玄武岩风化剖面P、Al元素的迁移与淋失及其对滇黔桂地区晚二叠世风化-沉积成矿效应的指示意义
陈波1
杨江海1
任俊童1
程亮1
刘澳1
张晓容1
葛海莉1
王敬富2
黄庆3
王彪3
1.中国地质大学(武汉)地球科学学院,湖北 武汉 4300742.中国科学院地球化学研究所,环境地球化学国家重点实验室,贵州 贵阳 5500813.贵州省地矿局113地质大队,贵州 六盘水 553000
摘要：磷(P)和铝(Al)分别作为生物限制性营养元素和重要金属元素而被广泛关注.在近地表环境中,岩石风化是P和Al元素释放的重要途径.玄武岩是一种富含磷酸盐矿物(如玄武质玻璃、磷灰石等)和铝硅酸盐矿物(如长石、辉石等)的岩石,是P和Al元素的重要岩石储库.目前对于玄武岩风化过程中P、Al元素的活动规律还未有深入研究.为进一步理解玄武岩的化学风化作用,对峨眉山大火成岩省分布区的玄武岩风化剖面开展了矿物学、地球化学和磷组分研究,并结合已报道的玄武岩风化剖面数据探讨物理侵蚀对Al、P元素风化淋失的控制机制,分析晚二叠世相关的风化-沉积成矿效应.黑石风化剖面下部为含有大量长石等原生矿物的半风化层,相对玄武质原岩其化学风化强度明显升高(CIA值分别为40和72～83),上部为含有石英、赤铁矿和黏土矿物的土壤层,呈现极端风化状态(化学风化指数CIA值为90～92).利用Ti的稳定性与原岩标准化计算来衡量元素的活动性,结果显示Na、Ca、Mg、P和Eu自下而上均发生不同程度的丢失,Fe、K和Ce在半风化层发生显著丢失而在土壤层中呈现相对富集,Al在土壤层相对亏损而Zr则相对富集.土壤层中的高石英含量和低Ti/Zr比值,可能指示了风成长英质粉尘输入的影响.基于黑石风化原岩和风成粉尘组成构建了二元混合曲线,发现风化剖面均具有相对较低的P/Ti比值,而Al/Ti比值仅在土壤层呈现降低的趋势.这一变化特征表明,P元素在早期风化阶段即发生大量(>50%)淋失,残余土壤中P的赋存状态也经历由原岩溶解态磷到弱吸附态磷再到强吸附态磷的转变;在极端风化条件下,Al元素可随酸性流体、富Al黏土矿物或络合物的渗流和淋洗作用而发生部分(>20%)迁移和丢失.地表风化状态取决于物理侵蚀与化学风化速率的相对大小,侵蚀速率较高时出露更多弱风化的岩石而有利于P的风化淋失,侵蚀速率较低时发育更多强烈风化的土壤层而有利于Al的风化淋失.综合华南西部晚二叠世玄武质泥岩的风化趋势,认为峨眉山大火成岩省的风化侵蚀状态是控制Al、P风化-沉积富集的重要因素.
关键词：峨眉山大火成岩省玄武岩风化剖面元素行为风尘输入沉积成矿矿物学地球化学
分类号：P512(动力地质学)
资助基金：国家自然科学基金(Nos.42122015)国家自然科学基金(42472148)
论文发表日期：2025-07-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：15( 2720-2734 )
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