3条碳酸盐岩风化壳岩-土界面的岩粉层试样进行了淋溶实验(其中干热、湿热条件下淋溶到残余酸不溶物阶段),对淋出液的pH值以及主要造岩元素的浓度进行了动态分析。结果表明,碳酸盐岩风化壳岩-土界面由岩到土的转变过程中,伴随碳酸盐的溶蚀,酸不溶物已表现出明显的风化倾向。碳酸盐的溶蚀强度表现为干冷>干热>湿热的变化趋势。温度低,碳酸盐的溶解速率大;排水条件好,碳酸盐溶解释放的Ca、Mg易随风化流体排出体系。对于酸不溶物组分,淋溶实验中有:(1)K、Na、Mg、Si、P的载体矿物风化强度在干热条件下最大(至于Ca,由于方解石与白云石均是其主要的载体矿物,酸不溶物相中的Ca难以在淋出液中有效识别)。在干冷与湿热之间,K、Na、Mg等盐基离子的溶出能力大多表现为湿热>干冷,指示了温度对盐基离子释放强度的重要制约作用;而Si和P未表现出一致的变化趋势,可能源于淋溶体系微环境的差异。(2)Fe与Mn表现出弱迁移性。其中,Fe在干冷环境下淋出强度最弱,说明温度是制约含Fe矿物分解速率的重要因素。而Fe在干热与湿热之间,以及Mn在3种淋溶条件下,未呈现出一致的变化趋势。(3)Al和Ti在碳酸盐岩风化过程中表现出强烈的惰性。 展开更多
关键词 碳酸盐风化壳 -土界面 岩粉层 风化作用 淋溶模拟 贵州
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Provenance of the lower Es2 in the Shanghe area of the Huimin sag
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作者 GAO Lihua HAN Zuozhen +3 位作者 DANG Guangyao FAN Aiping YANG Renchao XU Xuebei 《Mining Science and Technology》 EI CAS 2010年第3期453-459,477,共8页
The provenance of the lower Es2 in the Shanghe area was determined from an approach incorporating analysis, elemental ratios,paleocurrent direction,the typomorphic characteristics of detritus and the distribution of c... The provenance of the lower Es2 in the Shanghe area was determined from an approach incorporating analysis, elemental ratios,paleocurrent direction,the typomorphic characteristics of detritus and the distribution of conglomerate and gritstone in the peripheral basin.Typical elemental ratios characteristic of the sedimentary area were compared with those from the source areas as abstracted from sediments of the Huimin sag using cluster analysis.The results show that the distribution pattern focuses on Mg/Mn,Fe/K,Al/Na,Ba/Mn and Al/Mg.Mg/Mn is the highest ratio,from 25 to 45.This is similar to the pattern from the Precambrian.Furthermore,paleocurrent direction was used to determine provenance by examining the distribution of gritstone and the seismic progradational reflections.The research results indicate that the provenance is to the northwest in the Precambrian strata where the sand grain size is rough.To the east there is siltstone,fine sandstone and mudstone.This is significant for the exploration of oil and gas within the study area. 展开更多
关键词 provenance analysis typical element ratio Shanghe area palaeocurrent distribution of gritstone
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