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碳酸盐岩风化过程中高场强元素的地球化学行为研究——来自碳酸盐岩淋溶实验的证据

冯志刚  刘炫志  韩世礼  马强  
【摘要】:选择黔中地区的一条白云岩原位风化剖面(平坝剖面)作为研究对象,通过对岩-土界面之下的岩粉层(砂状碳酸盐岩)动态淋溶过程中高场强元素(HFSE)地球化学行为的研究,并结合其在风化壳剖面的分布特征,获得了以下主要认识:(1)碳酸盐岩风化过程中,HFSE间存在明显的分馏,而且元素分馏主要出现在岩-土界面作用过程中,即碳酸盐岩溶蚀形成残积土阶段;元素的地球化学惰性由强到弱的顺序依次为ZrHfNbScThTaTiY,其中,Zr是最稳定的元素,Hf仅次于Zr,Nb和Sc也相对较为惰性,而Th、Ta、Ti、Y呈现出明显的活性;(2)对于碳酸盐岩风化剖面的质量平衡计算,Zr是理想的参比元素(即惰性元素);(3)由基岩酸不溶物至风化壳剖面,元素对Nb-Ta、Zr-Hf显示出较好的协变性,没有明显分馏,因此,在利用这类元素对岩溶区风化壳的物源进行示踪时,碳酸盐岩作为潜在母岩,宜采用其酸不溶物作为参比对象;(4)碳酸盐岩风化过程中,虽然Sc也是一个较为稳定的HFSE,但在风化母岩中分布不均匀,不宜用于岩溶区风化壳的物源示踪。

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