(三)母质母岩类型对红土微量元素分布的影响

如题所述

1.本区4种主要母质母岩衍生红土的元素含量特征

在本区第四纪红土的主要母岩中,花岗岩以富Mn、Zn、Zr为特点;砂页岩含Zr最多,其次为Cr和Mn;紫红色砂页岩含较多的Mn和Zr,其次是Zn和B。这3类母岩的共同特点是Mn、Zn、Cr、Zr的含量都较高,尤其尤以Mn为显著。由4种主要母质母岩发育成的红土部分微量元素平均值及标准差见表4-32。由表可看出,花岗岩类发育的红土以富Bi、Mo为特点;紫红色碎屑岩上发育的红土含Cl、Mn、Sr最多;变质砂岩板岩红土贫Mo、Sr、W;砂砾石沉积物发育的红土以富As、Br、Hg、I、Sb、Se、Sn、W、Zr为特征。

表4-32 洞庭湖区第四纪红土的几种主要母质母岩发育红土的元素含量特征值

续表

就不同类的母质母岩发育的红土而言,微量元素含量有一定差异,这说明母岩的岩性对红土的微量元素状况是有影响的。

2.不同母岩红土元素在剖面上的变化

剖面元素组成的变化只能表明不同元素的相对含量的变化,要了解不同元素在剖面上的含量变化,还要对元素的迁移量进行等体积比较研究。

图4-22 不同母岩风化壳剖面微量元素含量比较

结合前文对红土中元素含量的因子分析,挑选出19种微量元素,通过协变与物质迁移计算,研究其在不同母质母岩、及其育成红土中的含量变化(图4-22)。考虑到Zr属难迁移元素,协变分析采用Zr为参照。根据不同母岩风化壳的微量元素变化计算了红土化过程中微量元素的淋失累积率(表4-33)。

从图4-22和表4-33可见,不同母岩风化、红土化过程中微量元素的迁移情况不一。

表4-33 不同母岩风化壳微量元素迁移累积率 (单位:%)

注:正值表示残余富集;负值表示淋溶带出。

(1)花岗岩红土化剖面

湿热环境条件下对原花岗岩进行风化、红土化,使其化学组成上发生显著的变化。从华容石伏地区花岗岩红土剖面的地球化学组分变化可清楚看出红土化后与原岩的组分差异表现为:Li、Be、F、Mn、Co、Zn、Rb、Sr、Ba的淋失,B、V、Cr、Ni、Cu、As、Nb、Mo、W、Hg的累积,总的来说剖面由母质母岩→红土,经风化淋溶、脱硅富铝作用,易溶微量元素淋溶流失,含量降低。

(2)紫红色碎屑岩红土化剖面

紫红色碎屑岩形成的红土仅V、Cr、Cu、W有少量淋失,其他元素均在红土中累积,说明紫红色碎屑岩的风化、红土化过程中微量元素的迁移率较小。这是因为紫红色碎屑岩的原岩形成即为湿热-干热的内陆湖泊沉积环境,易溶的微量元素这时便淋溶流失。其与后期的风化、红土化的基本环境条件并无大的差异,后者对其微量元素贫化作用不大,故微量元素迁移累积率变化幅度很小。

(3)变质砂岩板岩红土化剖面

变质砂岩、板岩风化形成风化壳的过程中,As、Hg、Mo、Cu、Cr、Co、V 累积;Sr、Ba、Rb、Zn、F、W、Mn、Ni、Li、B、Be、Nb淋失。在进一步的红土化过程中,Mo、Li、Hg、B、Nb进一步富集,Cu、Co、Cr、Ni、Mn、W、Zn则进一步贫化。红土中的Rb、F、Ba、Sr、Be相对于风化壳有富集,但相对于母岩是贫化的;相反,As、V则相对于风化壳有贫化,但相对于母岩是富集的。

(4)砂砾石沉积物红土化剖面

砂砾石沉积物是本区红土的主要母质类型。总的来说风化壳和各种红土的微量元素比母质中低,红土中除Cr、V、Mo、As外,其他微量元素相对母质均大量淋失。网纹红土中微量元素淋失率由大至小的顺序为:Mn、Co、Be、B、Ba、F、W、Li、Zn、Rb、Sr、Cu、Ni、Hg,Mn的淋失率为94.4%,Hg的淋失率为8.0%。

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