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1.
碳酸盐岩风化成土过程中REE超常富集及Ce强烈亏损的地球化学机理 总被引：16，自引：3，他引：16
碳酸盐岩的REE含量极低，但最近在贵州一些碳酸盐岩风化表土层底部首次发现了REE的超常富集层，REE总量最高可达近31000μg/g;Ce强烈亏损，δCe值最低达0.007。这种低背景、高富集、强分异的REE富集现象在贵州碳酸盐岩风化壳中具有一定的普遍性。选取发育在下三叠统花溪灰岩和平坝白云岩之上的两个较具代表性的碳酸盐岩风化壳进行研究，结果表明，这种富集现象与碳酸盐岩风化成土的两阶段性密切相关。（1）在残积土形成阶段（风化早期），碳酸盐的快速溶解导致风化前缘形成一个垂直方向相对狭窄、突变的碱性障(pH值为8左右）。此障既能有效地将碳酸盐岩分解释放的REE以及下渗水携带的REE分解沉淀和以吸附于粘土矿物上的方式富集，也容易使Ce^3 氧化成Ce^4 ，与HCO3^-形成稳定的可溶性络合物随下渗雨水流走，从而使Ce进一步亏损。（2）残积土演化阶段，轻、重稀土发生明显分异，Ce^3 氧化成Ce^4 并发生水解沉淀，致使下渗水富重稀土而贫Ce，最终使REE在剖面上显示出一般风化壳共有的分异特征。另外，根据对碳酸盐岩中的酸不溶物、可溶性稀土的提取以及质量平衡计算，碳酸盐岩能够提供足够的REE物源；以可溶态为主的赋存状态有利于REE的淋滤（活化）。 相似文献
2.
《矿物学报》2016,(1)
本研究选择中国东部主要的花岗岩分布区中位于中温带、暖温带和热带的8个花岗岩风化壳作为研究对象,对比研究了不同气候环境下花岗岩风化过程中稀土元素(REE)的分布规律及其演化特征。结果表明,各气候带的花岗岩风化壳的REE分布具有一定的共性规律,风化产物的REE总量相对基岩都有不同程度的富集,且都表现出轻稀土(LREE)相对重稀土(HREE)富集以及一定程度的Eu负异常。由于REE的迁移和淋滤,导致其在风化壳内的再分配。通常REE在半风化层富集,p H值和粘土矿物含量等内因变化是导致这一现象的主要因素。对于少数表层REE富集的现象,如SD-DG、HN-3剖面,气候环境与地质条件等外因则是这一现象的主导因素。受海洋性气候影响显著的风化壳(QHD-1,HN-3),以基岩为标准,容易发生HREE富集的轻、重稀土分异的现象。大部分花岗岩风化壳中,Ce通常在剖面上部出现正异常,而在下部出现与之互补的Ce负异常。 相似文献
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华南花岗岩风化壳稀土元素地球化学研究 总被引：12，自引：2，他引：12
花岗岩中的稀土元素在风化淋滤作用下发生富集和分异,形成REE的天然离子色谱层。REE在风化壳中富集分异受风化壳发育程度、花岗岩原岩中REE含量及其分布和分配的影响。酸性淋滤作用是风化壳剖面上REE富集分异的主要控制因素。 相似文献
4.
碳酸盐岩红色风化壳Ce异常特征及形成机理 总被引：6，自引：0，他引：6
Ce在贵州碳酸盐岩红色风化壳剖面上部表现为正异常,在底部稀土超常富集层显示强烈亏损。通过对Ce的质量迁移系数的计算,结合相态分析和水化学分析结果,对碳酸盐岩红色风化壳中“的异常行为进行系统的分析后发现：在剖面上部,Ce^3＋氧化水解,水解产物主要与铁锰氧化物共沉淀,少量的与粘土矿物结合,使得ce保留而相对显示正异常;在剖面底部,Ce负异常一方面来源于对基岩负异常的继承;更重要的是,Ce较其他轻稀土稳定,发生迁移富集的量远远小于La,Nd等轻稀土元素,导致Ce在底部富集时相对于其他轻稀土元素发生强烈亏损。而Ce与HCO3^-络合迁出并不是导致碳酸盐岩红色风化壳中强烈Ce负异常的主要原因。 相似文献
5.
选择印度尼西亚苏拉威西岛Kolonodale地区和中国云南省元江地区的2个超基性岩红土风化壳为研究对象,对比研究不同气候环境下超基性岩在红土风化过程中REE的地球化学特征及其演化机制.研究发现,印尼Kolonodale和中国元江剖面的REE分布型式具有一定的共性规律,都表现出显著的REE表生富集效应(相对于基岩的最大富集系数分别达44.21和236.19)、不均一的轻重稀土分异(分异程度随剖面深度加大而降低)以及剧烈的Ce异常正负转换现象(风化壳上部是正Ce异常,风化壳下部是负Ce异常).2个剖面中REE最大富集段的产出位置明显错位,表现在Kolonodale剖面中REE最大富集段出现在腐岩层,而在元江剖面中REE最大富集段出现在红土层.质量平衡计算指示,REE在超基性岩红土化过程中发生了显著的迁移和分异现象,其地球化学行为受红土剖面pH值环境与有机质(O.M.)含量的制约.案例对比分析表明,气候环境对超基性岩红土化过程中REE的地球化学演化具有重要影响.在热带雨林环境的印尼Kolonodale剖面中,风化壳中REE主要继承于基岩,在高强度的红土化作用下,REE经历了强烈的重新分配和垂向分异.而在亚热带季风气候环境的中国元江剖面中,风化壳中的REE具有更复杂的物源背景,除继承基岩外还可能叠加了风尘沉积物的影响.元江剖面的红土化程度偏弱,导致REE在表生演化中未发生强烈的淋滤和次生富集作用. 相似文献
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贵州平坝白云岩风化壳稀土超常富集层中稀土赋存状态的研究 总被引：10，自引：1，他引：9
以平坝白云岩风化壳剖面为例,主要利用化学连续提取的方法,结合透射电镜的分析,对碳酸盐岩风化壳岩-土界面附近的稀土超常富集层中REE的赋存状态进行了研究,获得了REE在水溶态及可交换态(相态Ⅰ)、碳酸盐结合态及专性吸附态(相态Ⅱ)、非晶质氧化铁锰结合态(相态Ⅲ)、晶质氧化铁锰结合态(相态Ⅳ)、有机质及硫化物结合态(相态Ⅴ)和残渣态(相态Ⅵ)等6种相态的含量及变化规律.结果表明,REE在富集层中主要以专性吸附态、残渣态和有机态为主.风化前缘可溶态稀土所占比例较高,为稀土在风化壳中的迁移、转化提供可能;基岩中原生含磷稀土矿物的风化产生的稀土磷酸盐矿物的聚集导致了残渣态稀土大量存在于风化前缘;此外,由于风化淋溶的不断进行,可溶态的REE在高的pH值条件与剖面中的有机质、铁锰氧化物和粘土矿物共同作用下沉淀、富集,也导致了风化前缘稀土的超常富集. 相似文献
8.
开展热带岩溶地区红色风化壳元素地球化学演化规律研究,有助于丰富碳酸盐岩风化成土理论的认识。在越南北部选取典型的碳酸盐岩风化剖面,分析热带气候条件下碳酸盐岩上覆红色风化壳中主量元素的物质来源和演化特征。结果表明:无论Ti/Zr的元素比值分析,Hf-Zr、Nb-Ta及Sm-Nd的元素对协变分析,还是上地壳元素平均值(UCC)标准化分析,两个剖面的上覆风化壳均显示原地残积的特征,即两个剖面是碳酸盐岩的原位风化产物。碳酸盐岩风化成土过程中,CaO、MgO淋失明显,Al_2O_3和Fe_2O_3发生富集,显示两个剖面均经历较强的风化过程,但是白云岩和灰岩剖面有一定的分异特征。越南北部白云岩风化剖面从基岩到上部土层显示出稳定的Ti-Fe元素共富集特征,而灰岩剖面中Fe的增长速率明显超过Ti。白云岩上覆风化壳经历了强烈的风化作用,其脱硅作用弱于灰岩风化剖面,而富集铝的作用强于灰岩。迁移系数的演化规律说明两个剖面中长石成分(钾长石、钠长石等)或次生矿物(伊利石等)在风化成土过程中逐渐分解,同时Al、Fe、Si等稳定元素的在风化剖面中不断富集。 相似文献
9.
酸不溶物对碳酸盐岩风化壳发育程度的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
通过对贵州岩溶区（包括湘西）不同地层系统碳酸盐岩发育的红色风化壳、以及结合本区和处于同一气候带的邻区不同岩类红色风化壳的对比研究,结果表明：（1）碳酸盐岩红色风化壳的发育程度明显受基岩酸不溶物成分的控制,酸不溶物的风化成熟度越高,红色风化壳的发育程度一般也越强。由于不同地层系统碳酸盐岩的酸不溶物组成不同,在此基础上发育的红色风化壳的风化强度自然存在着差异;（2）风化壳相对于母岩的进一步风化潜力或空间,随着基岩酸不溶物风化成熟度的增大而降低,从而更容易达到风化平衡;（3）在碳酸盐岩风化壳突变的岩-土界面,伴随碳酸盐的充分淋失、酸不溶物的地球化学指标发生了突变。因此,碳酸盐的溶解不但未阻滞和延缓了硅酸盐组分的分解,而且促进其快速风化。（4）在达到高岭石化甚至弱红土化阶段的酸不溶物基础上,发育的风化壳比结晶岩类风化壳具有更高的风化起点,也就表现出更高的风化强度。因此,笼统地把碳酸盐岩风化壳看作是弱于玄武岩及花岗岩等结晶岩类风化壳发育程度的弱风化类型是不妥的。 相似文献
10.
在低纬度的热带、亚热带岩溶地区,水热条件充沛,广泛发育着厚度不一的红色风化壳。由于碳酸盐岩易溶蚀,酸不溶物含量低,同时宏观上风化壳和下伏基岩呈突变接触,风化壳中原岩的残余结构消失,在野外缺乏直接的地质证据支持两者之间存在着一定的演化关系,所以这些岩溶区红色风化壳的物质来源长期以来一直存在着争议。而物质来源的准确识别是进行这些风化壳机理研究的基础和关键。笔者在对贵州岩溶台地红色风化壳的研究过程中,尝试通过粒度分析,来探讨风化壳的物质来源和演化特征。在不同环境背景下,沉积物的粒度分布特征是不同的。 相似文献
11.
粒度分析在风化壳物源示踪方面是一种新的尝试,具有指示直接的特点。尤其当常规的地球化学、矿物学等方法难以直观反映母岩的不均一性对风化壳的影响时,粒度分布特征却可以建立两者的对应关系,从而更为合理地指示风化壳和下伏基岩的关系。黔北新蒲剖面的下伏基岩为局部夹碎屑岩薄层的连续型碳酸盐岩,本文通过对其酸不溶物及上覆红色风化壳粒度分布特征的研究,表明基岩的垂向不均一,导致上覆风化壳粒度分布特征的差异性,同时存在与下伏不同基岩酸不溶物粒度分布特征相对应的风化壳,指示了碳酸盐岩为其上覆风化壳的成土母岩。化学风化指标在剖面的变化也支持了粒度分析结果,即风化壳母岩的不均一性。从碎屑岩夹层和碳酸盐岩对风化壳提供物源的相对份额中指出碳酸盐岩的酸不溶物对上覆风化壳的优势贡献。从粒度参数角度进一步诠释了连续型碳酸盐岩风化残积成土的现实性,为正确理解中国西南岩溶区红色风化壳的成因提供了新的探索手段。综合资料显示,碳酸盐岩特别是连续型碳酸盐岩酸不溶物构成中国西南岩溶区上覆红色风化壳的主要物质来源也是可能的。 相似文献
12.
贵州东南部广泛分布规模不等的煌斑岩体,其风化壳中常发育多种关键金属元素(REE、Nb等)的显著富集.本文以镇远马坪、白坟、思南塘煌斑岩为主要研究对象,对煌斑岩风化壳中稀土、铌元素的富集特征和赋存状态进行研究.结果表明,马坪煌斑岩风化壳中w(∑REE)、w(Nb)总体较高,平均达1313.9×10-6和388.5×10-6,白坟岩体相比最低,其w(∑REE)平均745.5×10-6,w(Nb)平均152.3×10-6.思南塘岩体风化壳∑REE含量较高(w(∑REE)平均1245×10-6),但w(Nb)较低(平均160.5×10-6).元素赋存状态研究表明,不同岩体风化壳中发现较多稀土元素独立矿物独居石,另有部分稀土组分可能以离子吸附形式赋存于粘土矿物中;铌则更多地赋存在钛金云母,锐钛矿、金红石及粘土矿物中. 相似文献
13.
皖南地区花岗岩风化壳中稀土元素普遍富集，局部已成为矿床，其中，郎溪县姚村岩体风化壳富集程度较高。LA- ICP- MS锆石U- Pb定年表明，姚村花岗岩体的形成年龄为127.9±1.4 Ma，属于皖南地区燕山期晚期岩浆作用的产物。风化壳可细分为残坡积层（A）、强半风化层（C1）、过渡层（C2）、弱风化层（C3）和基岩（D）五层。稀土总量在纵向剖面上呈“波浪式”分布，各层稀土分布型式表现出对原岩的继承性。风化壳稀土配分型式与基岩一致， 富集LREE，轻重稀土分馏明显(La/Yb)N=15.6），但总含量明显更高。基岩∑REE为338×10-6，半风化层∑REE最高达642×10-6，富集约两倍。风化壳物质由风化残余主矿物（石英、钾长石、斜长石、黑云母）、黏土矿物（高岭石、埃洛石、伊利石、三水铝石等）和副矿物（锆石、磷灰石、榍石等）等组成。黏土矿物以伊利石含量最高，指示风化壳发育不成熟。REE与埃洛石含量明显正相关，与其他黏土矿物关系不明显。（含）稀土矿物（尤其是榍石）对风化壳中稀土元素的贡献量超过百分之五十，其次为斜长石，是风化壳中REE的重要来源。 相似文献
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皖南地区花岗岩风化壳中稀土元素普遍富集，局部已成为矿床，其中，郎溪县姚村岩体风化壳富集程度较高。LA- ICP- MS锆石U- Pb定年表明，姚村花岗岩体的形成年龄为127. 9±1. 4 Ma，属于皖南地区燕山期晚期岩浆作用的产物。风化壳可细分为残坡积层（A）、强半风化层（C1）、过渡层（C2）、弱半风化层（C3）和基岩（D） 5层。稀土总量在纵向剖面上呈“波浪式”分布，各层稀土分布型式表现出对原岩的继承性。风化壳稀土配分型式与基岩一致， 富集LREE，轻重稀土分馏明显\[(La/Yb)N=15. 6\]，但总含量明显更高。基岩∑REE为338×10-6，半风化层∑REE最高达642×10-6，富集约两倍。风化壳物质由风化残余主矿物（石英、钾长石、斜长石、黑云母）、黏土矿物（高岭石、埃洛石、伊利石、三水铝石等）和副矿物（锆石、磷灰石、榍石等）等组成。黏土矿物以伊利石含量最高，指示风化壳发育不成熟。REE与埃洛石含量明显正相关，与其他黏土矿物关系不明显。（含）稀土矿物（尤其是榍石）对风化壳中稀土元素的贡献量超过 50%，其次为斜长石，是风化壳中REE的重要来源。 相似文献
15.
贵州高原岩溶台地上广泛分布着相对均一(通常3～5ｍ)的红色风化壳,是中国南方红色风化壳的重要组成部分。但对岩溶台地红色风化壳的成因及其物源长期存在争议。作者最近在黔西、黔中、黔北和黔东等地选取了数十个岩溶台地垄岗之上红色风化壳剖面,运用矿物学、地球化学等方法,首次系统研究了它们的物质来源及成因,认为它们与下伏基岩有明显的继承性,是碳酸盐岩中酸不溶物原地风化残积的产物。碳酸盐岩红色风化壳往往没有明显的半风化过渡带,剖面主体由成分均一的全风化土层构成,仅在土层之下有数厘米到十多厘米厚的碳酸盐岩岩粉层出现,岩-土界面清晰、突变。但一些风化壳中偶尔可见原岩中的风化残余物,如花 相似文献
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文章划分了块状岩类、变质岩类、碎屑岩类、红色岩类、碳酸岩(石灰岩)类5类红色风化壳,宏观地叙述了各类红色风化壳的发育特征。介绍了各类风化壳的空间分布及其岩土性质,指出块状岩类风化壳、变质岩类风化壳、碎屑岩类风化壳一般分布于丘陵山体的斜坡上;红色岩类(红层)风化壳和碳酸盐岩类(石灰岩)的风化壳,一般埋藏于台地和平原的地面以下,以埋藏型风化壳为主。各类风化壳对城市建设环境的影响,并引发了边坡失稳、地面沉降、岩溶地面塌陷等灾害,分析了致灾因素。为城市规划建设、工程决策、灾害防治提供风化壳对城市建设环境影响的依据。 相似文献
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贵州威宁窑上组沉积物物源特征及沉积控制因素分析 总被引：2，自引：2，他引：0
根据威宁草海第四纪窑上组沉积物主量元素和REE特征,探讨沉积物物源特征、气候演变情况、沉积物堆积控制因素。结果表明:Al、Mg、Ca、K、Na和Ti的含量变化在剖面上一致,它们的相关系数很高(0.522~0.985)。Fe含量和Mn含量呈正相关形式,与Al、Mg、Ca、K、Na和Ti呈负相关。Fe2O3含量在土黄色粘土的铁质层很高(42.86%~50.57%)。样品中REE球粒陨石标准化配分模式与贵州土壤、贵州碳酸盐岩风化壳配分模式很相似,与峨眉山玄武岩配分模式不一致,但其含量略低于贵州碳酸盐岩风化壳的含量;沉积物主要来源于碳酸盐岩,且碳酸盐岩强烈风化成土作用使REE超常富集,在剖面上呈现高ΣREE(平均219.38μg/g)。通过Mg/Ca、MgO/Al2O3、(CaO+K2O+Na2O)/Al2O3、(Fe2O3+Al2O3)/(MgO+CaO)、(K+Na+Ca+Mg)/(Fe+Mn)、(Al+Fe+Mn)/(K+Ca+Mg)和(MgO+Na2O+CaO)/Al2O3等气候指标研究,表明在草海窑上期为湖泊沉积时期,气候经历了由温暖湿润向冷干的转变。同时,认为物源性质、构造运动、气候等共同控制该区沉积物形成。 相似文献
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江西龙南地区花岗岩风化壳中稀土元素的地球化学研究 总被引：12，自引：1，他引：12
温湿的气候条件和低缓的丘陵地貌为江西龙南地区花岗岩风化壳的发育提供了有利条件。REE在全风化层呈吸附状态在粘土中大量富集,浸取率达48～86％。原岩中富含易风化的稀土矿物(如氟碳钙钇矿等)为这一过程奠定了物质基础。浸取实验和氢、氧稳定同位素资料表明:风化作用的渐进发育所伴随的雨水自上而下的渗透和pH值增高的梯度,对REE的迁移和富集起了重要的控制作用。尽管不同REE之间存在着迁移能力的差异,但分馏作用不足以改变风化壳REE分布型式对原岩的继承性。 相似文献
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冀北地区蓟县系铁岭组顶部普遍发育一套古风化壳,该层位轻稀土元素和Rb均出现显著的富集现象。为了进一步探讨风化过程中元素的迁移规律以及古环境特征,文章对该套古风化壳开展了详细的地球化学研究。结果表明,古风化壳中轻稀土元素、Rb和Ti等含量自下而上表现为“先升高,后降低”的分布规律,且随着风化层中黏土物质的增加而升高,在中上部黏土岩中达到富集的峰值,推测与黏土矿物的吸附作用相关;古风化壳δCe正异常、δEu明显的负异常等特征指示轻稀土元素主要富集于中上部的氧化环境,且氧化作用越强越富集;化学蚀变指数CIA介于53.54~79.50,风化淋滤指数BA变化范围为0.39~1.08,共同指示了风化壳形成于温暖湿润的气候环境。综合稀土元素、微量元素和La/Yb-∑REE图解显示,风化壳稀土元素和微量元素主要来源于下伏铁岭组碳酸盐岩以及火山岩浆活动。 相似文献
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碳酸盐岩酸不溶物作为贵州岩溶区红色风化壳主要物质来源的证据 总被引：26，自引：4，他引：26
贵州岩溶区红色风化壳是中国南方红色负化壳的重要组成部分，本文根据部分红色风化壳剖面野外特征、矿物学、地球化学及土壤物理学等的研究结果，对其物源及成因进行了探讨。各剖面，尤其邻近剖面显著的矿物学、地球化学差异排除了远程风成沉积物、火山灰、上覆或者高处碎屑岩层作为统一且重要物源的可能。极低的石英含量表明贵州常见的长石石英砂岩不是其主要物源，具有中稀土（MREE）富集的特征也排除了粘土岩、页岩作为主要物源的可能。风化壳剖面间的差异性均可从基岩酸不溶物的差异性得到很好解释，表明它们是下伏碳酸盐岩风化、酸不溶物（准）原地堆积的结果。部分剖面甚至显示了典型风化壳剖面的一些特征，具有正常风化序列的剖面结构特征。 相似文献