王世杰,孙承兴,冯志刚,刘秀明

• 1: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
• 2: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
• 3: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
• 4: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 贵州贵阳550002

摘要(Abstract)：

对于碳酸盐岩上覆土壤成因 ,尽管碳酸盐岩风化残积成土说被多数学者认同 ,但由于碳酸盐岩中酸不溶物含量极低 ,在风化成土过程中会伴随巨大的体积缩小变化 ,原岩结构和半风化带无法保留 ,从而缺失了探索上覆土壤物质来源的重要中间环节 ,使得这种观点缺乏野外宏观证据的支持。最近 ,我们在贵州、湖南等地发现了数个以泥质灰岩和泥质白云岩为基岩的碳酸盐岩风化壳剖面 ,尚保留有较好的原岩结构 ,具有明显的风化壳分带和过渡现象。这些风化壳剖面的发现为深入研究碳酸盐岩风化成土过程提供了良好的研究场所。本文选取了较为典型的吉首泥灰岩风化壳剖面 ,从矿物学及地球化学的角度来探讨碳酸盐岩风化壳的形成过程和发育特征 ,结果表明该风化壳既遵循非碳酸盐岩 (主要是结晶岩类 )风化壳的发育特征 ,也具有自己独特的地球化学演化规律。风化壳总体特点受碳酸盐岩中的酸不溶物矿物组合及化学成分的影响甚至控制 ,风化作用早期半风化带基本保留了酸不溶物的各种矿物学及地球化学特征 ;风化作用后期 ,风化壳发育显示了和非碳酸盐岩风化壳相似的发育特征。吉首泥灰岩风化壳剖面的发育特征和作者早先提出的碳酸盐岩风化成土的两阶段模式是一致的 ,即以碳酸盐矿物大量淋失、酸不溶物逐渐堆积或残积为特征的早期阶?

关键词(KeyWords)： 碳酸盐岩;风化壳;矿物学;地球化学;残积土;吉首

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): (批准号 :4983 3 0 0 2 ) ;国家攀登计划项目 (95 预 3 9);; 中国科学院“西部之光”项目

作者(Author): 王世杰,孙承兴,冯志刚,刘秀明

DOI: 10.16461/j.cnki.1000-4734.2002.01.004

参考文献(References)：

• [1]　王世杰,季宏兵,欧阳自远.碳酸盐岩风化成土作用的初步研究[J].中国科学(D),1999,29(5):441～449.
• [2]　季宏兵,欧阳自远,王世杰.白云岩风化剖面的元素地球化学特征及其对上陆壳平均化学组成的意义———以黔北新蒲剖面为例[J].中国科学(D),1999,29(6):504～513.
• [3]　李景阳,王朝富,樊廷章.试论碳酸盐岩风化壳与喀斯特成土作用[J].中国岩溶,1991,10(1):29～38.
• [4]　李德文,崔之久,刘耕年.岩溶风化壳形成演化及其循环意义[J].中国岩溶,2001,20(3):183～188.
• [5]　孙承兴,王世杰,季宏兵.碳酸盐岩风化成土过程中的REE超常富集及Ce强烈亏损的地球化学机理[J].地球化学,2002,31(1)(待刊).
• [6]　李景阳,朱立军,陈筠.贵州碳酸盐岩风化壳稀土元素分布特征[J].中国岩溶,199817(1):15～23.
• [7]　季宏兵.贵州岩溶台地白云岩上覆红色风化壳的物质来源、形成过程和古环境重建[D].贵阳:中国科学院地球化学研究所(博士学位论文),2000.
• [8]　MuhsDR ,CrittendenRCandRosholtJN ,etal.Genesisofmarineterracesoils,Barbados,westIndies:Evidencefrommineralogyandgeochem istry[J].EarthSurfaceProcessesandLandforms,1987,12:605～618.
• [9]　LegrosJP .SoilofAlpinemountains[A].MartiniIPandChesworthW .Weathering,SoilsandPalaeosols[C].Amsterdam:Elservier,1992.121～142.
• [10]　NesbittHWandYoungGM .EarlyProterozoicclimatesandplatemotioninferedfrommajorelementchemistryoflutites[J].Nature,1982,299:715～717.
• [11]　BrimhallGandDietrichWE .Constitutivemassbalancerelationsbetweenchemicalcomposition,volume,density,andstraininmetasomatichy drochemicalsystems:Resultsonweatheringandpedogenesis[J].GeochimicaetCosmochimicaActa,1987,51:567～587.
• [12]　NesbittHW .Mobilityandfractionationofrareearthelementsduringweatheringofagranodiorite[J].Nature,1979,279:206～210.
• [13]　PortoCGandHaleM .GoldredistributioninthestonelinelateriticprofileofthePossedeposit,centralBrazil[J].EconomicGeology,1995,90:308～321.
• [14]　NieuwenhuyseAandBreemenNV .QuantitativeaspectsofweatheringandneoformationinselectedCostaRicanvolcanicsoils[J].SoilScienceSo cietyofAmericanJournal,1997,61:1450～1458.
• [15]　NesbittHWandMarkovicsG .Weatheringofgranodioriticcrust,long termstorageofelementsinweatheringprofiles,andpetrogenesisofsilici clasticsediments[J].GeochimicaetCosmochimicaActa,1997,61:1653～1670.
• [16]　何子平.岩溶动力系统对典型石灰岩土肥力特征的影响[J].中国岩溶,2001,20(3):231～235.
• [17]　BanfieldJFandEggletinRA .Apatitereplacementandrareearthmobilization,fractionationandfixationduringweathering[J].ClaysandClayMinerals,1989,37:113～127.
• [18]　王中刚,于学元,赵振华等.稀土元素地球化学[M].北京:科学出版社,1990.1～495.
• [19]　DuddyIR .Retributionandfractionationofrareearthandotherelementsinaweatheringprofile[J].ChemicalGeology,1980,30:363～381.
• [20]　杨学明,杨晓勇,张培善等.江西大吉山花岗岩风化壳稀土矿床稀土元素地球化学[J].稀土,1999,20(1):1～5.
• [21]　宋云华,沈丽璞,王贤觉.某些岩石风化壳中稀土元素的初步探讨[J].科学通报,1987,(9):695～698.
• [22]　BraunJ J ,PagelMandMullerJ J.Ceriumanomaliesinlateriticprofiles[J].GeochimicaetCosmochimicaActa,1990,54:781～789.
• [23]　PrudencioMI ,BragaMASandGouveiaMA .REEmobilization,fractionationandprecipitationduringweatheringofbasalts[J].ChemicalGeol ogy,1993,107:251～254.
• [24]　李文达,王文斌,程忠富等.华南红土化作用地球化学及红土型金矿形成的可能性[M].北京:地质出版社,1995.1～76.
• [25]　BarshadL ,HalevyE ,GoldHA ,etal.ClaymineralsinsomelimestonesoilsfromIsrael.SoilScience,1956,81:423～437.
• [26]　韦启蹯,陈鸿鸣,吴志东等.广西弄岗自然保护区石灰土的地球化学特征[J].土壤学报,1983,20(1):30～41.
• [27]　袁道先,蔡桂鸿.岩溶环境学[M].重庆:重庆出版社,1988.24～30.
• [28]　DurnG ,OttnerFandSlovenecD .MineralogicalandgeochemicalindicatorsofthepolygeneticnatureofterrarossainIstria,Croatia[J].Geoder ma,1999,91(12):125～150.
• [29]　DaninA ,GersonRandMartonK ,etal.Patternsoflimestoneanddolomiteweatheringbylichensandblue greenalgaeandtheirpalaeoclimaticsignificance[J].Palaeogeogr.Palaeoclimatol.Palaeoecol.,1982,37:221～233.
• [30]　DaninA ,GersonRandGartyJ.Weatheringpatternsonhardlimestoneanddolomitebyendolithiclichensandcyanobacteria:Supportingevidenceforoeliancontributiontoterrarossasoil[J].SoilScience,1983,136(4):213～217.