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湘西地区陡山沱组黑色岩石因其特殊的矿物成份和地理位置，其风化作用具显著特征，即化学风化和物理风化作用相伴、相互促进。化学风化产生的矿物质一部分流失，一部分迅速结晶，形成物理风化作用，均造成岩石不断破碎，裂隙加深，因而又促使各种风化作用更加深入到岩石之中。这种风化所造成的岩石物理力学性质变化，将对岩土体的工程稳定性造成很大的影响。因而研究岩石风化后的这种变化有着十分重要的意义。本文对湘西地区陡山沱组黑色岩石不同风化特征进行了深入研究，结合其物理力学试验以及大量的点荷载强度试验结果，分析研究了岩石风化过程中物理力学性质的变化特征，提出了在该类岩石地区进行工程建设时应采取的措施。 相似文献
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峡东地区埃迪卡拉系黑色页岩的微量元素和Fe同位素特征及其古环境意义 总被引：2，自引：0，他引：2
通过分析宜昌峡东地区九龙湾剖面埃迪卡拉系陡山沱组黑色页岩的微量元素和Fe同位素组成,对埃迪卡拉纪海洋的氧化还原状态进行了制约。黑色页岩氧化还原敏感元素的富集系数以及U/Th、V/(V+Ni)、V/Cr值等在陡山沱期存在着明显的演化趋势。这些趋势显示陡山沱组二段下部水体处于氧化的状态,陡山沱组二段上部水体处于还原状态,陡山沱组四段黑色页岩发育在氧化环境中。同时,陡山沱组二段下部黑色页岩富集重的Fe同位素,表明黑色页岩来自于海水的铁主要是以Fe3+的氧化物或氢氧化物形式沉淀的,进一步说明这个时期的水体处于氧化状态。综合黑色页岩微量元素和Fe同位素信息,显示在埃迪卡拉纪陡山沱早期海水经历了先氧化后还原的过程,陡山沱晚期海水变得氧化了。这种特征与埃迪卡拉纪陡山沱期生物群的出现和演化相对应,说明海洋的氧化为埃迪卡拉纪生物的出现和演化提供了前提条件。 相似文献
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华南峡东地区（黄陵隆起南缘）的陡山沱组是国际上埃迪卡拉纪地层和生物与环境事件的研究热点之一,但近在咫尺的黄陵北缘陡山沱组地层研究相对较少,已有的研究不足以反映黄陵北缘陡山沱组地层的特征,甚至与黄陵南缘地区未能建立起明确的对比关系.选取了黄陵北缘樟村坪及其周边地区的4个完整的陡山沱组剖面进行研究,以完整连续的钻孔剖面为依据,配合露头剖面的宏观沉积现象,对埃迪卡拉系陡山沱组进行详细的划分和对比.将樟村坪地区陡山沱组岩石地层划分出4个岩性段,并在层序地层学上划分出两个半三级层序,层序界面分别位于陡山沱组底界、陡山沱组第二段第二亚段顶界和陡山沱组第三段与第四段分界处.通过与黄陵隆起南缘陡山沱组各段岩性比较分析,建立了南、北缘地层对比联系,从而为黄陵北缘磷矿区的地层学研究奠定了基础. 相似文献
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在峡东陡山沱组黑色燧石中前人报道了多种多样的具刺疑源类化石，笔者最近重新研究了陡山沱组岩石切片中的具刺疑源类，发现微化石三维地保存了几乎没蚀变的条件下，这个生物群落包括Filis phaeridi-um,Baltisphaeridium,Comasphaeridium和Tianzhushania等分子，它们中的Tianzhushania在外表及形态上可与产自挪威斯瓦尔巴德群岛晚里菲岩层中的Trachyhstrichosphaera aimika比较，Trachyhystrichosphaera aimika是晚前寒武纪最特殊和分布最广的一个分子，目前已知至少产自世界上15个地区的晚里菲岩层中，对于新古元代前文德地层似乎是一个出色的指示化石，产自陡山沱组的Tianzhushania似乎支持Butterfield的观点，即：陡山沱组硅化碳酸盐沉积的年代早于伊迪卡拉后生物多样化的时期，但是，由于化石只发展于少数岩石薄片中，因此，这些化石或许只代表峡东陡山沱组局部的生态环境。文中还讨论了陡山沱组的沉积环境及化石的保存。 相似文献
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沉积型碳酸锰矿床多被认为沉积于水体较深、局限且较还原的沉积环境,特别是黑色页岩型碳酸锰矿床。在扬子北缘城口地区,埃迪卡拉系陡山沱组顶部黑色页岩中也发育碳酸锰沉积,黑色页岩及锰矿石Ce元素异常被认为是指示沉积环境的关键证据,但缺乏系统的沉积学证据,其沉积环境还存在争议。本次研究通过野外剖面、钻井岩心观察和室内薄片观察,详细描述了城口地区陡山沱组碳酸锰岩石的沉积结构、构造特征,对其展开了详细的沉积学研究,确定了其沉积环境并建立了沉积模式。研究表明,城口锰矿是典型的微生物岩沉积,菱锰矿以层状构造为主,内部发育叠层石、核形石、树形石以及凝块石。其中,核形石菱锰矿常黏结生长,菱锰矿微观特征记录了凝块状、球粒状、丝状、管状、纤维状以及放射状等微生物岩微结构。关键钻孔岩心沉积记录显示,研究区陡山沱组菱锰矿与胶磷矿交互沉积,菱锰矿中发育各种微生物岩旋回沉积,少见正粒序层理,内部偶有记录代表水动力变强的内碎屑层,而胶磷矿以强水动力内碎屑沉积为特征,常发育于菱锰矿上部,显示含锰岩系—含磷岩系旋回沉积特征,揭示陡山沱组末期城口地区沉积水体逐渐变浅的特征。结合区域陡山沱组地层沉积特征,认为扬子北缘城口地区陡山沱组1段为缺失盖帽的无障壁海岸沉积,陡山沱组2段是具有混积特征的碳酸盐岩缓坡沉积,微生物岩型菱锰矿主要发育于浅缓坡下部障积丘礁沉积环境。值得注意的是,研究区陡山沱组末期障积丘礁的发育是加速该区域沉积体系由缓坡向台地演化的重要盆地演化动力学因素。 相似文献
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黑色页岩是富含有机质和硫化矿物的特殊沉积岩,但人们对其风化过程的元素活动性及矿物风化机制关注较少.为探讨不同地形位置的黑色页岩化学风化过程,采集了渝东北城口某山脊 (A)、近山顶 (B) 和沟谷 (C) 的下寒武统水井沱组黑色页岩风化剖面岩样,利用XRD、XRF和化学分析手段对采集样品的矿物成分、主量元素进行测定分析.元素和矿物的质量迁移系数 (τ) 和质量迁移通量 (Mj, flux) 的计算结果表明,黑色页岩风化过程中Ca、Mg和Na元素具有明显的贫化现象,近地表处存在Al元素的富集现象;矿物成分方面,黄铁矿和有机质氧化后形成的酸性水环境,造成方解石、白云石、斜长石等不稳定矿物溶解,并生成含水石膏、铁质氧化物、黏土矿物等次生矿物.不同赋存位置的黑色页岩风化程度有所差异,Na/K-CIA、K/Ca*-Al/Na、A-CN-K和A-CNK-FM图解显示:A剖面处于脱Ca过程的初级风化阶段,B剖面处于脱Ca、Na初期的初等-中等风化阶段,C剖面已发生脱Ca、Na过程,并伴随脱Si作用的中等-强烈风化阶段,结合不同风化指数 (如:CIA、CIW、PIA、MWPI等),得出各剖面的化学风化强弱程度依次为C＞B＞A. 相似文献
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《华南地质与矿产》2016,(2)
基于鄂西宜昌黄陵隆起周缘不同古地理部位埃迪卡拉系陡山沱组剖面的野外调查,岩石矿物和碳同位素样品的成分分析,页岩地球化学分析和物性实验结果,系统研究宜昌地区埃迪卡拉系陡山沱组二段页岩地层格架与分布、形成环境、地球化学和页岩气储集层特征。结果表明峡东宜昌地区在埃迪卡拉系陡山沱组二段下部页岩沉积于氧化环境,而中上部黑色页岩沉积形成于还原环境,碳酸盐是甲烷泄漏的结果。陡山沱组二段暗色泥页岩地层厚度超过50m,有机碳含量(TOC)普遍大于1%,局部地区超过2%,有机质类型以I型和Ⅱ1型为主,成熟度(Ro)变化于1.58%~2.38%之间,平均1.98%;矿物成分主要为碎屑矿物。与美国和中国页岩气主产区的页岩指标相比较,宜昌地区陡山沱组二段泥页岩具有形成页岩气良好地质条件。 相似文献
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微观上,岩石由晶粒和晶粒之间的联接组成。在岩石的风化过程中,晶粒之间的联接会被削弱,导致岩石微观缺陷的发展,从而表现为显著的时效效应。在已有胶结模型的基础上,将岩石的化学风化过程等效为颗粒之间胶结物质不断溶蚀进而影响颗粒之间胶结强度和刚度的过程,基于此建立了考虑化学风化的微观接触模型。随后将模型植入离散元软件,运用离散元方法（DEM）,模拟和对比分析了室内腐蚀试验与DEM模拟化学风化试验,结果表明：该模型可以反映岩石强度的化学风化时效效应,即随着反应时间增加,强度减小;可以反映单轴压缩试验中裂隙压密阶段以后变形的时效效应,即随着反应时间的增加,弹性模量、破坏时应变减小;粒间胶结的破坏,即微观缺陷的发育,是导致岩石化学风化时效效应的微观原因。同时DEM模拟风化与加载耦合的试验现象表明,施工过程中的施工速度会影响岩石的强度,施工应该选择合适的速率。 相似文献
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微生物对碳酸盐岩的风化作用 总被引：7，自引：0，他引：7
微生物-矿物相互作用可以促进许多表生生物地球化学反应过程,是表生地球化学研究的重要内容。通过综合岩石表面的微生物类群及其地质作用,分析碳酸盐岩微生物风化的各种现象,特别是微观尺度上的各种形态,阐述碳酸盐岩的微生物风化机制与风化产物,笔者提出微生物对碳酸盐岩风化的4种途径:(1)通过微生物在岩石表面和缝隙中生长,导致岩石表层发生生物溶蚀、生物磨蚀和生物钻孔作用,加速岩石风化进程;(2)微生物群体形成的钻孔网络可以增强岩石化学溶蚀的有效表面积并导致其表面强度减弱而促进机械侵蚀作用,微生物对周围岩石颗粒胶结结构的破坏、疏松作用也会导致岩石矿物颗粒的分解;(3)微生物的持水作用,微生物分泌的有机酸以及微生物呼吸所释放的CO2对岩表水分的酸化过程亦加速岩石矿物的分解;(4)微生物生长过程中从岩石内摄取营养元素和产生复杂的有机配体,能促进矿物元素的释放。文中提出在开展微生物对碳酸盐岩风化过程和机理研究的基础上,有必要引入微生物生物技术来综合开发本地低品位含钾磷矿产资源,加速岩溶地区山地土壤的形成与演化。 相似文献
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Carbon sink produced during rock weathering is critical to global carbon cycles. In this work, we analyzed the major ion chemistry of the Chishuihe River Basin, and the major ion composition of the Chishuihe River system and the principal component analysis was applied for estimating the weathering rate and atmospheric CO2 consumption via the rock chemical weathering. The results demonstrated that the chemical composition of the river was dominated by Ca2+, Mg2+, HC and S. The average concentration(317.88 mg/L) of the total dissolved solids within the Chishuihe River was higher than the average value (65 mg/L) of world rivers. The Gibbs graph combining major ion element ratio analysis indicated that the catchment major ion composition mainly originated from rock weathering, primarily from carbonate weathering, sparsely from silicate weathering. Carbonate and silicate weathering contributed 70.77% and 5.03% separately to the dissolved loads. The anthropogenic and precipitation impact was limited. According to calculation based on principal component and the ion composition characteristics, the chemical weathering rate was 126.716 t/(km2·a), significantly higher than that of the Yellow River and Yangtze River, and also higher than the average rate of the global major rivers. The CO2 consumption flux based on annual average runoff was 10.96×109 mol/a, and the CO2 consumption rate by chemical weathering was 5.79×105 mol/(km2·a). 相似文献
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Cosmogenic nuclide methods for measuring long-term rates of physical erosion and chemical weathering
James W. Kirchner Clifford S. Riebe Kenneth L. Ferrier Robert C. Finkel 《Journal of Geochemical Exploration》2006,88(1-3):296
Understanding the evolution of geochemical and geomorphic systems requires measurements of long-term rates of physical erosion and chemical weathering. Erosion and weathering rates have traditionally been estimated from measurements of sediment and solute fluxes in streams. However, modern sediment and solute fluxes are often decoupled from long-term rates of erosion and weathering, due to storage or re-mobilization of sediment and solutes upstream from the sampling point. Recently, cosmogenic nuclides such as 10Be and 26Al have become important new tools for measuring long-term rates of physical erosion and chemical weathering. Cosmogenic nuclides can be used to infer the total denudation flux (the sum of the rates of physical erosion and chemical weathering) in actively eroding terrain. Here we review recent work showing how this total denudation flux can be partitioned into its physical and chemical components, using the enrichment of insoluble tracers (such as Zr) in regolith relative to parent rock. By combining cosmogenic nuclide measurements with the bulk elemental composition of rock and soil, geochemists can measure rates of physical erosion and chemical weathering over 1000- to 10,000-year time scales. 相似文献
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Sandstone weathering processes damaging prehistoric rock paintings at the Albarracin Cultural Park, NE Spain 总被引：1，自引：0，他引：1
The rock paintings in cliff-foot caves of the Albarracin Cultural Park are known as some of the most important evidences of the Levantine prehistoric art of Spain (8000–3000 BP). The paintings are on sandstone (Buntsandstein facies) of Triasic age, which may develop intense weathering. The analysis of the variables controlling the weathering indicate that salt and wetting-drying weathering are responsible for granular disintegration and flaking, which lead to rock painting deterioration. 相似文献
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Statistical empirical index of chemical weathering in igneous rocks: A new tool for evaluating the degree of weathering 总被引：6，自引：0，他引：6
Chemical weathering indices are useful tools in characterizing weathering profiles and determining the extent of weathering. However, the predictive performance of the conventional indices is critically dependent on the composition of the unweathered parent rock. To overcome this limitation, the present paper introduces an alternative statistical empirical index of chemical weathering that is extracted by the principal component analysis (PCA) of a large dataset derived from unweathered igneous rocks and their weathering profiles. The PCA analysis yields two principal components (PC1 and PC2), which capture 39.23% and 35.17% of total variability, respectively. The extent of weathering is reflected by variation along PC1, primarily due to the loss of Na2O and CaO during weathering. In contrast, PC2 is the direction along which the projections of unweathered felsic, intermediate and mafic igneous rocks appear to be best discriminated; therefore, PC1 and PC2 represent independent latent variables that correspond to the extent of weathering and the chemistry of the unweathered parent rock. Subsequently, PC1 and PC2 were then mapped onto a ternary diagram (MFW diagram). The M and F vertices characterize mafic and felsic rock source, respectively, while the W vertex identifies the degree of weathering of these sources, independent of the chemistry of the unweathered parent rock.
The W index has a number of significant properties that are not found in conventional weathering indices. First, the W index is sensitive to chemical changes that occur during weathering because it is based on eight major oxides, whereas most conventional indices are defined by between two and four oxides. Second, the W index provides robust results even for highly weathered sesquioxide-rich samples. Third, the W index is applicable to a wide range of felsic, intermediate and mafic igneous rock types. Finally, the MFW diagram is expected to facilitate provenance analysis of sedimentary rocks by identifying their weathering trends and thereby enabling a backward estimate of the composition of the unweathered source rock. 相似文献
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流域盆地的风化作用与全球气候变化 总被引：16，自引：1，他引：16
介绍了岩石风化作用与流域盆地的物质输送对于研究全球海-陆物质循环和全球气候变化的重要意义。讨论了运用河流的颗粒相和溶解相载荷分别去估算机械剥蚀率和化学风化率的科学性及各种计算方法。从全球的观点对岩性、径流、地势、气候、植被以及人为活动 6个因素对于岩石风化作用及河流颗粒相和溶解相物质输送的影响进行了详细的讨论，得到岩性是决定机械剥蚀率和化学风化率的主导因素，径流和地势是影响河流颗粒物输送的重要因素，而径流和气候则对河流溶解离子的输送影响较大，此外植被和人为活动对河流化学及颗粒物输送的影响也越来越受到人们的关注。探讨了岩石化学风化作用消耗的CO2量及其对全球气候变化的影响，在此基础上，归纳了岩石化学风化作用与气候变化的模式。 相似文献
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岩体化学风化的非连续性及其科学意义 总被引：5，自引：0，他引：5
岩体化学风化在空间上具有高度的非连续性,这种非连续性广泛存在于从宏观、细观到微观的所有尺度。宏观结构面是化学风化最主要的发生场所;风化岩体内,新鲜岩块被沿结构面内法线方向发育的腐蚀带包围,呈斑点状分散于腐岩中。微缝等细观损伤普遍存在于各类岩石中;化学风化从岩块内不同空间位置的水力有效空隙向三维空间扩展,决定了细观尺度上化学风化的非连续性。矿物溶解是在晶体中具有过剩表面能的缺陷位置优先发生的,因而具有显著的微观非连续性。由于非连续特性,化学风化可增大水岩界面,提升矿物溶解反应的规模及速率。通过对既有损伤的扩展及在损伤空间堆积残余物,化学风化具有分离—裂化岩体、岩块及造岩矿物的重要作用,这种作用可使以新鲜岩石为主的岩体大规模脱离母岩,而堆积于坡脚的岩石块体在化学风化的继续作用下,可裂解为更小的岩屑或矿物碎屑,为向水体搬运创造条件,从而极大地促进斜坡夷平及地貌重塑进程。 相似文献