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《浙江师范大学》 2009年
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金衢盆地红土的理化特征与形成环境

李建武  
【摘要】: 金衢盐地红土分布广泛,本文以金衢盆地第四纪红土为研究载体,利用沉积学、土壤学、环境地球化学等研究方法,对该区红土的分布特征、沉积特征、理化性质及其形成环境展开研究,并在此基础上对金衢盆地红土进行成因分类。通过研究,初步得到以下主要结论: (1)金衢盆地红土的分布特征。红土分布范围北以龙门山脉为界,东北以会稽山为界,西南至仙霞岭北麓,主要分布在永昌、汤溪、琅琊、罗店、仙桥、孝顺、浦江黄宅等地。地形上,主要分布在岗地、低缓丘陵、部分山麓地带、山间盆地、河流两岸的各级阶地及古老的洪积扇前沿部位;分布区形状上,既有连片的集中分布,又有侵蚀残留的零星分布,多呈条带状展布。 (2)粒度特征组成、粒度参数和粒度体积分形特征。金衢盆地红土均以粘粒(<4μm)和粉砂(4-63μm)为主要组分,砂(>63μm)含量较小,粒度频率曲线主要包括单峰略带细尾型、双峰型和多峰型三种类型,分选系数(σ值)剖面间差别较大,对应分选中等和较差级别,SKφ值除HHT剖面为负值外,其余样品均属近正态分布和正偏态;粒度体积分形特征显著。 根据粒度特征可分成三种类型,第一类粘粒含量较高,砂含量很小,粒度频率曲线为单峰略带细尾型;平均粒径较细,分选较好,分维值较小,以TX、LYZ、SSSW、LD剖面为代表。第二类粘粒含量较小,砂含量明显增大,粒度频率曲线表现为双峰型,峰值较第一类明显下降;粒径较粗,分选较差,分维值较小,包括YT、XQ、QJ、PL剖面。第三类粘粒含量较小,砂含量较大,粒度频率曲线属多峰型;粒径较粗,分选很差,分维值较大,如HHT剖面。 (3)地球化学特征。主量元素组成以SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3为主,三者总量超过85%,K_2O、Na_2O、CaO、MgO等易溶组分的含量很低,主量元素含量由大到小依次为:SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、K_2O、TiO_2、MgO、CaO、Na_2O、MnO、P_2O_5;与上陆壳(UCC)平均组成相比,具有富Ti、Fe、Al,贫K、Na、Ca、Mg的特征;相关分析表明,红土样品的Fe_2O_3与SiO_2含量之间线性相关较差,而(Al_2O_3+Fe_2O_3)与SiO_2含量间线性相关较好,呈明显负相关;微量元素Zn、Rb、Sr含量明显低于UCC值,而Zr、Pb则高于UCC值。 根据地球化学特征,可分成三种类型:第一类以LYZ、LD剖面为代表,SiO_2和易溶组分含量较低,而Al_2O_3、Fe_2O_3和TiO_2含量较高;Sr、Y、Zn、Pb和Ba元素含量较高,Cu、Cr元素含量较低,而Rb/Sr值沿剖面自下而上减小。第二类是以XQ、PL、QJ、YT剖面为代表,SiO_2和易溶组分含量较高,而Al_2O_3、Fe_2O_3和TiO_2含量含量较低;微量元素Rb、Sr、Y、Zn、Pb和Ba含量较高,Cu、Cr元素含量较低,Rb/Sr比值沿剖面自下而上增大。第三类SiO_2和易溶组分含量较高,而Al_2O_3、Fe_2O_3和TiO_2含量含量较低;微量元素Rb、Sr、Y、Zn、Pb和Ba含量较低,而Cu、Cr元素含量较高,Rb/Sr比值沿剖面自下而上增大,以HHT剖面为代表。 (4)综合金衢盆地红土分布特征、沉积特征、粒度特征及地球化学特征,将金衢盆地红土分为均质类红土和非均质类红土两大类,后者又可细分为残积风化壳型和冲洪积型红土。 均质类红土质地均一,以LYZ、TX、SSSW和LD剖面为代表。粒度组成以粉砂和粘粒为主,分选系数和分维值较小;粒度三角图解投影区分布较为集中,明显区别于非均质类红土;粒度频率曲线多为单峰正偏形态。地球化学特征也较均一,主量元素组成以SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3为主,Al_2O_3、Fe_2O_3和TiO_2含量较高,易溶组分强烈淋失,含量相对较低;红土和其下伏基岩,主量元素含量和Ti/Zr比值差别较大,一定程度上反映了红土与其下伏基岩在物源上的不同一性;均质红土层风化强度小于下覆网纹红土层,而明显区别于风化残积型和冲洪积型红土的风化特征。微量元素组成中,Sr、Y、Zn、Pb和Ba元素含量较高,Cu、Cr元素含量较低,而Rb/Sr值沿剖面自下而上减小。 残积风化壳型红土,以YT、XQ、QJ、PL剖面为代表,是直接在基岩上发育的红色风化壳。粒度组成以粉砂为主,粘粒含量相对较小,而砂含量明显高于均质类红土;粒度三角图解投影区除少数样品与均质类红土有所重叠外,大多数样品均能与均质类红土和冲洪积型红土较好区分开。粒度频率曲线峰值较第一类明显下降,粗组分含量明显较第一类红土增多。分选程度中等,粒度体积分维值较小。主量元素组成也以SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3为主,但Al_2O_3、Fe_2O_3和TiO_2含量相对低于均质类红土,K_2O、Na_2O、CaO、MgO等易溶组分淋失弱于均质类红土,含量相对较高。从基岩到均质红土层,CIA值逐渐增大;微量元素组成中,Sr、Y、Zn、Pb和Ba元素含量低于均质类红土,而Cu、Cr元素含量则相对较高,Rb/Sr值明显不同于均质类红土,沿剖面自下而上呈现逐渐增大的趋势。 冲洪积型红土,以HHT剖面为代表,具有显著的非均质特征。粒度三角图解投影单独成一区,粒度组成中砂含量较大,粘粒含量介于残积风化壳型红土和均质类红土之间。平均粒径较粗,分选系数较大,分选较差,体积分形值较大。从基岩到均质红土层,主量元素含量变化复杂,K_2O、Na_2O、CaO、MgO平均含量先减少后增加,TiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3含量呈先减后增的趋势,而SiO_2含量先增加后减少。微量元素组成中,与基岩相比Zr、Cr元素呈现富集特点,Rb、Sr、Zn、Ba具亏损特征,但在Cu、Pb、Y含量上与残积风化壳型红土有所区别,Rb/Sr值沿剖面自下而上呈现逐渐增大的趋势。这些特征均指示其物质组成的非均质性和成因的复杂性。 (5)红土形成环境探讨。金衢盆地红土的主量元素组成,表明其符合亚热带地区脱硅富铝/脱硅富铝铁的基本成土过程,反映了该区第四纪以来的温暖湿润化学风化环境。金衢盆地红土剖面中可以普遍见到结核,红土中结核的物质组成和结构特点是不同时期气候环境变化的产物,不同层位出现多层铁锰结核的现象,一定程度上也反映了红土发育过程中经历了多次淋溶-淀积的复杂成土过程。均质类红土网纹红土层CIA值大于均质红土层,表明该类红土网纹红土风化强度大于均质红土层,指示网纹红土经历了比均质红土风化作用更强的气候环境。
【学位授予单位】:浙江师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:P595

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