青藏高原古岩溶的存在及其与东邻地区岩溶的对比

青藏高原古岩溶属形成于土下环境,经刻蚀作用剥露地表后,以石林、岩墙等形式广泛存在于山顶夷平面的外围,并不同程度地叠置气下改造特征。根据青藏高原及东邻岩溶区覆盖型岩溶和红色风化壳的剥露情况及改造特征对比,作者认为上述地区覆盖型岩溶从东到西具有良好的一致性,是岩溶双层夷平面的组成部分,其现阶段的不同表现是不同程度刻蚀作用的结果。      

RED WEATHERING CRUST ON LIMESTONE AND PLANATION SURFACE OF TIBET AND ITS EASTERN DISTRICT

RED WEATHERING CRUST ON LIMESTONE AND PLANATION SURFACE OF TIBET AND ITS EASTERN DISTRICTthedevelopmentprojectofNationalKeyBasicFoundation (G19980 4 0 80 0 ) ;theprojectofTibetPlateaure searchofChineseAcademy (K2 95     

岩溶夷平面演化与青藏高原隆升

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     

广西桂林石灰土元素迁移特征及影响因素 ——以会仙峰丛谷地石灰土为例

碳酸盐岩的化学风化是岩溶关键带各圈层相互作用的主要形式,风化壳中蕴含重要气候环境和物质循环信息.通过对广西桂林会仙峰丛谷地石灰土的化学风化强度及元素迁移特征的研究,并与滇黔湘和青藏高原的岩溶风化壳的对比分析,结果表明:(1)会仙石灰土化学蚀变指数(CIA)均值为92.14,与贵州兴义岩溶风化壳相当,反映炎热潮湿气候下的...     

黔北新蒲红色风化壳剖面的粒度分布特征--兼论岩溶区上覆土层的物质来源

粒度分析在风化壳物源示踪方面是一种新的尝试,具有指示直接的特点。尤其当常规的地球化学、矿物学等方法难以直观反映母岩的不均一性对风化壳的影响时,粒度分布特征却可以建立两者的对应关系,从而更为合理地指示风化壳和下伏基岩的关系。黔北新蒲剖面的下伏基岩为局部夹碎屑岩薄层的连续型碳酸盐岩,本文通过对其酸不溶物及上覆红色风化壳粒度分布特征的研究,表明基岩的垂向不均一,导致上覆风化壳粒度分布特征的差异性,同时存在与下伏不同基岩酸不溶物粒度分布特征相对应的风化壳,指示了碳酸盐岩为其上覆风化壳的成土母岩。化学风化指标在剖面的变化也支持了粒度分析结果,即风化壳母岩的不均一性。从碎屑岩夹层和碳酸盐岩对风化壳提供物源的相对份额中指出碳酸盐岩的酸不溶物对上覆风化壳的优势贡献。从粒度参数角度进一步诠释了连续型碳酸盐岩风化残积成土的现实性,为正确理解中国西南岩溶区红色风化壳的成因提供了新的探索手段。综合资料显示,碳酸盐岩特别是连续型碳酸盐岩酸不溶物构成中国西南岩溶区上覆红色风化壳的主要物质来源也是可能的。     

新疆塔里木盆地塔中地区奥陶系古潜山型油气藏成藏条件

塔中古隆起的早海西期风化壳岩溶发育,是塔里木盆地寻找古生代海相碳酸盐岩岩溶型油气田的重要隆起区之一。本文研究了风化壳型岩溶的发育特征和控制因素,在烃源、生储盖和成藏条件分析基础上预测了奥陶系风化壳岩溶发育的有利区带,认为奥陶系岩溶储层与其上覆的石炭系泥岩可构成良好的储盖组合,油源断裂、不整合面、输导层与汇烃脊构成了复杂油气输导网络。本区潜山型油气藏成藏过程复杂、期次多,但喜山期构造调整是最终成藏的关键,中央断隆带和塔中隆起南斜坡是两个有利的勘探区带。     

Preliminary study on development characteristics of planation surface in Liaodong Peninsula

Planation surface is one that is associated with long-term stable tectonic environment of large scale landscape. The planation surface with the weathering crust as a whole to study is the main stream of modern planation surface research. The red weathering crust mainly is outcropped in the east and west of Liaodong Peninsula,and its thickness is around 4 m. In order to explore the properties,environment and development characteristics of the planation surface in Liaodong Peninsula,chemical elements and particle size characteristics of red weathering crust in this area were studied. The test results showed that the average value of CIA of the red weathering crust in the study area is 82.70,the average value of ba((Na₂O+K₂O+CaO+MgO)/Al₂O₃)is 0.39,the average value of S/A(SiO₂/Al₂O₃)is 4.86,and the average value of clay content is 8.31%. Compared with the red weathering crust of the karst area in the south of China,it has the characteristics of low leaching rate of salt base,low aluminization degree and weak viscosification. According to the regional geomorphologic features,the development of red weathering crust in the study area mainly went through four stages: (1)karst process was carried out in the whole rock mass above the base level of ancient erosion,and the geomorphologic fluctuation gradually increased;(2)geomorphologic fluctuation reached the maximum,and covered karst and gray weathering crust began to develop;(3)karst double-layer planation surface basically formed;(4)the development of gray weathering crust nearly stopped. With the tectonic movement,the gray weathering crust,which was originally located below the base level of ancient erosion,was all elevated above the base level of modern erosion to form red weathering crust. Therefore,the planation surface in the study area is ancient planation surface,and the development stage is lateralization stage. The results can provide a preliminary basis for revealing the neotectonic movement and sea level change in the Liaodong Peninsula from the Neogene to present.     

辽东半岛夷平面发育特征初步探究*

夷平面是一种与长期稳定的构造环境相关联的大尺度地貌景观,将夷平面与风化壳作为整体来研究是现代夷平面研究的主流。为了探讨辽东半岛夷平面的性质、形成环境等发育特征,对该地区的红色风化壳进行地球化学分析和粒度测试。辽东半岛红色风化壳主要出露于半岛东西两侧,厚度多在4 m左右,化学蚀变指数CIA平均值为82.70,ba值((Na₂O+K₂O+CaO+MgO)/Al₂O₃)平均为0.39,S/A值(SiO₂/Al₂O₃)平均为4.86,黏粒含量平均为8.31%。从分析数据可以看出,辽东半岛红色风化壳是下伏基岩原地风化的产物,推测其形成于温暖、湿润的气候条件下,与南方岩溶区红色风化壳相比具有盐基淋溶率低、富铝化程度低和黏化作用弱的发育特征。结合区域地貌特征,认为研究区红色风化壳的发育主要经历了4个阶段: (1)岩溶作用在古侵蚀基准面之上的整个岩体内进行,地貌起伏逐渐增大;(2)地貌起伏达到最大,覆盖型岩溶、灰色风化壳开始发育;(3)岩溶双层夷平面基本形成;(4)灰色风化壳的发育近乎停止,原本位于古侵蚀基准面之下的灰色风化壳在构造运动作用下全部抬升于现代侵蚀基准面之上形成红色风化壳。因此,研究区的夷平面为古夷平面,发育阶段为红土化阶段。该研究成果可为辽东半岛新近纪以来的新构造运动及海平面变化研究提供初步依据。     

黔东南凯里—麻江—丹寨地区奥陶系红花园组古岩溶储层特征

黔东南凯里—麻江—丹寨地区(构造上位于黔南坳陷东北部)下奥陶统红花园组为一套生物碎屑灰岩。该区已发现的麻江古油藏尚未取得油气勘探进展。对区内多处露头剖面中—下奥陶统进行了宏观勘查和采样以及岩样微观薄片分析,证实该套地层曾发生古岩溶作用,并可识别出埋藏岩溶和风化壳岩溶两类古岩溶作用。基于这些岩溶剖面的对比分析,发现古风化壳岩溶受早中奥陶世古隆起及剥蚀时间控制,主要发育于古隆起区麻江古油藏一带,而其它地区为埋藏岩溶。认为古风化壳岩溶形成大量溶蚀孔洞缝,为红花园组提供了优质储层条件。此外在中—下奥陶统大湾组碎屑岩覆盖下的红花园组碳酸盐岩也可以发生埋藏岩溶并形成较好的岩溶型储层。红花园组在黔南坳陷东北部的油藏大多有过暴露或破坏。认为在坳陷西南部寻找古隆起区附近的上述两类储层应是油气勘探方向。     

辽南黄土覆盖的红色风化壳发育特征及区域对比

通过分析辽南七顶山黄土覆盖的红色风化壳地球化学特征,研究其发育特征并与湘桂黔滇青藏陕甘红色风化壳发育特征进行比较,为了解黄土覆盖的红色风化壳发育特征及不同地区红色风化壳发育特征的空间差异提供初步依据。化学元素实验表明,七顶山剖面红色风化壳主量元素平均值分布呈现如下趋势:SiO₂ > Al₂O₃ > Fe₂O₃ > K₂O > CaO > MgO > Na₂O,化学蚀变指数（CIA）介于83.19 ~ 86.89,盐基淋溶率（ba）介于0.26 ~ 0.35,铝饱和指数A/NK介于6.10 ~ 7.47,A/CNK介于3.93 ~ 4.99,S/A介于5.24 ~ 6.47,S/R介于4.53 ~ 5.50。结果表明:七顶山剖面红色风化壳呈正风化序列,是下伏基岩原地风化的产物,化学组成以SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃为主,三者之和超过86%,处于还原环境,属于脱硅脱铁富铝阶段,发育于近似亚热带的气候条件,处于高等化学风化水平。辽南在116.13 ~ 90.48 Ma B.P.至17.70 ~ 9.44 Ma B.P.时具备红色风化壳发育的气候条件,结合残存红色风化壳和石芽的情况,可以认为其开始发育于中新世中期或更早。辽南红色风化壳第四纪以前为二阶段发育过程,即夷平—成壳、切割—红化期,第四纪至今仅有切割—红化期。湘桂黔滇青藏陕甘辽红色风化壳元素组合特征高度一致,各区域红色风化壳风化强度、风化方向接近,除辽南呈现较弱的脱硅脱铁富铝趋势外,其他区域均表现为脱硅富铝铁化趋势,这暗示了黄土覆盖下的红色风化壳处于还原环境。纬度因素和经度因素对红色风化壳脱硅富铝铁化进程影响程度接近,相较于经度因素,纬度因素对红色风化壳碱金属及碱金属盐基淋溶作用影响程度更大,总体而言,在母岩影响较小的前提下,纬度控制下的气候因素是决定红色风化壳发育的主要因素。     

浅析北方红粘土对碳酸盐岩溶蚀作用的影响

北方碳酸盐岩发育的红色风化壳大都是第Ⅰ、Ⅱ间冰期湿热气候条件下溶蚀与风化作用的结果,形成硅铝—铁型风化壳。风化壳中红粘土化学成分R_2O_3(Al_2O_3+Fe_2O_3)含量达20—30％。当降水或地表水的垂直下渗、红粘土的氢离子浓度加大,溶蚀性增强,沿红粘土和碳酸盐岩接触面产生溶蚀作用,形成石芽、溶沟、溶槽、溶痕等岩溶地形,并在它们的表面保留有红粘土痕迹。     

岩溶地区缺失原岩残余结构红色风化壳的粒度分布特征及成因指示——以贵州平坝为例

选择和使用合适的示踪指标，是揭示岩溶地区红色风化壳物质来源的关键。粒度参数在古环境研究中被大家广泛采用，但是在风化壳物源示踪方面还是新的尝试，尤其在我国。本文选择贵州中部平坝县3个下伏基岩为白云岩的缺失原岩结构的红色风化壳剖面，通过基岩酸不溶物和 剖面的粒度分析，表明红色风化壳物质对下伏基岩有很好的继承性。粒度参数随剖面深度呈规律变化，揭示了标准残积风化壳的发育特征。     

塔里木盆地轮南地区奥陶系沉积储层研究新进展

近期轮南奥陶系沉积储层研究取得了几个方面的重要进展:发现了两期三套风化壳岩溶储集系统,其中海西期一套,存在于奥陶系顶部,加里东期两套,存在于奥陶系内部;确定了轮古东奥陶系储集层为风化壳岩溶缝洞性储层;发现了桑塔木组礁滩相储集层。桑塔木组沉积早期轮南地区具有成礁环境,局部发育有小型生物礁;修正了以往对奥陶系沉积相的划分,将奥陶系碳酸盐台地边缘的位置东移30km;提出了奥陶系内部风化壳储层形成的热沉降机制,认为晚奥陶世早期塔里木盆地存在一次热升降运动,该运动使轮南地区发生不均衡抬升,奥陶系良里塔格组出露剥蚀,形成轮南地区广泛分布的风化壳岩溶储集系统,从而揭示了轮南地区奥陶系更为良好的勘探前景。     

鄂尔多斯盆地奥陶系表生期岩溶类型、发育模式及储层特征

鄂尔多斯盆地奥陶系表生期岩溶储层是盆地碳酸盐岩油气勘探的主力类型,近年来岩溶储层勘探取得一些新突破,难以用风化壳岩溶完美解释,表明存在不同的岩溶作用类型。在钻井岩心、薄片观察基础上,结合古地形、古地貌及岩溶特征分析认为:鄂尔多斯盆地奥陶系表生期存在风化壳岩溶和顺层岩溶两种不同类型的岩溶作用,根据围岩性质细分为白云岩型、灰岩型风化壳岩溶和白云岩型、灰岩型顺层岩溶4个亚类;风化壳岩溶具有非组构选择性,岩溶特征因岩石组构差异而不同,顺层岩溶是组构选择性溶蚀,岩溶作用沿较陡地形顺层选择性溶蚀易溶组分形成孔-洞系统;风化壳岩溶储层受岩溶地貌、岩溶旋回和沉积相带共同控制,顺层岩溶储层预测则需综合考虑古地形、岩溶古地貌、沉积相及古沟槽、古裂隙等要素。      

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...     

义和庄凸起东区前第三系顶部风化壳结构发育模式及对油气运聚的影响

基于地质综合研究,系统分析了济阳坳陷义和庄凸起东部地区前第三系顶部风化壳结构特征,深入剖析了其形成主控因素,建立了该区风化壳结构发育模式,并探讨了风化壳结构对油气运聚的影响。研究认为,义和庄凸起东区前第三系顶部风化壳中,风化粘土层厚度薄,分布地区局限,物性差;半风化岩石全区发育,岩石类型多样,除部分半风化碳酸盐岩顶部存在一层致密“硬壳”外,物性多得到明显改善。风化壳结构形成受控于岩相、气候、时间、古地形、构造、后期保存程度等6大因素;多种因素相互耦合,决定了风化壳结构的空间发育;风化粘土层、半风化岩石顶部“硬壳”对油气起遮挡、封盖作用,顶部无“硬壳”的半风化岩石则可大大提高前第三系岩层的储集性能和不同层系之间的横向连通性。     

Distribution and genesis of bauxite on the Mambilla Plateau. SE Nigeria

Only small, low grade occurrences of bauxite are known in Nigeria, associated with ferricretes on the Jos Plateau. Widespread bauxite has been discovered on the Mambilla Plateau. Laterite is developed on gneisses and basalt, while on trachytic parent rocks low-silica bauxite occurs with a thickness of more than 5 m and covering an area of at least 1 km². This bauxite consists of gibbsite and goethite.In contrast to the ferricretes of the Jos Plateau, weathering on the Mambilla Plateau led to the formation of stone line profiles. Ferricretes were developed on the Upper Jurassic Gondwana surface under contrasting climate and are preserved as relicts in the southern part of the Mambilla Plateau where weathered Precambrian basement occurs in a highly uplifted position. Dismantling of these ferricretes is attributed to a gradual change of paleoclimate towards more humid conditions. After the extrusion of volcanic rocks in the northern part of the plateau, presumably during Lower to Mid Miocene, these volcanics underwent intense chemical weathering. Bauxite and laterite formed depending on the type of parent rock. Weathering profiles are mostly truncated and overlain by reworked material. Allochthonous components occur both within and also below the stone-line. This is shown by mineralogical indicators such as ilmenite or quartz and by a shift in the Zr/Ti-ratio. Similar profiles are missing further north on the Jos plateau, where ferricretes formed instead. This is attributed to regional differences in paleoclimatic conditions which were more humid at Mambilla while Jos was under the influence of dryer conditions.The widespread formation of laterite on different parent rocks on the Mambilla Plateau could be related to a global Mid-Miocene climatic optimum, which led to a general intensification of chemical weathering processes.     

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。     

亚洲主要河流的沉积地球化学示踪研究进展

发源于喜马拉雅—青藏高原的亚洲几条大河的河流地球化学研究揭示了高原隆升、流域风化剥蚀、大气CO2消耗和亚洲季风气候变化之间的耦合关系。研究认为南亚主要河流流域的化学风化对全球大气CO2消耗和海洋化学通量变化贡献较大,河流沉积地球化学研究反映的高原阶段性隆升过程、流域剥蚀速率以及亚洲季风演化信息也明显比东亚主要河流的记录清晰;尤其是最近几年运用河流碎屑单矿物化学和年代学方法来示踪流域构造演化、沉积物从源到汇过程以及河流演化历史等,取得了许多重要的研究成果。比较而言,我国的河流在元素地球化学和水化学组成方面虽然开展了大量基础研究工作,但目前急需进一步提炼科学目标,与国际性的研究计划结合,综合多学科的研究力量,在研究思路和关键方法上需要突破和深入,加强研究的广度和深度。长江更可以作为一个突破口和研究平台,来开展深入的沉积地球化学示踪研究。     

云贵高原典型串珠状岩溶湿地水文地质演化研究

位于云贵高原面上宣威岩溶断陷盆地北东部的格宜镇,地貌类型为岩溶丘峰谷区,广泛分布碳酸盐岩地层,由于岩石建造和外地质应力的复杂性,在强烈的溶蚀作用下形成了多种多样的地貌形态,既有溶蚀形成的溶洞、洼地、谷地、落水洞等地表岩溶地貌,又有地下河管道等。通过水文地质学、岩溶学方法,对湖泊型串珠状湿地的构造、水文地质、岩溶发育特征进行研究,云贵高原面上串珠状岩溶湿地演化过程经历了地壳抬升期、南地壳稳定期、地壳再次抬升期三个阶段,在新构造运动作用下,由于地壳抬升,侵蚀基准下切等原因,岩溶管道在漫长的时间内垮塌、淤泥堵塞及岩溶发育的不均匀条件下了形成地表串珠状湿地。针对目前湿地面积的不断萎缩、减小问题,提出了具体的保护建议。