發(fā)布時間：2018-04-13 18:30

  本文選題：紅色風化殼 + 粒度分布特征��； 參考：《遼寧師范大學》2016年博士論文

【摘要】：地球上廣泛發(fā)育和分布著各種類型的風化殼,如熱帶地區(qū)與亞熱帶地區(qū)的紅土風化殼,溫帶濕熱地區(qū)的碳酸鹽風化殼。風化殼是巖石圈、水圈、大氣圈和生物圈相互作用的產(chǎn)物,是地球表層巖石風化后的殘余碎屑與新生成的化學殘余物質組成地表巖石的表層。紅色風化殼主要分布于我國南方地區(qū),在北方地區(qū)多被厚層的黃土所覆蓋,僅在山東半島和遼東半島有出露,對遼南地區(qū)紅色風化殼的研究將我國紅色風化殼的分布范圍擴展到了遼東半島地區(qū),并對第三紀亞熱帶分布范圍北界的劃分具有一定的意義。本文以遼南地區(qū)的紅色風化殼作為研究對象,通過粒度、石英顆粒特征、化學元素特征、pH值及磁化率的分析,對紅色風化殼的發(fā)育特征,剖面演化過程進行了探討,并與南方紅色風化殼的風化特征、粒度特征和化學元素特征進行對比分析,得到了以下幾點認識:第一,石槽剖面的粘粒含量范圍在7.25%～20.71%之間,平均值為13.26%,粉粘比介于在2.93～6.67之間,平均值為4.83;七頂山剖面的粘粒含量范圍在5.29%～6.03%,平均值5.65%,粉粘比介于5.50～7.71之間,平均值為6.25。石槽剖面粒度組成的三角圖解顯示,剖面的粒度聚集于粉砂與砂粒端,樣品點集中在粉砂—砂粒連線端,具有向粉砂端聚集的趨勢。七頂山剖面粒度組成的三角圖解顯示,剖面大部分樣本的粘粒含量少于10%,砂粒含量高,樣品點主要分布于粉砂—砂粒連線端,具有向砂粒端聚集的趨勢。石槽剖面和七頂山剖面的粒度參數(shù)散點圖顯示,兩個剖面與下伏母巖基本保持一致性,風化殼的粒度主要集中于粗粒級端。風化殼厚度薄,粘粒含量較低,粉粘比較高,粒度主要集中于粗粒級端,表明遼南地區(qū)的紅色風化殼的風化發(fā)育程度較差,成熟度較低。第二,兩個剖面硅元素含量都較高,平均值在50%以上,鐵、鋁元素含量較低。石槽剖面常量元素Si、Al、K、Na、Ca、Mg在整個剖面上表現(xiàn)為淋溶遷移的特征,硅、鋁元素表現(xiàn)出明顯的富集趨勢,鈉、鈣、鎂元素為強烈的淋失趨勢,特別是鈣、鎂元素幾乎全部淋失。從化學蝕變的趨勢,淋溶特征,主要活躍元素的遷移系數(shù)τj.w值來看,石槽剖面的變化趨勢是趨于一致,都是逐漸脫Si、Ca而富Al的成土作用的結果。除去個別區(qū)段可能受構造運動與地下水作用的影響,有可能存在外來物質的侵入,基本可以判別風化殼是本地基巖經(jīng)過長期的風化改造作用的結果。淋溶系數(shù)的特征曲線與硅鋁比、遷移指數(shù)比較高的擬合性也說明從母巖到風化殼的漸變性,指示著風化殼隨著氣候環(huán)境變化而演變的過程。第三,石槽剖面紅色風化殼的粘粒含量、礦物學指標和化學風化指標在剖面中表現(xiàn)出明顯的波動,未體現(xiàn)出風化殼剖面的風化程度自基巖向上逐漸變強的演化特征。石槽剖面在中下部出現(xiàn)一個明顯的風化殼發(fā)育低谷期,這一階段粘粒含量低于10%,砂粒含量接近或超過50%;化學蝕變指數(shù)CIA值、鹽基總量淋濾系數(shù)、K/CN(K20/(CaO*+Na20))及鹽基淋溶指數(shù)在該位置也出現(xiàn)了明顯的異常。造成這種現(xiàn)象原因可能是:剖面的風化條件在風化前鋒向下發(fā)育的過程中出現(xiàn)了變化;風化剖面受到風化殼形成后的古地下水位波動的影響。石槽剖面的紅色風化殼形成于第三紀,距今時間長,在漫長的地質演化過程中,將會頻繁出現(xiàn)古地下水位的波動與風化條件的變化。在風化前鋒發(fā)育的過程中,隨著風化條件的變化,相應層位的風化程度發(fā)生變化,造成剖面風化指標的波動。從剖面變化趨勢看,風化殼形成早期處于濕熱氣候,然后經(jīng)歷了一個較長的相對低溫干燥期,后期氣候又轉為高溫高濕。剖面形成過程中風化條件的變化及剖面形成后的古地下水位的波動對剖面的影響,使紅色風化殼的演化表現(xiàn)出更加復雜化的趨勢。第四,對于遼南地區(qū)的紅色風化殼,盡管由于風化殼發(fā)育后地下水的改變及在碳酸鹽巖風化過程中風化條件差異,造成了剖面風化指標的波動,剖面整體上仍具有隨著剖面深度的減少,風化程度呈現(xiàn)出逐漸增強的趨勢。從風化前鋒向上剖面的pH值逐漸降低,低頻磁化率波動增大,顯示了風化強度隨深度增加而降低,這與剖面從上向下發(fā)育的過程相對應。第五,七頂山剖面與石槽剖面的下覆基巖都是灰?guī)r,七頂山剖面的粘粒低于石槽剖面,粉粘比高于石槽剖面。石槽剖面的SiO2含量小于七頂山剖面,Al2O3和Fe203的含量大于七頂山剖面,指示了石槽剖面的脫硅富鋁化作用大于七頂山剖面。七頂山剖面上部覆蓋有較厚的第四紀黃土層,石槽剖面上部僅有較薄的表土層。深厚的黃土層阻礙了水分的下滲,因此在風化殼形成以后,石槽剖面的水分條件要好于七頂山剖面,石槽剖面的風化作用強于七頂山剖面,七頂山剖面的紅色風化殼的風化發(fā)育程度比石槽剖面低。第六,石槽剖面發(fā)現(xiàn)石英顆粒,可能是灰?guī)r中夾雜的頁巖及板巖風化后殘留。石槽剖面石英顆粒樣本的宏觀形態(tài)具有明顯的來源于基巖的風化分解形成的巖屑或殘積物的形態(tài)特征。大部分石英顆粒樣本,表現(xiàn)出高能化學環(huán)境下的SiO2的溶蝕與沉淀形成的表面結構特征。剖面中上部石英顆粒數(shù)量少于下部,經(jīng)過漫長地質歷史時期的化學風化作用,中上部石英顆粒大部分完全溶蝕分解,少部分未完全分解的石英顆粒的表面SiO2的溶蝕與沉淀現(xiàn)象明顯強下部樣品中的石英顆粒。第七,石槽剖面的粘粒含量小于花溪剖面和平壩剖面,粉粘比高于花溪剖面和平壩剖面;平壩剖面與花溪畔剖面的CIA平均值超過了85,石槽剖面的CIA平均值小于85;石槽剖面的硅鋁率大于花溪剖面和平壩剖面。從粘粒含量、CIA值及硅鋁率的差異可以發(fā)現(xiàn),北方紅色風化殼由于發(fā)育時的氣候條件弱于南方地區(qū),所以其風化作用發(fā)育程度及風化殼成熟均弱于南方地區(qū)。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：遼寧師范大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P512.13

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本文編號：1745691