曹家卧龙红色风化壳石英颗粒表面形态和粒度分布特征初步研究

【摘要】：本文选取了庄河曹家卧龙红色风化壳为研究对象。使用SEM扫描电镜观测了红色风化壳中石英砂的磨圆度及表面形态特征,分析石英颗粒表面形态特征组合及伴随关系,结合了风化壳粒度参数及化学蚀变量,解译沉积物发育环境,并还原环境气候的冷暖干湿变化。得到以下几点结论:(1)曹家卧龙剖面风化壳红土及下伏棕黄土中的石英颗粒表面形态特征相似度很高,二者磨圆度差,都以次棱角状为主。整体上红土中石英砂化学作用改造程度高于棕黄土中石英颗粒。两者石英砂表面皆以低突起为主,粘结颗粒普遍出现。(2)曹家卧龙风化壳中粘粒所占比例在1.27%-12.31%之间,平均含量为3.18%,粉粘比范围在9.28-24.29之间,平均粉粘比15.46。剖面从上到下,粉粘比数值变化频繁,说明红色风化壳发育过程中气候出现波动。曹家卧龙风化壳中值粒径为2.84φ-5.8φ,平均粒度介于3.17-5.83φ之间。风化壳频率曲线形态为多峰且不对称,偏度呈现正偏态,众数峰为粗粒峰,具备河流沉积物特征。观测到4-7个峰态,表明成土母岩的强烈不均一。粒度参数散点图显示,风化壳红土及下伏棕黄土源于下伏基岩原地风化。(3)辽东半岛四个剖面发育程度为:石槽剖面红色风化壳城山头剖面红色风化壳七顶山红色风化壳曹家卧龙剖面红色风化壳。辽东半岛风化壳总体上表现出自西向东风化程度逐渐增加,向东延伸至庄河风化程度再降低。(4)曹家卧龙剖面红色风化壳CIA值在82.33-92.53之间,平均值为88.44,处于高等化学风化状态,形成环境具有温度高湿度大的特征。CIA值总体上表现随深度变化表现出波动性,说明风化壳风化强度有所变化,进而证明了其所处环境的气候波动性。根据CIA值变化趋势,将曹家卧龙风化壳划分为五个阶段。其变化分别为升高-降低-升高-降低-升高。风化壳中石英砂表面发育化学成因特征也表现出和CIA相关的变化趋势,两者变化共同指示了曹家卧龙风化壳形成时期的环境变化,即:湿热-暖湿-湿热-暖湿-湿热。