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硅酸盐矿物没有发生明显的迁移。S和是硅酸盐矿物的主要组成部分,在风化过程中属于相对稳 定的元素。A!在表生环境中,即使经风化作用被解析出来,大部分A!也只是转变为次生的粘土矿物而 不像Ca那样发生淋失。Fe、同样在黄土形成过程中表现出稳定的表生行为。T一般难以形成可溶 性化合物。F心则只有在强酸性条件下才发生淋溶迁移4),而黄土高原黄土堆积环境基本处于弱碱性氧 化环境,不利于Fe的迁移。 K、Na元素也分布于硅酸盐矿物中,被风化解析出来后,易受到粘粒的置换、吸附。但K、Na 的迁移能力在表生环境中是不同的。N妇是化学性质活泼的元素,在暖湿气候条件下最容易产生淋溶迁 移。K离子半径(1.33A)大于Na(0.97A),这使得K不仅是黄土中主要粘土矿物伊利石的组成元 素之一,也更易于粘粒吸附。K相对富集,其变化趋势受到粘粒含量的影响,与成壤强度正相关。 因此,Na的迁移与K的聚集代表了相对温暖湿润的环境。 如上所述,黄土的化学风化过程主要是碳酸盐类的淋失,C、Mg主要赋存在碳酸盐矿物中,微量 元素Sr则主要分散在含C矿物中。碳酸盐矿物的淋失与气候尤其是降水量有直接的关系。因此,反应 比较灵敏。在气候干冷、降雨量小、风化成壤作用弱的条件下,它们可在黄土中稳定存在,含量较高 相反,如气候湿热,降雨量大,风化成壤作用强,则它们极易被淋滤迁移而使含量相对亏损。对同一剖 面而言,Ca、Mg、Sr的亏损量与当时的平均降雨量基本成正比4川。 理论上讲,Ca、Sr应是同步变化的,但在风化过程中,Ca的淋溶淀积始终受控于碳酸盐矿物 迁移强度受降水量的控制,在水分下渗过程中,溶解态物质因过饱和而逐渐发生不同程度的淀积, 即次生碳酸盐的富集。尽管Sr与C地球化学行为相似,但Sr随水迁移时表现出典型的分散性,大部 分被迁移带走,只有少量随Ca向下部层位淀积50。Sr在原生碳酸盐中含量较高,在次生碳酸盐中较低 ,这可能正与其分散性有关。因此在本节对常量元素的讨论中加入微量元素S「作为比较,同时,磁 化率作为夏季风强度和降水的敏感代用指标也在此作为重要的参考数据出现, 微量元素 元素在风化成壤过程中的迁移与聚集不仅与黄土母质中矿物成分、粒度有关,而且与其形成后的气 候环境和生物地球化学过程有关。微量元素Cu、M、Z等在偏碱性偏氧化性的黄土形成环境中一般 不易发生迁移。同时,研究结果证实9,4,52~),成壤过程中生物活动特别是植物的生长可以造成某些 元素在土壤表层进行一定程度的聚集。Cu、M血、Z是植物生长必需的微量元素,植物能从土壤中吸收 一定量的Cu、Mn、Zn,并随枝叶落在地表而在表层相对富集。此外,游离的Cu、Mn、Zn又易被料 土物、有机质所吸附,而土壤中的粘土和有机质与风化成壤强度呈正相关。显然,植物生长量和风化 成壤强度直接影响着这些元素在土壤中的富集强度。即植被越茂盛,生物地球化学和风化成壤作用越强 烈,Cu、M、Z在士壤层相对富集程度就越高:相反,植被稀少,风化成壤作用弱,这些元素在土壤 层相对言集程度就越低。 在风化成壤过程中,Rb、Sr的地球化学行为不同,RSr比值大小与风化程度呈明显的正相关关系 7450。由于Rb的离子半径较大,具有较强的被吸附性能,被粘土矿物吸附而保留在原位:相比之下 离子半径较小的Sr则主要以游离态形式被地表水或地下水带走,造成风化产物中Rb/Sr比值升高P57。 b/Sr大小实际上反映了降水量的变化,指示了成壤作用的强度。降水量的增加会促进植被发有,生物 风化作用增强,导致土壤的淋溶作用加强,可溶物质的迁移加剧,R贴/Sr比值升高:反之,降水量的减12 硅酸盐矿物没有发生明显的迁移[17]。Si 和 Al 是硅酸盐矿物的主要组成部分,在风化过程中属于相对稳 定的元素。Al 在表生环境中,即使经风化作用被解析出来,大部分 Al 也只是转变为次生的粘土矿物而 不像 Ca 那样发生淋失[47]。Fe、Ti 同样在黄土形成过程中表现出稳定的表生行为。Ti 一般难以形成可溶 性化合物。Fe 则只有在强酸性条件下才发生淋溶迁移[47],而黄土高原黄土堆积环境基本处于弱碱性氧 化环境,不利于 Fe 的迁移。 K、Na 元素也分布于硅酸盐矿物中,被风化解析出来后,易受到粘粒的置换、吸附[21]。但 K、Na 的迁移能力在表生环境中是不同的。Na 是化学性质活泼的元素,在暖湿气候条件下最容易产生淋溶迁 移[48]。K 离子半径(1.33Å)大于 Na(0.97Å),这使得 K 不仅是黄土中主要粘土矿物伊利石的组成元 素之一,也更易于粘粒吸附[49]。K 相对富集,其变化趋势受到粘粒含量的影响,与成壤强度正相关。 因此,Na 的迁移与 K 的聚集代表了相对温暖湿润的环境。 如上所述,黄土的化学风化过程主要是碳酸盐类的淋失,Ca、Mg 主要赋存在碳酸盐矿物中,微量 元素 Sr 则主要分散在含 Ca 矿物中。碳酸盐矿物的淋失与气候尤其是降水量有直接的关系。因此,反应 比较灵敏。在气候干冷、降雨量小、风化成壤作用弱的条件下,它们可在黄土中稳定存在,含量较高; 相反,如气候湿热,降雨量大,风化成壤作用强,则它们极易被淋滤迁移而使含量相对亏损。对同一剖 面而言,Ca、Mg、Sr 的亏损量与当时的平均降雨量基本成正比[40~41]。 理论上讲, Ca、Sr 应是同步变化的,但在风化过程中,Ca 的淋溶淀积始终受控于碳酸盐矿物, 迁移强度受降水量的控制[50],在水分下渗过程中,溶解态物质因过饱和而逐渐发生不同程度的淀积, 即次生碳酸盐的富集。尽管 Sr 与 Ca 地球化学行为相似,但 Sr 随水迁移时表现出典型的分散性,大部 分被迁移带走,只有少量随 Ca 向下部层位淀积[50]。Sr 在原生碳酸盐中含量较高,在次生碳酸盐中较低 [51],这可能正与其分散性有关。因此在本节对常量元素的讨论中加入微量元素 Sr 作为比较,同时,磁 化率作为夏季风强度和降水的敏感代用指标也在此作为重要的参考数据出现, 微量元素 元素在风化成壤过程中的迁移与聚集不仅与黄土母质中矿物成分、粒度有关,而且与其形成后的气 候环境和生物地球化学过程有关。微量元素 Cu、Mn、Zn 等在偏碱性偏氧化性的黄土形成环境中一般 不易发生迁移。同时,研究结果证实[14,19,34,52~55],成壤过程中生物活动特别是植物的生长可以造成某些 元素在土壤表层进行一定程度的聚集。Cu、Mn、Zn 是植物生长必需的微量元素,植物能从土壤中吸收 一定量的 Cu、Mn、Zn,并随枝叶落在地表而在表层相对富集。此外,游离的 Cu、Mn、Zn 又易被粘 土矿物、有机质所吸附,而土壤中的粘土和有机质与风化成壤强度呈正相关。显然,植物生长量和风化 成壤强度直接影响着这些元素在土壤中的富集强度。即植被越茂盛,生物地球化学和风化成壤作用越强 烈,Cu、Mn、Zn 在土壤层相对富集程度就越高;相反,植被稀少,风化成壤作用弱,这些元素在土壤 层相对富集程度就越低。 在风化成壤过程中,Rb、Sr 的地球化学行为不同,Rb/Sr 比值大小与风化程度呈明显的正相关关系 [17,34,56]。由于 Rb 的离子半径较大,具有较强的被吸附性能,被粘土矿物吸附而保留在原位;相比之下 离子半径较小的Sr 则主要以游离态形式被地表水或地下水带走,造成风化产物中Rb/Sr 比值升高[25,28,57]。 Rb/Sr 大小实际上反映了降水量的变化,指示了成壤作用的强度。降水量的增加会促进植被发育,生物 风化作用增强,导致土壤的淋溶作用加强,可溶物质的迁移加剧,Rb/Sr 比值升高;反之,降水量的减
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