两种典型碳酸盐岩红土风化剖面的物理化学特征

通过对贵州遵义和平坝两种典型碳酸盐岩风化剖面的系统采样,在室内进行了岩土工程上常用的13项物理指标的测试和12项常量化学元素的全分析,在此基础上论述了它们在风化剖面上的分布及变化特征。指出土层孔隙率(孔隙比)由表层土到深处由高到低的变化,导致岩(土)层透水率逐渐降低和含水量的增加,是土层物理性质及相关力学性质变化的主因; 表层土以粘土粒组为主,到靠近基岩附近变为以粉土粒组为主,说明后期红土化作用可使土粒变细; 靠近岩石界面土层的粒径与组成石灰岩和白云岩矿物颗粒大小相当,这可能是地下水溶蚀- 交代矿物颗粒继承发育的结果; 通过分析界面各层(基岩- 溶滤层- 杂色粘土层)化学成分的变化可以看出,由岩石到土层可溶性组分( CaO、MgO)大量的被水溶蚀带走,成土元素( SiO2、Al2O3、Fe2O3 等)呈突跃式增加,而且两类岩石溶蚀成土的初期阶段(由岩石到溶滤层)可溶元素被溶蚀及成土元素的积累有很大的差别。      

赣北鄱阳湖地区土塘剖面第四纪红土地球化学特征及古气候意义

赣北鄱阳湖地区土塘剖面发育第四纪红土,自下而上可分为强网纹红土层、弱网纹红土层、微网纹红土层、均质红土层和下蜀黄土层。基于常量元素、粒度分析数据以及前人年代框架,初探土塘剖面化学风化特征及其古气候意义。(1)土塘剖面粒度组分均一,常量元素含量相近,风化淋溶强烈。(2)土塘剖面各地层间化学风化强度存在差异:下蜀黄土层为初期的去Na、Ca阶段;均质红土层为中期的去K阶段;微网纹红土层由去K阶段向去Si阶段过渡;网纹红土层已完全进入晚期去Si阶段。剖面常量元素的相对迁移能力为:Na₂O>MnO₂>CaO>P₂O₅>MgO>K₂O>SiO₂>Al₂O₃>TiO₂>Fe₂O₃。(3)中更新世以来赣北鄱阳湖地区气候总体上由暖湿趋于干冷,期间伴随多个明显的干湿旋回佐证强烈的淋溶与干湿交替作用是网纹红土发育的重要驱动因子。     

贵州平坝县白云岩风化壳中稀土元素分布特征之初步研究

本文报道了平坝白云岩风化剖面风化前缘稀土元素超常规富集(总量达3%以上)现象及其特征,并通过主元素、稀土元素的测定,结合白云岩中“酸不溶物”的提取和代表性样品的化学淋溶实验研究,讨论了白云岩风化壳剖面稀土元素的分异特征,认为风化前缘稀土元素的富集是由3方面的因素共同作用造成的:1)对白云岩风化残积的继承;2)剖面上部一部分轻稀土淋滤聚积;3)碳酸盐岩中非均匀分布的原生含磷矿物风化产生的稀土磷酸盐矿物的聚集,后者是最重要的原因。     

黔中红粘土的物质来源与成因研究——以平坝剖面为例

以黔中平坝剖面为具体对象,从矿物、元素地球化学、元素质量平衡等多方面对黔中白云岩上覆红粘土剖面进行了详细研究。结果显示该剖面是下伏基岩白云岩风化成土并累积的结果,无其他外来物源,是原位风化壳;成土过程具有两阶段模式特征,即白云石、方解石的溶蚀-酸不溶物累积和酸不溶物进一步风化两个阶段;长时期的构造稳定和白云岩整体溶蚀作用是黔中地区白云岩风化壳土层厚度大、分布连续的主要制约因素。     

热带地区红土型镍矿风化壳元素迁移富集规律研究——以菲律宾南部苏里高Pili镍矿为例

位于东南亚热带地区的菲律宾和印度尼西亚是世界上主要的红土型镍矿产区。在菲律宾南部的苏里高(Surigao)地区广泛分布红土型镍矿床,矿床类型属于含水镁硅酸盐型。本文主要通过对菲律宾苏里高地区Pili红土型镍矿详细的野外地质调查,结合红土风化壳剖面的矿物学组成及地球化学特征来探讨热带地区红土风化壳的分层特征及元素迁移富集规律。根据矿物组成特征将Pili红土型镍矿风化壳剖面自上而下分为四层：黏土层、红土层、腐岩层以及基岩。其中腐岩层镍含量可达1%以上,是主要的镍含矿层。红土剖面地球化学特征显示红土层呈现富Fe、Mn贫Si、Mg的特征。上部黏土层相对红土层反而出现富Al、Si、Cr、Ni贫Fe、Mn的特征。区别于常见的红土型镍矿,Pili镍矿红土层反而呈现贫镍的特征。剖面元素迁移率特征显示,黏土层经历了强烈的Si、Mg、Fe、Mn流失,红土层经历了Mg、Si等元素的强烈流失以及Fe、Mn等元素中等程度的流失。下层腐岩层中经历了Fe、Mn、Cr等元素的富集以及镍的强烈富集。由此我们提出三阶段过程来解释Pili红土型镍矿的元素迁移和富集：腐岩发育阶段、红土发育阶段以及晚期溶解再沉淀阶段。腐岩初始发育阶段未发生明显的元素迁移流失。红土初始发育阶段受地表流体的影响发生了强烈的Mg、Si等元素的流失。红土初始形成以后,受热带地区强降水作用影响,后期还原性地表流体不断淋滤使其上部还经历了强烈的Fe、Mn流失而形成黏土层。中部的红土层也相应发生了强烈的镍流失和中等程度的Fe、Mn流失。该阶段强烈的元素迁移可能是热带地区红土型镍矿风化壳所特有的特征。流体淋滤携带的镍逐渐由红土层向下迁移,并以含镍镁硅酸盐的形式最终富集在腐岩层中。本研究的发现对该区红土型镍矿找矿勘查工作具有重要指示意义。     

热带地区红土型镍矿风化壳元素迁移富集规律研究——以菲律宾南部苏里高Pili镍矿为例

位于东南亚热带地区的菲律宾和印度尼西亚是世界上主要的红土型镍矿产区。在菲律宾南部的苏里高(Surigao)地区广泛分布红土型镍矿床,矿床类型属于含水镁硅酸盐型。笔者等主要通过对菲律宾苏里高地区Pili红土型镍矿详细的野外地质调查,结合红土风化壳剖面的矿物学组成及地球化学特征来探讨热带地区红土风化壳的分层特征及元素迁移富集规律。根据矿物组成特征将Pili红土型镍矿风化壳剖面自上而下分为四层：黏土层、红土层、腐岩层以及基岩。其中腐岩层镍含量可达1%以上,是主要的镍含矿层。红土剖面地球化学特征显示红土层呈现富Fe、Mn贫Si、Mg的特征。上部黏土层相对红土层反而出现富Al、Si、Cr、Ni贫Fe、Mn的特征。区别于常见的红土型镍矿,Pili镍矿红土层反而呈现贫镍的特征。剖面元素迁移率特征显示,黏土层经历了强烈的Si、Mg、Fe、Mn流失,红土层经历了Mg、Si等元素的强烈流失以及Fe、Mn等元素中等程度的流失。下层腐岩层中经历了Fe、Mn、Cr等元素的富集以及镍的强烈富集。由此我们提出三阶段过程来解释Pili红土型镍矿的元素迁移和富集：腐岩发育阶段、红土发育阶段以及晚期溶解再沉淀阶段。腐岩初始发育阶段未发生明显的元素迁移流失。红土初始发育阶段受地表流体的影响发生了强烈的Mg、Si等元素的流失。红土初始形成以后,受热带地区强降水作用影响,后期还原性地表流体不断淋滤使其上部还经历了强烈的Fe、Mn流失而形成黏土层。中部的红土层也相应发生了强烈的镍流失和中等程度的Fe、Mn流失。该阶段强烈的元素迁移可能是热带地区红土型镍矿风化壳所特有的特征。流体淋滤携带的镍逐渐由红土层向下迁移,并以含镍镁硅酸盐的形式最终富集在腐岩层中。本研究的发现对该区红土型镍矿找矿勘查工作具有重要指示意义。     

黔北白云岩红色风化壳元素地球化学特征

选取贵州高原喀斯特地区典型白云岩风化剖面作为研究对象,探讨了红土剖面元素迁移特征及其影响因素,为进一步认识红色风化壳元素地球化学特征提供依据。结果表明:（1）红土剖面中土壤样品（XPS-4~XPS-25）Fe、K、Mn常量元素及Co、Pb、Zn微量元素的分布曲线相对于其他元素靠近 UCC,元素Mg、Ca、Na、Ti和 Li、Cr、Ba、V 的数据点则显著偏离了上部陆壳的平均组成。（2）元素对协变分析得出Ti与Fe、Ba和V的积累特征一致,呈增加趋势;Ti与Mg呈反向变化特征。（3）以Ti为参比元素的剖面迁移特征表明,绝大部分元素的地球化学行为表现为迁移淋失,仅 Fe 、Cr和V 富集。K、Ba总体上呈迁出趋势,个别层段有轻微富集;Na和Co在风化原岩处有一个富集端点。元素在风化过程中的迁移聚集与土壤剖面的pH值和剖面结构变化、粘土矿物和有机质等的吸附有关。      

超基性岩红土风化壳中铂族元素(PGE)的地球化学特征及其表生行为:来自印尼与中国不同气候环境红土剖面的对比研究

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两处红土剖面为研究对象,对比研究不同气候环境下PGE在超基性岩红土风化壳中的地球化学特征及其表生行为。测试数据表明,PGE在两例红土剖面中都表现出了不同程度的表生富集效应,相对于基岩的最大富集系数分别达5.42(Kolonodale剖面)和6.52(元江剖面),并且PGE在风化产物中的富集系数与样品的红土化强弱指标(S/SAF值)关系密切。但PGE在两例剖面中的垂向分布特征明显不同,它们的含量曲线分别呈"哑铃状"(Kolonodale剖面)和"倒勺子状"(元江剖面)。地球化学证据指示,风化壳中的PGE主要源自基岩中的铬铁矿,它在超基性岩红土化过程中的表生行为与Fe和Cr等元素高度一致,显示出残余富集的习性。这种机制导致了PGE富集段出现在元江和Kolonodale风化壳剖面的上部(红土层)。此外,气候环境通过制约基岩的红土化程度来对PGE的表生行为产生影响。Kolonodale剖面的红土化程度高于元江剖面,PGE在强烈红土化作用下会在风化壳内部发生迁移再分配,这是导致在Kolonodale剖面的腐岩层中也出现PGE富集现象的可能机制。研究进一步证实,Pd和Os在红土化程度较高的风化壳中活动迁移性较强,它们会与Pt、Ir、Ru和Rh等元素发生相对明显的内部分异。除此之外,在超基性岩红土化过程中IPGE与PPGE之间或PGE内部各单项元素之间的内部分异现象并不显著。     

安徽宣城红土剖面中粘土矿物过渡相及其意义

为研究长江中下游红土剖面中粘土矿物的特征及其成因意义, 对安徽宣城红土剖面中粘土矿物进行深入、系统的X射线衍射分析.结果表明, 宣城剖面各土壤层中粘土矿物成分基本一致, 主要为蛭石、伊利石、高岭石, 以及粘土矿物过渡相. 由采自剖面上部样品的X射线衍射图可知, 经乙二醇饱和后7 ?衍射峰可分解为7.15、7.60和7.92 ?三部分, 表明除了高岭石(7.15 ?)外, 还存在高岭晶层含量分别为~80%和~95%的2种高岭-蒙脱石过渡相, 并以前者为主; 剖面下部样品在乙二醇饱和后, 7 ?衍射峰可分解为7.16、7.79和8.35 ?等3个衍射峰, 其中8.35 ?峰衍射强度很小, 表明除了高岭石外, 样品中存在高岭晶层含量为~90%和~43%的高岭-蒙脱石过渡相, 后者含量甚少.甲酰胺饱和结果表明, 高岭-蒙脱石混层粘土矿物相中高岭晶层为埃洛石相.加热试验的衍射图中10 ?衍射峰强度明显增强, 证实高岭相中含有一定数量的来源于绿泥石风化的蒙脱石间层; 而10 ?衍射峰的低角度一侧没有出现拖尾现象, 则指示高岭-蒙脱石混层矿物中的蒙脱石不是简单的羟基间层蒙脱石.此外, 红土剖面中还普遍出现过渡性粘土矿物伊利石-蒙脱石混层和伊利石-蛭石混层粘土矿物.大量过渡性粘土矿物相的出现, 从成土作用的角度上说明红土沉积物经历了沉积-风化、以及多期风化作用叠加, 而且在沉积-风化成土过程中, 气候环境变化于强烈化学风化的温暖、季节性干旱和强烈风化淋滤的温暖而更加潮湿的条件.蛭石-伊利石混层粘土矿物仅发育于红土剖面上部, 表明总体上剖面上部的化学风化程度低于剖面下部.      

黔中白云岩风化剖面淋溶实验及其元素地球化学特征

本文通过化学淋溶方法对分布在黔中白云岩风化剖面——平坝剖面进行研究，较系统地分析了原样、酸溶（AS）和酸不溶相（AI）中主量、微量和稀土元素（REE）的地球化学过程和分布分配特征。结果显示：主量元素在酸不溶相中其化学成分和原样非常接近，只是相对含量有所变化；微量元素在酸溶相（AS）中的分配率差别很大,在0～73.22%之间波动，其中Ga、Y、Ba、Pb、U的分配率均在30%以上；尤其值得我们注意的是Y和Zr的淋失量分别达到了59.64%和0.34%，这与传统所认为的Y和Zr为稳定元素不一致，可能对我们重新认识表生过程中化学元素的活动性及分配分布情况具有重要的指导意义；剖面稀土元素超常富集层的形成主要是由于对白云岩残积的继承和磷酸盐矿物的存在，这与先前所得出的结论基本一致。酸淋溶试验同时也反映出研究区的风化作用实质上是一种天然的酸淋溶作用。最后笔者等对酸溶相（AS）中REE和Sr的主要储库进行了讨论，推测磷酸盐是平坝剖面基岩和土层中酸溶相（AS）中REE的主要储库，而Sr的存在形式是碳酸盐矿物本身。     

张家口北部铅锌银多金属矿床区域剥蚀程度分析

张家口北部是河北省重要的铅锌银多金属矿床富集区.区内多金属矿床成矿作用和控矿因素相似,矿化形成均与燕山期酸性小岩体侵入变质结晶基底有关.区域多金属矿床化探异常具可对比性.化探异常图显示区内多金属矿床与化探异常在地表总体呈现无偏性空间分布特征,化探数据因子分析结果表明成矿元素相关性在水系沉积物中未发生改变.据此可将原生晕中依据不同元素组合识别矿体剥蚀程度的思路运用于1:20万化探数据,以此识别区域多金属矿床剥蚀程度.本文以张家口研究程度较高的蔡家营多金属矿床为例,选用可有效识别矿体剥蚀程度的(Bi+V+Ba)/(B+Sb+U)、(U/Th)元素比值,将区域化探数据用于多金属矿床剥蚀程度分析,结果显示区内多金属矿床均出露于剥蚀强度较高区域,受到不同程度的剥蚀.累加NAP值方法显示兰闫多金属矿床剥蚀程度最高,蔡家营、青羊沟矿床剥蚀程度明显降低.区内多金属矿床多分布于岩石风化程度较高的变质结晶基底出露区域及其周边.火山岩盖层下伏变质岩中多金属矿床多呈隐伏-半隐伏状态分布,应是区内下步多金属矿床找矿方向.     

甘肃省黑河干流细土平原区灌溉水入渗运移的初步研究

西北干旱地带农业区的灌溉水入渗是地下水补给的重要途径。在甘肃省黑河干流细土平原区，利用中子仪和负压计观测了灌溉水入渗时包气带的含水率和土水势的变化，初步分析了灌溉水入渗运移规律，确定了灌溉水入渗补给系数随地下水埋深的变化，为本区进行地下水资源评价奠定了基础。     

水系沉积物成矿元素的丰度在矿产资源量预测中的应用

统计资料表明,湘南地区32个有色金属矿区的矿产储量与其所形成的水系沉积物成矿元素的丰度之间,存在一定的线性关系。当用矿上元素组与矿下元素组的垒加衬度比值对异常丰度进行修正即相乘后,这种线性关系更为明显。这就是区域化探扫面应用丰度模型法的依据。     

北祁连成矿带武威地区岩体特征及成因分析

正1区域岩体特征1.1岩体概述研究区处于北祁连造山带中东端北缘,老虎山一毛毛山区域大断裂北侧。沿该断裂带北侧加里东中晚期岩浆侵入活动较为强烈,发育基性一超基性、中酸性、酸性侵入岩,主要分布于莲花山、毛藏寺、直沟、北大坂、银洞沟、干沙沟一带,形成规模巨大的复式岩基(图1)。     

尖晶石中的Si含量及其存在形式

自然岩石及简单和复杂体系中实验合成或经重新平衡的尖晶石化学成分显示，在中－低压条件下，与橄榄石共存的尖晶石可含一定量的Ｓｉ，其含量随温度和压力的升高而增大。用最小二乘法对简单体系中 实验数据的热力学模拟发现，Ｓｉ在铬尖晶石中以硅酸盐尖晶石（Ｍｇ２ＳｉＯ４）形式存在，Ｍｇ２ＳｉＯ４组份在铬尖晶石中的活度ａＳＤＭＧ２ＳｉＯ４＝（ＮＳＰＭＧ／２）２＊（ＮＳＰＳｉ）２（ＮＳＰＳｉ代表以４个氧为基础的单位尖     

郑州黄河岸边开采地下水对大堤稳定性影响

通过对郑州市黄河大堤一线土体的沉降，压密固结，饱水砂土的地震液化研究，认为黄河大堤附近浅层地下水开采后所诱发的地面沉降，固结过程，不会对大堤造成危害，而饱水砂土的水位降低，还会减轻或消除地震时液化砂土现象，对大堤的稳定性有利。     

含盐量对滨海盐渍土物理及水理性质的影响

含盐量的增加使滨海盐渍土含水率与含液率间的差值变大,并导致高估土的干密度,低估土的孔隙比和饱和度。物理性质指标换算和颗粒级配分析试验结果表明,从2%的含盐量开始,随含盐量增加,胶粒含量减少,粘粒和粉粒含量增加,但25μm及以上的粒组含量变化不大。2%以内的含盐量对土的稠度指标影响微弱,当含盐量增加到11%时,盐分结晶形成了较多的晶体颗粒,使土的塑性指数明显下降并呈现出区段性。      

考虑沉桩与群桩间相互影响的复合模量计算方法

总结了复合模量计算的研究现状；提出了考虑群桩间相互影响的复合地基模量计算公式，即由于邻桩对桩间土的加固作用而使复合模量比单桩模型的计算值有所增加，公式同时考虑了沉桩对桩间土模量的提高作用，最后通过算例验证了所提出的公式。     

阳离子浓度对泥沙沉速影响实验研究

应用了静态沉降实验方法中的移液管法,初步研究了水中常见阳离子对河流中细颗粒泥沙沉速的影响,这些阳离子包括Na+、Ca2+、Mg2+和Al3+等。实验结果表明,阳离子浓度对泥沙沉速的影响可以分为两个阶段:①随着阳离子浓度的增加泥沙沉速也增大;②当离子浓度大于某值时,离子浓度对泥沙沉速的影响不大。在同样离子浓度条件下,离子价态高者影响较大。同时分析了长江和黄河干流中下游河段的水化学特性;分析结果表明,在一般的河水水质的情况下,有必要考虑水中阳离子(主要是Ca2+、Mg2+)对细颗粒泥沙沉速的影响。     

陕北富县探区延长组长3储层特征及评价

陕北富县探区延长组长3油层为该区的主力产层之一。长3油层属于三角洲前缘亚相沉积环境,其储层的主要成因类型为水下分流河道砂体、河口坝砂体,次为前缘席状砂和远砂坝。通过对80个样品的统计及分析,储层的矿物成分成熟度低,结构成熟度中等—好。储层的成岩作用类型繁多,但主要以压实及压溶作用、胶结作用和溶解作用为主,且主要处于晚成岩阶段的A期,成岩演化阶段分为3个:压实作用及粘土矿物胶结孔隙缩小期、胶结充填孔隙缩小期及溶解作用孔隙扩大期。通过对18口井1 683块样品的物性分析资料的分析,长3油层属于低孔—特低渗储层,孔隙类型以剩余粒间孔、粒内溶蚀孔为主。储层主要受沉积作用和成岩作用的影响。根据以上资料,把长3油层划分为好、中、差三类储层,长3~2的物性较好;长3~1、长3~3的物性较差。