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辽东半岛夷平面及岩溶风化壳发育模式初步探究

金书晨

辽东半岛夷平面及岩溶风化壳发育模式初步探究

金书晨1
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作者信息

  • 1. 辽宁师范大学
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摘要

夷平面是一种与长期稳定的构造环境相关联的大尺度地貌景观,将夷平面与风化壳作为一个整体来进行研究是当代夷平面研究的主流。风化壳是地球表层岩石经物理、化学、生物作用风化后,由残余物质与新生物质构成的地表岩石圈表层。气候因素是影响风化壳发育的主要因素,红色风化壳一般代表着湿热的气候条件。中国南方地区气候湿热,各种类型风化壳发育广泛,相比较北方地区出露较少且多为古风化壳,对辽南地区红色岩溶风化壳的研究有助于了解中国北方红色岩溶风化壳的发育模式、发育特征、古夷平面的发育情况及其剖面结构,并对推测辽东半岛新近纪至今的隆升速度具有一定意义。 本文以辽南地区拉树房剖面、金石园红色岩溶风化壳为主要研究对象,结合前人对本区其它红色岩溶风化壳剖面的研究,共取辽南地区红色岩溶风化壳样品41份,其中辽东半岛东部21份,西部20份,基岩样品各取3份。通过地貌学、地球化学、粒度分析等手段对辽东半岛红色岩溶风化壳的发育特征、发育模式、古夷平面的发育情况及其剖面结构进行初步研究,得到以下几点认识:目前发现的六处红色岩溶风化壳出露均位于复州一大连凹陷上,其地层为震旦系地层。滨海花园、七顶山基岩为震旦系碳酸盐岩,拉树房、金石园基岩为震旦系粘土岩与碳酸盐岩互层,石槽、城山头为震旦系石英岩、碳酸盐岩互层;辽东半岛红色岩溶风化壳堆积厚度多在4m左右,半岛西部风化壳上多覆盖有一层厚厚的黄土,东部风化壳上仅有一层薄薄的土壤层。拉树房剖面基岩所制备的酸不溶物质量比基岩质量减少91.4%,说明碳酸盐型风化壳的形成需要溶解大量的基岩。拉树房剖面风化壳样品以粉砂为主,粉砂含量介于43.1%~75.2%,平均值为59.4%,粘粒含量在2.2%~3.9%之间,平均值为3%,粉粘比介于15.5~29.77之间,平均值为20.3,上述指标表明拉树房红色风化壳发育较差。在风化壳样品的粒度参数散点图中,样品点聚集在明显不同的两部分,说明该剖面风化壳母岩的不均一性;拉树房剖面和金石园红色岩溶风化壳常量元素含量十分接近,金石园风化壳的SiO2、MgO含量略低于拉树房剖面;Al2O3、Na2O、K2O、TiO2、CaO含量略高于拉树房剖面,Na2O、Fe2O3含量大致相等;SiO2、Al2O3、Fe2O3含量的比较表明金石园风化壳的发育程度略高于拉树房剖面风化壳。从标准差看,拉树房剖面整体波动幅度较大,金石园风化壳样品因均取自同一层故波动范围较小,Ti作用一种稳定元素,对二者而言其含量均很稳定;辽东半岛己发现红色岩溶风化壳的化学蚀变指数CIA表明该区风化壳形成于温暖、湿润的气候条件,化学风化处于中等风化水平。拉树房剖面红色风化壳迁移系数Tj,w表明该剖面SiO2、Al2O3、K2O、Fe2O3出现富集情况,Na2O、MgO、CaO出现持续亏损特征。pH、地球化学分析、粉粘比表明拉树房红色风化壳整体成熟度较低,下部红色风化壳发育成熟度相对高于上部。化学元素分析表明金石园风化壳发育程度相对高于拉树房风化壳;作者将辽东半岛西部具有基岩为灰岩、原生风化壳上覆黄土特征的红色岩溶风化壳定义为黄土覆盖型风化壳。地球化学分析、粒度特征表明辽东半岛东部红色岩溶风化壳发育强度相对优于西部,出现这一状况的原因可能与上新世时辽东半岛中部山地较高(现己全部被剥蚀),东部为迎风面降水相较西部更多。在相似的气候条件下,降水越多淋溶作用越强烈,故东部风化壳发育强度相对优于西部;辽东半岛红色岩溶风化壳与南方地区同类风化壳的发育模式较为一致,但具有地域特色,第四纪之前为二阶段模式,夷平-成壳期——切割-红化期、第四纪至今只有一个阶段一一切割-红化期;辽东半岛红色岩溶风化壳全剖面粘粒含量、粘粒变化趋势、地球化学特征、地貌演化趋势表明本区风化壳是在一种既不利于粘化又不利于淋溶的环境下形成的,从大的尺度看这种发育条件只有中低纬度较为湿热条件下的低海拔夷平面才能满足。地形图、粒度、地球化学分析表明本区存在东西两个不同夷平面。辽东半岛西部古夷平面剖面结构由两部分组成,土下作用面(埋藏于黄土下的风化壳)、覆盖型岩溶。东部古夷平面具有与南方相同的剖面结构。

关键词

夷平面/红色岩溶风化壳/发育模式

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授予学位

硕士

学科专业

自然地理学

导师

李永化

学位年度

2019

学位授予单位

辽宁师范大学

语种

中文

中图分类号

P5
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