多米尼群和蓬戈拉群(南非德兰士瓦)底部前寒武纪古土壤的化学和矿物特征

我们研究了发现于(元古宙最下部)多米尼群及(太古宇)蓬戈拉群的沉积岩与下伏花岗岩(南非德兰士瓦)之间的蚀变带。该蚀变带有一过渡的下部界线,原生火成矿物向上到与上覆沉积岩接触处全部渐次破坏。Ca、Mg、Na、P和Mn在该带往上逐渐流失。化学和矿物变化以及可用的地层证据都与这些带所形成的古土壤是28—30亿年前前寒武纪风化作用产物的解释完全符合。古土壤形成后又遭到交代作用和变质作用。眼下古土壤中见到的绢云母可能是原始泥土经低温钾交代作用形成的。前蓬戈拉群古土壤中的红柱石可能由保存地下水流和钾交代作用的不透水带中的原始泥土经变质而生成。调查了三个地方的多米尼古土壤。除铁的性状外,上述三个地点的风化作用结果相似。有一处丧失了20％的铁,而另一处竟失去了75％和80％的原始铁含量。铁丧失量的差异可能是由于在颗粒大小和地形的活动中土壤通气量及大气圈气体的扩散所发生的变化所致。铁丧失量的变化可以用于把某些制约条件放在前寒武纪大气圈的组分上。受多米尼古土壤(上覆含铀砾岩)施加影响的特定制约条件,需要化学风化和温室效应,并可能存在扩散性的光化学氧化剂,氧分压和二氧化碳气体分压的可能范围:PO_2为0.02％到0.5 PAL(现代大气圈水平),PCO_2为5—30 PAL。