大连城山头滨海红色风化壳发育特征研究

大连城山头滨海红色风化壳发育特征研究风化壳是地表岩石经风化剥蚀形成的原岩残留物质组成的地表岩石表层部分。风化壳粒度分布特征、地球化学元素变化特征、地球化学指标变化趋势以及磁化率分析等都是指示物源信息和古气候环境变化过程的重要判断依据。本论文选取大连地区城山头滨海红色风化壳作为研究对象,本次采样地点为与海紧密相接的滨海地带,利用粒度分析、地球化学元素、磁化率及pH等研究手段对风化壳的发育特征进行分析研究,并与辽东半岛其他地区的红色风化壳进行对比,得到以下几点结论:城山头剖面以SiO_2、Al₂O₃及Fe₂O₃三种氧化物为主要成分,其中SiO₂的含量最多,三种氧化物的含量总和达到80.92%,其他五种常量元素含量多少的排序为Na₂O>MgO>K₂O>CaO>TiO₂,剖面中Na元素含量与其他剖面相比较高,Na₂O迁移系数均值达到17.32,造成这种现象的原因有两点:第一点原因是该风化壳形成后长期处于滨海环境,与含盐基离子较高（主要是Na离子）的空气长期接触,使得以Na离子为主的盐基离子进入风化壳中,第二是海浪飞沫对风化壳的影响。微量元素按从多到少的顺序是MnO>P₂O₅>ZrO₂>Rb₂O>Cr₂O₃>ZnO>NiO>SrO>CuO。城山头剖面化学蚀变指数CIA的均值是70.74,盐基淋溶指数均值为0.56,S/R、S/A以及S/F的均值分别是2.76、3.86和9.83。SiO₂和Al₂O₃的迁移系数均值分别是-0.49和1.89。城山头剖面粉砂级粒度含量最多,粉砂含量介于48.79%⁶5.52%之间,平均值是56.26%;砂粒级粒度的含量居中,砂粒含量介于24.72%⁵0.38%之间,平均值是37.34%;粘粒级粒度的含量是最少的,粘粒含量介于3.19%¹5.49%之间,平均值是6.86%。平均粒径Φ值是4.82Φ,标准差均值是2.54,偏度平均值为0.07,偏度变化范围是-0.13⁰.30,大多数样品对应正偏,峰度平均值是0.92,属于中等峰态,粉粘比数值较大,均值达到9.58。城山头剖面的X_lf变化范围是178×10^-8m³/kg²67×10^-8m³/kg,均值为236×10^-8m³/kg;X_hf的变化范围是160×10^-8m³/kg²26×10^-8m³/kg,均值为206.18×10^-8m³/kg;频率磁化率变化范围是10.1%¹4.4%,平均值为12.5%。剖面pH值介于6.23⁶.79,稍偏弱酸性。通过对城山头风化壳剖面样本的粒度特征、地球化学元素、PH值以及磁化率等指标的研究,发现大连城山头红色风化壳粘粒含量低且粉粘比高,粒度分布主要集中在粗粒端,表明该地区红色风化壳的发育成熟度偏低,同时化学蚀变指数均值70.74,盐基淋溶指数ba均值0.56,S/R、S/A以及S/F均值都大于2,这几项化学指标也可表明研究区域风化壳成熟度不高,这与粒度分析相符合;无论是从化学蚀变指数的变化趋势来看、还是从盐基淋溶指数的变化趋势来看或是站在Si、Al主要活跃元素的迁移系数的变化趋势的角度,它们共同反映了一个现象,那就是城山头风化壳脱硅富铝的成土作用,除去个别几个受构造运动及地下水影响的区段,基本可以得出城山头风化壳是由当地基岩风化而来的结论;CIA、A/NK、A/CNK以及盐基淋溶指数等地球化学指标自剖面上部向下的变化趋势表明,城山头红色风化壳风化作用大致经历了风化作用增强、风化作用减弱、风化作用增强三个阶段,指示大连地区在红色风化壳发育期内古气候环境经历了三个变化历程,首先是逐渐变得暖湿,而后是愈加干冷,最后再回暖;通过将辽东