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

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）。     

碳酸盐岩红色风化壳中的氧化铁矿物

氧化铁矿物是碳酸盐岩红色风化壳的主要矿物成分和重要结构单元。运用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、穆斯堡尔谱和电子探针等方法对碳酸盐岩红色风化壳中的氧化铁矿物进行了系统研究。碳酸盐岩红色风化壳中的氧化铁矿物主要有针铁矿、赤铁矿和磁赤铁矿。氧化铁矿物组合、含量和化学成分随成土环境和风化强度在剖面中呈明显的规律性变化,这为碳酸盐岩风化成土作用、红色风化壳成因与环境问题的深入研究提供了重要的矿物学依据。     

碳酸盐岩风化壳岩-土界面地球化学特征及其形成过程--以贵州花溪灰岩风化壳剖面为例

在对黔中花溪灰岩风化壳原地风化残积特征进行了论证的基础上，本文从地球化学角度对央酸盐岩风化壳岩-土界面发育特征及其形成机理进行了讨论。碳酸盐岩的易溶解性和显著的差异性溶蚀，导致了其风化壳基岩面起伏强烈、岩-土界面界线清楚且突变；与此宏观特征相对应的是风化产物的矿物成分、主量、微量元素等方面均存在明显的突变现象。同时，在岩-土界面土层中形成了一个相对狭窄而突变的碱性障，此障无疑对风化壳的一些地质地球化学过程产生强烈影响，例如硅酸盐矿物的进一步蚀变分解，以及稀土和其它部分微量元素的超常富集和强烈分异等。     

热带地区碳酸盐岩上覆红色风化壳的成因机理及元素演化

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。     

贵州碳酸盐岩红土中的粘土矿物及其形成机理

本文运用Ｘ射线衍射、红外光谱、差热、透射电镜和扫描电镜等方法对贵州碳酸盐岩红土中的粘土矿物进行了系统研究。高岭石和０．７ｎｍ埃洛石是碳酸盐岩红土中的主要粘土矿物，其次为伊利石、蛭石、绿泥石、绿泥石／蛭石混层矿物，水铝英石和三水铝石等。     

微地域搬运——碳酸盐岩红色风化壳形成过程的一种方式

由于差异溶蚀作用,由碳酸盐岩强烈风化形成的红色风化壳通常表现出独特的剖面构型:风化壳发育深厚、下伏基岩面强烈起伏波动、溶沟和石牙相间展布。以黔中岩溶台地之上发育的红色风化壳——平坝剖面为例,通过宏观地质、地球化学、粒度分析以及矿物学等方法,并以邻近的两个石灰土剖面(罗吏剖面和龙洞堡剖面)作对比,对碳酸盐岩红色风化壳的形成过程进行了讨论,论证了微地域搬运是碳酸盐岩红色风化壳尤其是厚层红色风化壳形成过程的一种方式。溶沟部位的风化壳,从风化前锋向上的一定深度范围内,为原位残积风化的产物(残积层);在此深度以上的部分,为地势较高的相邻石牙部位不同风化程度的残积物的搬运堆积(堆积层),也是导致风化指标随深度呈锯齿状波动的直接原因。后者一般组成剖面的主体。风化壳的年代地层学表现为,在残积层,从风化前锋向上,风化年龄由新到老;在堆积层,从下到上,风化年龄由老到新。风化前锋是一个重要的地球化学作用场所,在这一狭窄的界面上,伴随碳酸盐矿物的快速淋失,残余酸不溶物开始了明显分解。而风化壳的后期演化是一个缓慢而长期的过程。达到重力平衡的剖面(即风化壳表面平缓、不发生微地域搬运的剖面),在由表及里的风化作用下,从地表向下的一定深度范...     

表生地球化学异常形成机理及异常解释

目前对异常的解释和评价处于以元素浓度论异常,以异常强度定靶区的简单化过程中。本文试图拓宽异常解释思路,将次生异常的形成机理、地球化学环境、异常特征及地质背景一并考虑,通过综合分析,充实异常解释依据,建立地球化学标志,增强找矿信息。     

碳酸盐岩红土风化壳主要特征及红土成因探讨--以贵州典型剖面为例

本文总结提出了碳酸盐岩风化壳成因证据及其演化特点,对风化壳红土成因进行了讨论.     

贵州碳酸盐岩红色风化壳次生石英的裂变径迹测年研究

贵州位于青藏高原东南缘,由于缺乏沉积记录其新生代的地质演化历史还不很明晰,而广泛分布于云贵高原的碳酸盐岩红色风化壳可能蕴涵着重要的地质演化信息.本文对贵州多个原位碳酸盐岩红色风化壳中产出的晶体形态较好的石英进行了裂变径迹方法测年.结果显示,石英的裂变径迹年龄数据呈现出较大的变化范围,从 1 Ma到 25 Ma,且远远地小于其三叠纪和寒武纪的母岩年龄;结合贵州 25 Ma到 1 Ma的区域地质演化历史,裂变径迹年龄值可以排除石英来源于母岩碎屑、成岩过程的次生形成以及火山活动产生的热水沉淀或交代形成的可能性,而只能推断为该晶体形态较好的石英于碳酸盐岩风化作用产生的富硅流体中沉淀形成;各剖面石英的年龄值与新生代的青藏高原夷平期、华南红土期、贵州构造稳定期乃至世界范围内的风化气候期有着良好的对应关系,说明次生石英裂变径迹测年具有很好的可行性和可靠性.     

三峡地区埃迪卡拉纪的浅海氧化还原环境变化:来自碳酸盐岩Ce异常的证据北大核心CSCD

本文系统地统计并评估了扬子板块三峡地区埃迪卡拉纪海相碳酸盐岩的Ce/Ce^(*)比值,并依据能够反映原始海水信息的Ce/Ce^(*)数据探讨了三峡地区埃迪卡拉纪浅海海水的氧化还原性质。数据表明,埃迪卡拉纪早期陡山沱组底部盖帽碳酸盐岩没有明显的Ce异常,结合Fe组分特征,盖帽碳酸盐岩沉积期间水体主要处于铁化环境,并有间歇性的硫化,晚期有向锰化带转变的趋势。埃迪卡拉纪中期,600—590 Ma海水可能具有弱氧化特征,590—580 Ma海水氧化还原条件波动较大,575—570 Ma(Shuram/DOUNCE开始阶段)Ce负异常显著,海水处于氧化环境。埃迪卡拉纪晚期,灯影组Ce负异常明显,表明该时期水体为氧化环境,可能促进了这一时期宏体多细胞动物的繁盛。海相碳酸盐岩的Ce/Ce^(*)比值是判别古海水氧化还原状态的重要指标,目前埃迪卡拉纪可靠的碳酸盐岩Ce/Ce^(*)数据还不够丰富,更多此类研究工作有待开展。     

贵州碳酸盐岩风化壳中晶体石英形成条件分析:氧同位素证据

贵州碳酸盐岩风化壳中的晶体石英具有较强的测年潜力,其成因判别是年代学研究的前提和基础。对黔北、黔东地区3个碳酸盐岩风化壳剖面中的晶体石英和圆状石英进行了研究,拟通过晶体石英的δ18O值探讨其形成条件。结果表明,晶体石英的δ18O值在17.3‰～22.7‰范围内,平均为19.8‰,与火成岩、变质岩及热水(液)沉积中高温成因石英δ18O值明显不同;与砂岩中的碎屑石英、现代海滨砂中的石英以及风成沉积物中的石英等混合来源石英的δ18O值也有差异;尽管黔东大兴剖面中晶体石英和圆状石英的δ18O值相近,但它们的硅氧同位素相关关系不同,它们具有不同的成因;晶体石英的δ18O值分布在低温成因石英δ18O值范围内,这与其中未见两相包裹体的现象一致。结合实际资料和已有认识,推断晶体石英是包气带地表温度(15～25℃)条件下缓慢生长形成的;其形成过程与碳酸盐岩风化成土的两阶段模式密切相关:酸不溶物风化形成的含硅流体向下淋滤至风化壳底部后被圈闭在已形成的孔隙、空洞中,由于蒸发作用达到过饱和而缓慢结晶形成晶体石英。     

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

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。     

贵州碳酸盐岩风化壳物源判别的新证据:石英颗粒形态、表面结构特征

利用扫描电镜分析了黔北、黔东、黔中4个剖面土样中的石英颗粒形态和表面特征,发现土样中的石英有3种类型:碳酸盐岩中的原生碎屑石英,呈次圆状或圆状,表面有被长时间、长距离水搬运的痕迹,无风成特征;燧石团块石英,具有新鲜的表面,呈不规则的尖棱状、次棱角状,表面基本无搬运痕迹;晶形较完整的次生石英,呈棱角状,晶形较完整,晶面有微生长晶体,无搬运特征。这些信息指示,3种石英均具有原位特征,前两种石英是直接对基岩的继承,第三种石英是风化壳剖面的次生产物,该结果为碳酸盐岩风化壳的物源及原位特征的确认提供了新证据。     

东濮凹陷及其邻区下古生界碳酸盐岩储集层特征及其控制因素分析

分析了东濮凹陷及邻区下古生界碳酸盐岩储集层的特征及控制因素 ,并通过与任丘潜山和鄂尔多斯盆地古风化壳的对比 ,指出成岩演化、沉积相带、构造应力作用等是控制本区下古生界储集层发育的关键因素。本区发育潜山和古风化壳两种类型的风化壳储层。东濮凹陷南部—中牟凹陷与鄂尔多斯地区奥陶系成岩演化历史、沉积相带相似 ,古风化壳储层发育 ,邻近古生界和新生界生烃中心是本区碳酸盐岩油气勘探的有利地区     

皖北奥陶系碳酸盐岩稀土元素地球化学特征及其古岩溶意义

依据安徽北部刘桥二矿奥陶系碳酸盐岩隐伏剖面 (下奥陶统顶部 ) 17个碳酸盐岩样品的稀土元素 (15个项目 )的测试资料 ,针对不同岩性 ,分类阐述了它们的REE总量和配分模式、LREE和HREE、δEu和δCe的地球化学特征及其剖面变化特点。在此基础上 ,详细讨论了碳酸盐岩稀土地球化学特征成因机理与古岩溶发育环境的关系 ,为在岩溶岩地球化学特征与其形成环境及溶蚀程度间建立定量识别标准提供了依据。     

关于风化壳建造、古风化壳建造及其形成机理问题

现代风化作用形成风化壳物质,经过迁移就位以后形成风化壳建造;第四纪以前的古风化作用则形成古风化壳物质,经过迁移就位以后形成古风化壳建造。它们既不同于海相沉积,也不同于陆相沉积,与板块构造也无关系。但是它们有相同的风化作用形成机理;有大同小异的风化矿物、结构构造,以及颗粒大小不一,排列杂乱的产出特征,也有相同的迁移就位特征。是一个独特的建造,值得讨论。