碳酸盐岩风化过程中高场强元素的地球化学行为研究——来自碳酸盐岩淋溶实验的证据   总被引：1，自引：0，他引：1  

冯志刚  刘炫志  韩世礼  马强 《中国岩溶》2018,37(3):315-329

选择黔中地区的一条白云岩原位风化剖面（平坝剖面）作为研究对象,通过对岩-土界面之下的岩粉层（砂状碳酸盐岩）动态淋溶过程中高场强元素（HFSE）地球化学行为的研究,并结合其在风化壳剖面的分布特征,获得了以下主要认识:（1）碳酸盐岩风化过程中,HFSE间存在明显的分馏,而且元素分馏主要出现在岩-土界面作用过程中,即碳酸盐岩溶蚀形成残积土阶段;元素的地球化学惰性由强到弱的顺序依次为Zr>Hf>Nb>Sc>Th>Ta>Ti>Y,其中,Zr是最稳定的元素,Hf仅次于Zr,Nb和Sc也相对较为惰性,而Th、Ta、Ti、Y呈现出明显的活性;（2）对于碳酸盐岩风化剖面的质量平衡计算,Zr是理想的参比元素（即惰性元素）;（3）由基岩酸不溶物至风化壳剖面,元素对Nb-Ta、Zr-Hf显示出较好的协变性,没有明显分馏,因此,在利用这类元素对岩溶区风化壳的物源进行示踪时,碳酸盐岩作为潜在母岩,宜采用其酸不溶物作为参比对象;（4）碳酸盐岩风化过程中,虽然Sc也是一个较为稳定的HFSE,但在风化母岩中分布不均匀,不宜用于岩溶区风化壳的物源示踪。   相似文献   

丹霞山世界地质公园蜂窝状洞穴特征及成因分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈留勤  李馨敏  郭福生  李鹏程  李余亮  刘鑫 《地质论评》2018,64(4):895-904

蜂窝状洞穴以其精致的形貌和众说纷纭的成因吸引着科研人员和普通大众的兴趣。丹霞山世界地质公园蜂窝状洞穴主要产于晚白垩世丹霞组二段(锦石岩段)风成砂岩的崖壁上。本文以园区长老峰锦石岩寺和睡美人禄意堂两处蜂窝状洞穴为研究对象,通过野外实地调查,了解洞穴生长环境,定量统计分析其形态特征,并采集砂岩样品进行显微镜下观察,探讨洞穴形成与盐风化作用的关系。研究表明:蜂窝状洞穴所在的岩性主要为中—细粒长石岩屑砂岩,发育大型高角度交错层理,渗透性较好;洞穴开口均向下朝向锦江,有利于来自锦江河流的湿润水汽较长时间地保持在小洞内部;洞穴开口基本服从泰森多边形分布。因此,碎屑颗粒相对比较均匀的风成砂岩为丹霞山蜂窝状洞穴的发育提供了重要的岩石基础,锦江河流为盐风化提供了必要的湿润水汽和盐分。在初始发育阶段,从岩壁上最适合盐风化作用的若干个点开始形成细小的坑洼,逐步向同层位扩张。单个小洞穴由于盐风化作用,洞穴内部风化速率大于洞穴开口边缘,导致蜂窝状洞穴内部空间扩大较快。然后,蜂窝状洞穴的发育突破纹层的限制,逐步加大、变深而呈泰森多边形规则分布。最终,随着洞穴加深,在重力、风力的影响下,蜂窝状洞穴隔壁减薄失稳,洞穴消亡。  相似文献   

安徽马鞍山市当涂地区地下水水化学特征及演化机制          下载免费PDF全文

李状  苏晶文  董长春  叶永红  杨洋 《中国地质》2022,49(5):1509-1526

【研究目的】 了解长江中下游平原地区地下水流系统并深入分析其地下水水化学特征及其演化机制。【研究方法】 综合马鞍山市当涂地区的水文地质条件、水动力场等,基于研究区水化学基本特征,运用多元统计分析、水化学图件、离子比值和反向水文地球化学模拟等方法对该地区浅层地下水水化学演化进行分析。【研究结果】 结果表明：（1）研究区地下水主要为低矿化度偏碱性水,地下水组分中阳离子以Ca²⁺和Mg²⁺为主,阴离子以HCO₃^-和SO₄^2-为主。（2）研究区地下水水化学类型主要可分为7类,其中松散岩类孔隙含水岩组和碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组的水化学类型主要为HCO₃^-Ca型、HCO₃^-Ca·Na型、HCO₃·Cl-Ca·Na型以及HCO₃^-Ca·Mg型;基岩类裂隙含水岩组的化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型和SO₄·HCO₃^-Ca·Mg型。（3）研究区浅层地下水水样超标率为46%,总体水质较差,超标率较高的组分依次为Mn、高锰酸盐指数（COD_Mn）、硝酸盐（以N计）、Fe、As、氨氮（以N计）等。（4）研究区地下水的化学组分主要受到岩石风化作用的控制;此外,还存在Na-Ca的正向阳离子交替吸附作用。反向水文地球化学模拟结果进一步定量论证了水岩相互作用对本区浅层地下水组分的形成和演化起着主导作用。【结论】 研究区地下水主要为低矿化度偏碱性,主要可分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水和基岩类裂隙水。主要离子比例和反向水文地球化学模拟揭示了本区浅层地下水化学组分主要是地下水溶滤方解石、白云石等碳酸盐矿物、石英、长石等硅酸盐矿物,高岭土等黏土矿物以及岩盐、石膏等达到过饱和之后形成的。  相似文献   

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987112000266     

Yan Tang  Longkang Sang  Yanming Yuan  Yunpeng Zhang  Yunlong Yang 《地学前缘(英文版)》2012,3(5):647-660

Major,trace and rare earth element(REE) concentrations of Late Triassic sediments(finegrained sandstones and mudstones) from Hongcan Well 1 in the NE part of the Songpan-Ganzi Basin, western China,are used to reveal weathering,provenance and tectonic setting of inferred source areas. The Chemical Index of Alteration(CIA) reflects a low to moderate degree of chemical weathering in a cool and somewhat dry climate,and an A-CN-K plot suggests an older upper continental crust provenance dominated by felsic to intermediate igneous rocks of average tonalite composition.Based on the various geochemical tectonic setting discrimination diagrams,the Late Triassic sediments are inferred to have been deposited in a back-arc basin situated between an active continental margin(the Kunlun-Qinling Fold Belt) and a continental island arc(the Yidun Island Arc).The Triassic sediments in the study area underwent a rapid erosion and burial in a proximal slope-basin environment by the petrographic data. while the published flow directions of Triassic lurbidites in the Aba-Zoige region was not supported Yidun volcanic arc source.Therefore,we suggest that the Kunlun-Qinling tcrrane is most likely to have supplied source materials to the northeast part of the Songpan-Ganzi Basin during the Late Triassic.  相似文献   

可可西里苟仁错湖泊沉积物元素地球化学特征及其环境意义   总被引：18，自引：4，他引：14  

吴艳宏  李世杰  夏威岚 《地球科学与环境学报》2004,26(3):64-68

湖泊沉积物元素地球化学特征及其比值，有效地揭示了湖泊沉积物物源区的化学风化程度．已成为反映古气候波动的有效指标。根据可可西里苟仁错湖泊沉积物的元素地球化学特征，通过CIA，ICV等元素比值的结果，揭示该地区1400AD以来化学风化作用十分微弱，因此湖泊沉积物元素组成，对气候变化非常敏感。研究表明1400AD以来该地区气候经历多次冷暖波动，且呈干旱化的趋势，1420AD左右进入小冰期，其中1480～1520AD最为寒冷，1900AD后干旱化加剧。  相似文献   

Concentration–discharge relationships reflect chemostatic characteristics of US catchments     

Sarah E. Godsey  James W. Kirchner  David W. Clow 《水文研究》2009,23(13):1844-1864

Concentration–discharge relationships have been widely used as clues to the hydrochemical processes that control runoff chemistry. Here we examine concentration–discharge relationships for solutes produced primarily by mineral weathering in 59 geochemically diverse US catchments. We show that these catchments exhibit nearly chemostatic behaviour; their stream concentrations of weathering products such as Ca, Mg, Na, and Si typically vary by factors of only 3 to 20 while discharge varies by several orders of magnitude. Similar patterns are observed at the inter‐annual time scale. This behaviour implies that solute concentrations in stream water are not determined by simple dilution of a fixed solute flux by a variable flux of water, and that rates of solute production and/or mobilization must be nearly proportional to water fluxes, both on storm and inter‐annual timescales. We compared these catchments' concentration–discharge relationships to the predictions of several simple hydrological and geochemical models. Most of these models can be forced to approximately fit the observed concentration–discharge relationships, but often only by assuming unrealistic or internally inconsistent parameter values. We propose a new model that also fits the data and may be more robust. We suggest possible tests of the new model for future studies. The relative stability of concentration under widely varying discharge may help make aquatic environments habitable. It also implies that fluxes of weathering solutes in streams, and thus fluxes of alkalinity to the oceans, are determined primarily by water fluxes. Thus, hydrology may be a major driver of the ocean‐alkalinity feedback regulating climate change. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

Changes in the Chemical Components of Light Crude Off During Simulated Short Term Weathering     

MA Qimin LUO Xia YU Zhigang 《中国海洋大学学报(英文版)》2007,6(3):231-236

To unambiguously identify spilled oils and to link them to the known sources are extremely important in settling questions of environmental impact and legal liability. The fate and behavior of spilled oils in the environment depend on a number of physicochemical and biological factors. This paper presents the results regarding changes in chemical composition of light crude oil during simulated short-term weathering based on natural environmental conditions. The results show that the saturated hydrocarbons of the light crude oil mainly distribute between n-C8 and n-C23 and the most abundant n-alkanes are found in the n-C10 to n-C16. The main chemical components of the light crude oil are n-alkanes and isoprenoids. The aromatic compounds are subordinate chemical components. Under the conditions of the weathering simulation experiment,n-alkanes less than n-C12,toluene and 1,3-dimethyl benzene are lost after 1 d weathering,the n-C13,n-C14,naphthalene and 2-methyl-naphthalene are lost on the fifth day of weathering,and n-C15 alkane components show certain weatherproof capability. The ratios n-C17/pristane and n-C18/phytane are unaltered and can be used to identify the source of the light crude oil during the first 8 d of weathering. After 21 d,the ratio pristine/phytane can not provide much information on the source of the spilled light crude oil. Triterpanes（m/z 191） as biomarker compounds of light crude oil are more valuable.  相似文献   

全新世岱海流域化学风化及其对气候事件的响应   总被引：12，自引：0，他引：12  

金章东  王苏民  沈吉  宋俊峰 《地球化学》2004,33(1):29-36

通过对岱海 12.08 m沉积岩芯 210Pb和 AMS- 14C精确定年及地球化学、物理指标的综合分析,重建了包括 8.2 ka冷期、中世纪暖期 (MWP)和小冰期 (LIA)等典型气候事件在内的全新世以来所经历的化学风化及其环境演化过程.全新世早-中期 (9.0～ 3.5 ka),岱海流域处于温暖湿润气候环境,主要环境特征表现为流域化学风化显著增强、生物生产力逐步提高、湖泊水位大幅度抬升.在 7.90～ 8.25 ka期间存在一次冷气候事件,其发生时间与来自湖沼、海洋、生物组合和极地冰芯等在内的全球环境记录基本一致,具体表现为流域化学风化减弱、湖泊生产力降低以及湖泊水位下降. 2.5 ka以来,岱海沉积物中环境指标的显著变化,表明进入气候波动更频繁的新冰期.岱海沉积物中的指标变化也展示了本世纪以来的气候增暖过程,但其化学风化强度还没有达到 MWP的程度.  相似文献   

岩溶夷平面演化与青藏高原隆升   总被引：10，自引：5，他引：5  

李德文  崔之久 《第四纪研究》2004,24(1):58-66

文章以作者在青藏高原南部及东邻地区获得的资料为基础,就青藏高原地区夷平面的识别、整体坡降、时代以及夷平面对构造隆升的响应等问题进行讨论。区域对比与成因分析显示青藏高原石林等形态形成于土下环境,属覆盖型岩溶,而与其共存的红色风化壳(石灰土)具有脱硅富铝作用弱而粘化作用强的特征,与湿热气候条件下的夷平面环境是一致的。根据野外观察资料和岩溶作用对水动力条件的敏感性,岩溶区厚层连续的风化壳只能发育在接近地貌侵蚀基准的夷平面上。因此,厚层连续的风化壳及其壳下的覆盖型岩溶均可指示地貌发育的晚期阶段和夷平面的存在,这为利用覆盖型岩溶及共存的风化壳识别夷平面提供了理论依据。根据青藏高原东邻地区岩溶地貌发育的演化特征,作者认为在同等条件下,岩溶夷平可以在更短的时间里达到更低的夷平高度(相对常态夷平),初步估计岩溶夷平面整体坡降小于0.5‰。构造隆升使青藏高原进入不利于岩溶作用的寒冻圈,岩溶夷平面经刻蚀作用演变为刻蚀平原,而云贵高原刻蚀作用较弱,但受到“土壤丢失”等岩溶过程的破坏。这种差别主要是构造隆升幅度的不同造成的。为了解决夷平面的年代问题,作者对滇西表生锰氧化物40Ar39Ar测年适宜性作了研究,结果显示鹤庆等地表生锰矿具有较  相似文献   

短期风化对混合溢油组成的影响     

贺世杰  王传远  韩彬  于洪军  周涛 《海洋科学》2014,38(12):69-77

对两种原油进行混合配比实验,将混合后油样置于人工气候箱进行风化模拟实验,采用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)检测风化样品中的生物标志化合物,短期风化作用对混合溢油的油指纹、生物标志化合物诊断指标等的影响。结果表明,混合溢油的正构烷烃总质量变化与单一原油油品的变化规律相近,即前期风化较快,质量减损较多,而后期风化趋缓,不同混合比例的溢油表现差异不明显。常用于短期风化的诊断比值对各混合油样的风化具有指示意义,但难以定性鉴别油品是否发生混合。重复性限法检验只能判定短期风化过程前后的油样为同一油源,而难以反映油样是否为混合油源的特征,各诊断比值的RSD%值较大可能是混合溢油的一个表现。  相似文献