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《中国科学院研究生院(广州地球化学研究所)》 2003年
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湖南下寒武统黑色页岩风化的环境地球化学初步研究

宋照亮  
【摘要】: 近年来,地表风化作用逐渐成为地球科学和环境科学研究的焦点。与其它岩石类型相比,黑色页岩是一类富含硫化物、有机质以及V、Ni、Mo、Cu、Zn等微量元素的沉积岩,对该类岩石进行化学风化作用研究具有重要的理论、环境和经济价值。但与花岗岩、玄武岩等其它岩石的化学风化研究相比,黑色页岩化学风化作用研究在广度和深度上都很不够。 根据文献阅读和野外调查,本文选择了湖南安化、桃江、望城等地下寒武统黑色页岩及有关风化剖面作为研究对象,并在查明湖南下寒武统黑色页岩的风化现状及其与土壤组成、人类活动的关系的基础上,对比研究了黑色页岩风化前后主量和微量元素等化学组成的变化,探讨了元素的富集和迁移转化机制以及黑色页岩风化与区域环境质量的关系,得出了如下几点主要成果和认识: (1)Ti是黑色页岩风化过程中的“不活动”元素,可作为参照元素,对其它元素的活动性进行质量平衡计算。 (2)CIA值并不能灵敏地反映黑色页岩的化学风化程度,A-CN-K三角图解并不能完整地反映黑色页岩化学风化的整个过程。 (3)电负性、离子半径、配位数、电价、剖面发育程度、元素在母岩中的分布、介质条件、粘土矿物和有机质吸附作用等是影响黑色页岩风化过程中元素行为的重要因素。 (4)提出了表土层元素富集因子和风化剖面元素迁出因子,用于估算岩石风化对水体及其沉积物、土壤的化学组成影响的程度。结果表明:在黑色页岩风化过程中,Cd、Sb、Zn、U等元素对残积土壤组成影响较大,REE、Y、Cr、Cu等元素对周围水体及沉积物组成影响较大,而V、Ni、Mo、T1等元素对残积土壤和周围水体及沉积物组成影响都较大。 (5)在黑色页岩连续分布区内,黑色页岩风化、区域元素背景值、地克病等地球化学病症三者之间具有某种程度的因果关系。
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