| 碳酸盐岩风化壳岩-土界面风化作用机制——淋溶模拟实验的初步研究 |
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| 引用本文： | 冯志刚,马强,李石朋,王世杰,黄伟,刘江,史文革.碳酸盐岩风化壳岩-土界面风化作用机制——淋溶模拟实验的初步研究[J].地质学报,2013,87(1):119-132. |
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| 作者姓名： | 冯志刚 马强 李石朋 王世杰 黄伟 刘江 史文革 |
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| 作者单位： | 南华大学核资源与核燃料工程学院，湖南衡阳，421001; 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室，贵阳，550002;南华大学核资源与核燃料工程学院，湖南衡阳，421001;;南华大学核资源与核燃料工程学院，湖南衡阳，421001;;中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室，贵阳，550002;南华大学核资源与核燃料工程学院，湖南衡阳，421001;;南华大学核资源与核燃料工程学院，湖南衡阳，421001;;南华大学核资源与核燃料工程学院，湖南衡阳，421001; |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目（面上项目，重点项目，重大项目）,中国科学院知识创新项目 |
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| 摘 要： | 碳酸盐岩风化壳通常呈现出清晰突变的岩-土界面,成为直接利用野外地质剖面的发育特征探索碳酸盐岩风化作用过程的障碍。本文选择贵州中部及湘西的4条典型碳酸盐岩原位风化壳的岩-土界面作为研究对象,模拟干热风化条件(即气候温暖或炎热、排水条件良好的风化状态),在24～29.5℃的环境温度下,利用饱和CO2水对各剖面岩粉层样柱开展了系统的淋溶实验研究(淋溶终点以碳酸盐完全溶蚀为标志)。通过对淋出液中主要造岩元素和淋溶残余物的动态取样分析,初步揭示了碳酸盐岩风化壳岩-土界面的风化作用机制。结果表明:①碳酸盐岩风化壳岩-土界面风化过程中,碳酸盐的溶蚀和酸不溶物的分解是同步进行的,在碳酸盐淋溶伊始,酸不溶物已表现出明显的风化倾向;②排水条件良好的风化环境下,由硅酸盐等酸不溶物组分分解溶出的盐基离子及Si等元素更易随风化溶液淋失,使得在风化残余物中难以形成蒙脱石、伊利石、高岭石等自生粘土矿物。酸不溶物相的其他造岩元素中,Ti和Al为惰性元素,Fe为弱迁移元素,Mn和P表现出明显的活性;③碳酸盐岩岩粉层的水-岩作用过程中,当碳酸盐含量对水-岩反应而言过量时,碳酸盐的溶蚀强度主要受岩粉层质地的制约。粒度粗,渗透性强,水-岩作用时间短,碳酸盐的溶蚀量低,反之亦然。而酸不溶物组分对于水-岩反应而言,在整个淋溶周期内都是不足的,其含量成为制约水-岩反应强度的主要因素。
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| 关 键 词： | 碳酸盐岩风化壳 岩-土界面 淋溶模拟 风化作用机制 岩粉层 |
| 收稿时间： | 2012/1/19 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2012/7/17 0:00:00 |
Weathering Mechanism of Rock-Soil Interface in Weathering Profile Derived from Carbonate Rocks:Preliminary Study of Leaching Simulation in Rock Powder Layer |
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| FENG Zhigang,MA Qiang,LI Shipeng,WANG Shijie,HUANG Wei,LIU Jiang and SHI Wenge.Weathering Mechanism of Rock-Soil Interface in Weathering Profile Derived from Carbonate Rocks:Preliminary Study of Leaching Simulation in Rock Powder Layer[J].Acta Geologica Sinica,2013,87(1):119-132. |
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| Authors: | FENG Zhigang MA Qiang LI Shipeng WANG Shijie HUANG Wei LIU Jiang and SHI Wenge |
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| Institution: | School of Nuclear Resource and Nuclear Fuel Engineering, University of South China, Hengyang, Hunan, 421001; The State Key Laboratory of Geochemistry, Institute of Geochemistry, CAS, Guiyang, 550002;School of Nuclear Resource and Nuclear Fuel Engineering, University of South China, Hengyang, Hunan, 421001;;School of Nuclear Resource and Nuclear Fuel Engineering, University of South China, Hengyang, Hunan, 421001;;The State Key Laboratory of Geochemistry, Institute of Geochemistry, CAS, Guiyang, 550002;School of Nuclear Resource and Nuclear Fuel Engineering, University of South China, Hengyang, Hunan, 421001;;School of Nuclear Resource and Nuclear Fuel Engineering, University of South China, Hengyang, Hunan, 421001;;School of Nuclear Resource and Nuclear Fuel Engineering, University of South China, Hengyang, Hunan, 421001; |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | weathering profile of carbonate rock rock-soil interface leaching simulation weathering mechanism acid-insoluble residue Guizhou Province |
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