CAJ | 학술논문

以峡东地区南华纪、震旦纪和寒武纪标准地层泥岩、冰碛泥岩、砂岩、灰岩和白云质灰岩及对应的风化土壤为研究对象,分析了地层风化成土过程中不同元素的迁移行为,根据剖面样品的Sr-Nd同位素组成变化,探讨了其同位素体系的封闭性特征与应用意义.结果表明:(1)不同岩性基岩在成土过程中的蚀变强度有明显的差异,在相似地表条件下,碳酸岩风化剖面的风化程度高于泥质岩和砂岩;(2)通过对比稳定高场强Ti元素在基岩和风化剖面中的含量变化,计算出土壤样品在风化过程中体积相对基岩发生的改变量,进而计算出不同岩性基岩在风化过程中微量元素的绝对含量变化以探讨这些元素的活动规律.结果表明,灰岩和白云质灰岩的风化剖面元素含量变化明显,而在泥质岩风化过程中大多数元素保持了相对稳定,说明沉积岩风化过程中元素的活动性特征明显地受到了原岩矿物组成的制约.风化过程中,不同性质的元素的活动性差异明显,其中亲硫元素(Cu、Zn、Pb、Mo)和大离子亲石元素(Rb、K、Sr、Ba)在不同岩性的风化剖面中均表现出明显的元素含量变化,而高场强元素(Zr、Hf、Nb、Ta)含量则相对稳定;(3)泥质岩风化形成的土壤层REE含量变化较小,而碳酸岩风化土壤层REE含量发生了明显下降,且其风化形成的土壤表现出LREE和HREE相对于MREE的富集.无论是碳酸岩或泥质岩风化形成的土壤,均出现了明显的Eu负异常和Ce的正异常,但在其原岩中这些异常并不存在或不明显;(4)基岩与土壤剖面间Sr同位素组成和Rb/Sr比值存在明显差异,Rb-Sr同位素组成发生了明显的开放.所形成土壤层的Sr同位素组成受到2种因素的约束:原岩性质和外来组成的Sr同位素比值.因此在总体上,风化土壤的Sr同位素组成已不能代表基岩的Sr同位素组成;(5)沉积岩风化过程中,碳酸岩和泥质岩形成的风化土壤基本保持了原岩的Sm-Nd同位素组成特点,由其组成所获得的Nd同位素亏损地幔模式年龄等能反映其原岩信息,而近源沉积形成的砂岩和含砾冰碛泥岩所形成的土壤,其Nd同位素组成则存在不同程度的改变. 以峽東地區南華紀、震旦紀和寒武紀標準地層泥巖、冰磧泥巖、砂巖、灰巖和白雲質灰巖及對應的風化土壤為研究對象,分析瞭地層風化成土過程中不同元素的遷移行為,根據剖麵樣品的Sr-Nd同位素組成變化,探討瞭其同位素體繫的封閉性特徵與應用意義.結果錶明:(1)不同巖性基巖在成土過程中的蝕變彊度有明顯的差異,在相似地錶條件下,碳痠巖風化剖麵的風化程度高于泥質巖和砂巖;(2)通過對比穩定高場彊Ti元素在基巖和風化剖麵中的含量變化,計算齣土壤樣品在風化過程中體積相對基巖髮生的改變量,進而計算齣不同巖性基巖在風化過程中微量元素的絕對含量變化以探討這些元素的活動規律.結果錶明,灰巖和白雲質灰巖的風化剖麵元素含量變化明顯,而在泥質巖風化過程中大多數元素保持瞭相對穩定,說明沉積巖風化過程中元素的活動性特徵明顯地受到瞭原巖礦物組成的製約.風化過程中,不同性質的元素的活動性差異明顯,其中親硫元素(Cu、Zn、Pb、Mo)和大離子親石元素(Rb、K、Sr、Ba)在不同巖性的風化剖麵中均錶現齣明顯的元素含量變化,而高場彊元素(Zr、Hf、Nb、Ta)含量則相對穩定;(3)泥質巖風化形成的土壤層REE含量變化較小,而碳痠巖風化土壤層REE含量髮生瞭明顯下降,且其風化形成的土壤錶現齣LREE和HREE相對于MREE的富集.無論是碳痠巖或泥質巖風化形成的土壤,均齣現瞭明顯的Eu負異常和Ce的正異常,但在其原巖中這些異常併不存在或不明顯;(4)基巖與土壤剖麵間Sr同位素組成和Rb/Sr比值存在明顯差異,Rb-Sr同位素組成髮生瞭明顯的開放.所形成土壤層的Sr同位素組成受到2種因素的約束:原巖性質和外來組成的Sr同位素比值.因此在總體上,風化土壤的Sr同位素組成已不能代錶基巖的Sr同位素組成;(5)沉積巖風化過程中,碳痠巖和泥質巖形成的風化土壤基本保持瞭原巖的Sm-Nd同位素組成特點,由其組成所穫得的Nd同位素虧損地幔模式年齡等能反映其原巖信息,而近源沉積形成的砂巖和含礫冰磧泥巖所形成的土壤,其Nd同位素組成則存在不同程度的改變.
이협동지구남화기、진단기화한무기표준지층니암、빙적니암、사암、회암화백운질회암급대응적풍화토양위연구대상,분석료지층풍화성토과정중불동원소적천이행위,근거부면양품적Sr-Nd동위소조성변화,탐토료기동위소체계적봉폐성특정여응용의의.결과표명:(1)불동암성기암재성토과정중적식변강도유명현적차이,재상사지표조건하,탄산암풍화부면적풍화정도고우니질암화사암;(2)통과대비은정고장강Ti원소재기암화풍화부면중적함량변화,계산출토양양품재풍화과정중체적상대기암발생적개변량,진이계산출불동암성기암재풍화과정중미량원소적절대함량변화이탐토저사원소적활동규률.결과표명,회암화백운질회암적풍화부면원소함량변화명현,이재니질암풍화과정중대다수원소보지료상대은정,설명침적암풍화과정중원소적활동성특정명현지수도료원암광물조성적제약.풍화과정중,불동성질적원소적활동성차이명현,기중친류원소(Cu、Zn、Pb、Mo)화대리자친석원소(Rb、K、Sr、Ba)재불동암성적풍화부면중균표현출명현적원소함량변화,이고장강원소(Zr、Hf、Nb、Ta)함량칙상대은정;(3)니질암풍화형성적토양층REE함량변화교소,이탄산암풍화토양층REE함량발생료명현하강,차기풍화형성적토양표현출LREE화HREE상대우MREE적부집.무론시탄산암혹니질암풍화형성적토양,균출현료명현적Eu부이상화Ce적정이상,단재기원암중저사이상병불존재혹불명현;(4)기암여토양부면간Sr동위소조성화Rb/Sr비치존재명현차이,Rb-Sr동위소조성발생료명현적개방.소형성토양층적Sr동위소조성수도2충인소적약속:원암성질화외래조성적Sr동위소비치.인차재총체상,풍화토양적Sr동위소조성이불능대표기암적Sr동위소조성;(5)침적암풍화과정중,탄산암화니질암형성적풍화토양기본보지료원암적Sm-Nd동위소조성특점,유기조성소획득적Nd동위소우손지만모식년령등능반영기원암신식,이근원침적형성적사암화함력빙적니암소형성적토양,기Nd동위소조성칙존재불동정도적개변.