论文部分内容阅读
加积型红土质地均一,无层理,不含砾,母质显示风成特性,广泛分布于中国南方亚热带地区,是开展第四纪环境研究的重要载体。本文借助重矿物特征探讨南方中亚热带加积型红土的物质来源与形成环境。在江西、浙江、安徽、湖南等地20个加积型红土剖面上选取45个样品,同时,以同区域风成砂、河流沉积物、下蜀黄土、基岩风化物若干样品作为对照样,在实验室内进行重矿物鉴定,依据鉴定结果,探讨加积型红土重矿物特征,通过与对比样品之间重矿物特征的对比,进一步探讨它们之间的物质联系及加积型红土的物质来源。初步所得如下结论：(1)45个加积型红土样品被分为黄棕色土、网纹黄棕色土、均质红土、网纹红土四种类型,四类样品中均鉴定出重矿物十余种,包括黄铁矿(FeS2)、角闪石、磷灰石、毒砂(FeAsS)、绿帘石、钛铁矿(FeTiO3)、赤褐铁矿、榍石、锆石(ZrSiO4)、辉石、白钛矿(TiO2·nH2O)、石榴石、金红石(Ti02)、电气石和一些石英质碎屑物质。从重矿物种类看,四类样品均以稳定和极稳定重矿物钛铁矿、赤褐铁矿和锆石为主,其次是锐钛矿和白钛矿,此外有较少的不稳定和较稳定矿物,主要为辉石、角闪石、方铅矿、透闪石、石榴石和绿帘石等。从重矿物组合模式看,均为稳定、极稳定重矿物组合,少数样品的重矿物组合中包含不稳定或较稳定重矿物。重矿物颗粒以次棱角状、次滚圆状为主,棱角状其之,滚圆状见最少,粒径主要集中在20μm-100μm之间和110μm-100μm之间。(2)黄棕色土中共鉴定出18种重矿物,网纹黄棕色土中鉴定出16种重矿物,均质红土中鉴定出18种重矿物,网纹红土中鉴定出18种重矿物。黄棕色土中稳定和极稳定重矿物86.62%,较稳定重矿物3.98%,不稳定矿物3.09%；网纹黄棕色土中稳定和极稳定重矿物78.78%,较稳定重矿物2.95%,不稳定矿物6.75%；均质红土中稳定和极稳定重矿物89.07%,除两个样品检测出了较稳定重矿物外,其它均质红土中均未发现较稳定重矿物,不稳定矿物仅1.92%；网纹红土中稳定和极稳定重矿物86.29%,较稳定重矿物1.04%,不稳定矿物3.18%。黄棕色土重矿物组合主要为锆石-钛铁矿-赤褐铁矿-锐钛矿、锆石-赤褐铁矿-钛铁矿-白钛矿；网纹黄棕色土重矿物组合主要为锆石-钛铁矿-白钛矿-锐钛、钛铁矿-赤褐铁矿-锆石-锐钛矿；均质红土重矿物组合主要为赤褐铁矿-锆石-锐钛矿-钛铁矿、钛铁矿-锆石-锐钛矿-白钛矿；网纹红土重矿物组合主要有锆石-钛铁矿-白钛矿-赤褐铁矿、白钛矿-赤褐铁矿-锆石-锐钛矿、赤褐铁矿-锆石-钛铁矿-锐钛矿。四类样品重矿物种类、含量、组合总体相似,但也存在一些差异。相比之下,黄棕色土和网纹黄棕色土重矿物组合的相似度更高,均质红土和网纹红土重矿物组合更接近。(3)加积型红土重矿物特征指数分析表明,加积型红土的稳定系数(W)值均较小,且接近0,说明各类加积型红土风化较强,且风化程度相似。磷灰石指数(ATi)均为0,说明各类加积型红土中不含磷灰石。石榴子石指数(GZi)差异较大,毛家村(MJC-03、MJC-01)、新墙(XQ-02)和荷花堰(HH2-09)4个样品GZi指数较大,分别为23、25.55、25.21和9.66；新墙(XQ-04)、岳泪公路(LMGL3-02、LMGL3-01)3个样品GZi指数分别为2.14、4.57、2.78；皖南-浙北地区的福禄镇(FLZ1-07)、浦江(PJ-12)和鄱阳湖周边地区的周华村(ZHC-01)、生机林(G.SJL-02)、星子县(XZX-01)等样品的GZi指数大于0,但数值很小,还有一些样品中为0,说明一些样品中不含石榴子石,另一些样品中中含有数量不等的石榴石。重矿物成熟度指数(ZTR)均较大,位于12.13-42.56之间,加积型红土重矿物组成稳定。从重矿物特征指数中可以看出,加积型红土四类样品在风化程度相似的情况下,均不含磷灰石,重矿物均比较稳定,其主要物源一致,但有些样品中含石榴石,是其受到本地母岩风化物物源影响的表现。(4)不同区域的物源对比分析表明：皖南-浙北区加积型红土与下蜀黄土的重矿物特征相似度高,与本地风化物物源相似度较低,说明下蜀黄土对皖南-浙北区的加积型红土提供了主要物源；鄱阳湖周边地区的加积型红土与下蜀黄土的重矿物特征相似性好,尤其是位置靠北的加积型红土与下蜀黄土的重矿物特征的相似度较位置靠南的加积型红土高,说明鄱阳湖周边地区的加积型红土与下蜀黄土之间存在物质联系,这种物质联系还存在纬度上的变化,但是,鄱阳湖周边地区加积型红土物源还受周边风成砂、长江沉积物和本地母岩风化物的影响,物源多元复杂。洞庭湖周边地区的加积型红土下蜀黄土的联系较小,与沅江沉积物及母岩风化物之间存在一定的物质联系。总体上看,不同区域加积型红土的物源存在一定差异。综上所述,各类加积型红土在重矿物特征上表现出较大的一致性和某些方面的差异性,其物源既有远程风尘物源的贡献,又受近源物源的影响,呈多元性。皖南-浙北区与下蜀黄土的物源联系更密切,鄱阳湖周边地区的加积型红土物源复杂,其中位置靠北的加积型红土与下蜀黄土的物源更紧密。洞庭湖周边地区的加积型红土也存在多个物源,与母岩风化物和沅江沉积物之间存在物质联系。加积型红土中重矿物颗粒的粒径分布和砂组分(>63μm)中矿物颗粒磨圆度证据也揭示其物源多元复杂性。