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针对贵州碳酸盐岩风化壳岩-土界面普遍存在稀土富集的现象,本学位论文选择贵州安顺平坝、铜仁松桃地区的碳酸盐岩风化壳为具体研究对象,利用选区电子衍射方法着重对碳酸盐岩风化壳岩-土界面土层的稀土矿物进行了鉴定,并依据风化壳剖面稀土地球化学特征初步解析了稀土矿物的成因。取得了如下几个方面的认识: 1)碳酸盐岩风化壳岩-土界面稀土矿物的形态特征为:粒度小,呈纤维状、束状;。 2)松桃地区碳酸盐岩风化壳岩-土界面稀土富集层中的稀土矿物为贫Ce独居石,其化学式为(La0.472,Nd0.39,Ca0.21)PO4,矿物的晶体结构与独居石相同(单斜晶系,空间群P21/n,Z=4)。 3)贫Ce独居石的可能成因为:碳酸盐岩在风化过程中释放出稀土元素(REE),Ce在剖面中上部发生氧化水解,水解产物主要与铁锰氧化物或与粘土矿物结合,使Ce相对保留富集,其它REE随风化流体向下迁移;当下渗风化流体到达岩-土界面处,由于环境的骤变(主要为pH值变化,称之为碱性障),贫Ce的LREE3-与PO43-沉淀形成磷酸盐矿物。 4)在碳酸盐岩风化过程中,稀土元素存在明显的分异。经球粒陨石标准化,显示为剖面下部,超常富集LREE,稀土富集层的La和Nd可占60%以上质量分数,Ce的含量低于能谱检测限。而稀土富集层以上的土层的稀土富集程度较低。 5)Ce在剖面中上部基本表现为正异常,岩-土界面(包括岩粉层和稀土富集层)则为强烈的负异常,其原因可能是:在剖面上部,Ce3+氧化水解,并与铁锰氧化物共同沉淀,少量的与粘土形成氢键或者与有机物络合沉淀,导致剖面上部正异常。由于Ce在风化壳上部沉淀,下渗的风化流体显著贫Ce,在风化壳底部稀土富集层的,稀土富集主要是La、Nd等LREE,Ce相对贫乏。