酸不溶物对碳酸盐岩风化壳发育程度的影响blog.sciencenet.cn/upload/blog/file/2009/7/2009718162029961322.pdf ·...

第８３卷　第６期

２００９年６月　　地　质　学　报　　ＡＣＴＡＧＥＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡ　　

Ｖｏｌ．８３　Ｎｏ．６

Ｊｕｎｅ　２００９

注：本文为国家重点基础研究发展计划项目（编号２００６ＣＢ４０３２００）、湖南省自然科学联合基金项目（编号０６ＪＪ５００７４）、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开放基金项目（编号ＳＫＬＥＧ５０７６）资助成果。

收稿日期：２００８０９２５；改回日期：２００９０１２１；责任编辑：周健。

作者简介：冯志刚，男，１９７０年生。博士，副教授，硕士生导师，从事风化作用地球化学研究。通讯地址：４２１００１，湖南省衡阳市常胜西路２８

号；电话：０７３４－８１６０７６６；Ｅｍａｉｌ：ｆｅｎｇ＿ｚｇ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。

酸不溶物对碳酸盐岩风化壳发育程度的影响

冯志刚１，２），王世杰１），刘秀明１），罗维均１）

１）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，贵阳，５５０００２；

２）南华大学核资源与安全工程学院，湖南衡阳，４２１００１

内容提要：通过对贵州岩溶区（包括湘西）不同地层系统碳酸盐岩发育的红色风化壳、以及结合本区和处于同一

气候带的邻区不同岩类红色风化壳的对比研究，结果表明：①在风化条件不是特别强烈的区域，碳酸盐岩红色风化壳

的发育程度明显受基岩酸不溶物成分的控制，酸不溶物的风化成熟度越高，红色风化壳的发育程度一般也越强。由

于不同地层系统碳酸盐岩的酸不溶物组成不同，在此基础上发育的红色风化壳的风化强度自然存在着差异；②风化

壳相对于母岩的进一步风化潜力或空间，随着基岩酸不溶物风化成熟度的增大而降低，从而更容易达到风化平衡；③

在碳酸盐岩风化壳突变的岩土界面，伴随碳酸盐的充分淋失，酸不溶物的地球化学指标发生了突变。因此，碳酸盐的

溶解不但未阻滞和延缓了硅酸盐组分的分解，而且促进其快速风化；④在达到高岭石化甚至弱红土化阶段的酸不溶

物基础上，发育的风化壳比结晶岩类风化壳具有更高的风化起点，也就表现出更高的风化强度。因此，笼统地把碳酸

盐岩风化壳看作是弱于玄武岩及花岗岩等结晶岩类风化壳发育程度的弱风化类型是不妥的。

关键词：酸不溶物；碳酸盐岩风化壳；风化强度；不同母岩类型；贵州岩溶区

一提起碳酸盐岩风化壳，通常认为在母岩风化过

程中，由于大量碳酸盐的溶解，从而阻滞和延缓了酸

不溶物的风化及其富铝化过程的进程（贵州省农业厅

和中国科学院南京土壤研究所，１９８０；李庆逵，１９８３；

Ｂｒｏｎｇｅｒｅｔａｌ．，１９８３，１９８４；黄镇国等，１９９６）。因此，在

地带性风化壳的母岩因素影响中，通常笼统地把碳酸

盐岩风化壳看作是弱于玄武岩及花岗岩等结晶岩类

风化壳发育程度的弱风化类型（李庆逵，１９８３；黄镇国

等，１９９６；杨元根等，２０００；徐瑞松等，２００６）。然而，很

少有人关注碳酸盐岩酸不溶物组成对其风化壳发育

程度的影响。由于碳酸盐岩酸不溶物主要源自陆壳

风化产物的搬运堆积，因此源区风化物的成熟度在一

定程度上控制了碳酸盐岩中酸不溶物的组成，进而可

能对其风化壳的发育强度产生影响。物源成分不同，

势必导致酸不溶物组成上的差异，本质上反映了原岩

沉积过程中古岩相古环境条件的变化。如是然，把碳

酸盐岩泛泛地作为一类母岩的风化壳及其发育土壤

的风化成土强度划分将产生偏差。已有研究表明，在

碳酸盐溶解和完全从风化剖面排出之前，硅酸盐就已

经开始了分解（ＮｏｒｒｉｓｈａｎｄＲｏｇｅｒｓ，１９５６；Ｋｈａｎ，１９６０；

Ｗｉｌｋｅｅｔａｌ．，１９８４；Ｅｇｌｉｅｔａｌ．，２００８）。水热条件充沛

的中国南方，广泛发育着一套深厚的红色风化壳土

层，其中以贵州为中心的西南岩溶区红色风化壳是其

重要组成部分。关于这套红色风化壳的具体形成时

代，尽管还存在着争议，但普遍认为是古风化壳，是第

四纪以来长期演化的结果（席承藩，１９９１；朱照宇等，

１９９１；赵其国，１９９２；朱显谟，１９９３；黄镇国等，１９９６）。

换言之，是地带性风化壳。这样，它们成为研究不同

母岩对风化壳发育程度影响的理想场所。本文通过

对贵州岩溶区（包括湘西）不同地层系统碳酸盐岩发

育的红色风化壳、以及结合本区和处于同一气候带的

邻区不同岩类红色风化壳的对比研究，以期揭示酸不

溶物对碳酸盐岩风化壳发育程度的影响，为进一步开

展风化壳红土化程度的母岩类型划分及土壤分类提

供参考。

１　剖面的选择和研究思路

为揭示酸不溶物对碳酸盐岩风化壳发育程度的

影响，所有研究剖面及对比剖面均处于同一气候带，

即南亚热带。源自本文数据的碳酸盐岩红色风化壳

地　质　学　报２００９年

选择在剖面发育深厚的岩溶台地，剖面平均厚约５

ｍ左右，最厚的剖面达１０ｍ以上；援引前人数据的

碳酸盐岩及其他岩类红色风化壳资料，也尽量提取

发育深厚的剖面数据，以保证所选风化壳具有地带

性特征。上述剖面的选择，旨在使风化壳发育强度

的差异尽量限定到母岩因素。碳酸盐岩红色风化壳

位于贵州地区和湘西，对比剖面分布在贵州、云南、

湖南、江西、福建以及广东北部地区，基岩类型包括

玄武岩、辉长岩、花岗岩、砂页岩、紫色砂页岩等，研

究剖面与对比剖面的采样位置见图１所示。由于碳

酸盐岩红色风化壳均位于区域上海拔最高的云贵高

原面上，因此地形（海拔）因素对风化壳发育程度的

影响，就本项研究而言可以不予考虑。

图１　碳酸盐岩红色风化壳和对比剖面的采样位置（据黄镇国等，１９９６修改）

Ｆｉｇ．１　Ｓａｍｐｌｅｄｐｒｏｆｉｌｅｓ’ｌｏｃａｔｉｏｎｍａｐｏｆｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｓ

ａｎｄｏｔｈｅｒｔｙｐｅｓｏｆｂｅｄｒｏｃｋｓ（ｍｏｄｉｆｉｅｄｆｒｏｍＨｕａｎｇＺｈｅｎｇｕｏｅｔａｌ．，１９９６）

泥灰岩风化壳：１—吉首剖面（ＪＳ）；灰岩风化壳：２—花溪剖面（ＨＸ），３—忠庄剖面（ＺＺ），４—遵义剖面（Ｃ１）；白云岩风化壳：５—新蒲剖面

（ＸＰ），６—湖潮剖面（ＨＣ），７—平坝剖面（ＰＢ），８—大兴剖面（ＤＸ），９—安顺剖面（Ｃ２），１０—镇宁剖面（Ｃ３）；玄武岩风化壳：１１—盘县剖面

（Ｂ１），１２—昆明剖面１（Ｂ２），１３—漳浦剖面（Ｂ３），１４—昆明剖面２（Ｂ４）；辉长岩风化壳：１５—泉州剖面（Ｇａ）；花岗岩风化壳：１６—南昌剖面

（Ｇ１），１７—广昌剖面（Ｇ２），１８—衡山剖面（Ｇ３）；砂页岩风化壳：１９—澧县剖面（Ｓ１），２０—昆明剖面３（Ｓ２）；紫色砂页岩风化壳：２１—桃源

剖面（Ｐ１），２２—丹霞山剖面（Ｐ２）

Ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｍｕｄｄｙｌｉｍｅｓｔｏｎｅ：１—Ｊｉｓｈｏｕｐｒｏｆｉｌｅ（ＪＳ）；ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｌｉｍｅｓｔｏｎｅｓ：２—Ｈｕａｘｉｐｒｏｆｉｌｅ

（ＨＸ），３—Ｚｈｏｎｇｚｈｕａｎｇｐｒｏｆｉｌｅ（ＺＺ），４—Ｚｕｎｙｉｐｒｏｆｉｌｅ（Ｃ１）；ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｄｏｌｏｍｉｔｅｓ：５—Ｘｉｎｐｕｐｒｏｆｉｌｅ（ＸＰ），６—

Ｈｕｃｈａｏｐｒｏｆｉｌｅ（ＨＣ），７—Ｐｉｎｇｂａｐｒｏｆｉｌｅ（ＰＢ），８—Ｄａｘｉｎｇｐｒｏｆｉｌｅ（ＤＸ），９—Ａｎｓｈｕｎｐｒｏｆｉｌｅ（Ｃ２），１０—Ｚｈｅｎｎｉｎｇｐｒｏｆｉｌｅ（Ｃ３）；

ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｂａｓａｌｔｓ：１１—Ｐａｎｘｉａｎｐｒｏｆｉｌｅ（Ｂ１），１２—Ｎｏ．１ｏｆＫｕｎｍｉｎｇｐｒｏｆｉｌｅ（Ｂ２），１３—Ｚｈａｎｇｐｕｐｒｏｆｉｌｅ（Ｂ３），

１４—Ｎｏ．２ｏｆＫｕｎｍｉｎｇｐｒｏｆｉｌｅ（Ｂ４）；ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｇａｂｂｒｏ：１５—Ｑｕａｎｚｈｏｕｐｒｏｆｉｌｅ（Ｇａ）；ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ

ｏｎｇｒａｎｉｔｅｓ：１６—Ｎａｎｃｈａｎｇｐｒｏｆｉｌｅ（Ｇ１），１７—Ｇｕａｎｇｃｈａｎｇｐｒｏｆｉｌｅ（Ｇ２），１８—Ｈｅｎｇｓｈａｎｐｒｏｆｉｌｅ（Ｇ３）；ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎ

ｓａｎｄｙｓｈａｌｅｓ：１９—Ｌｉｘｉａｎｐｒｏｆｉｌｅ（Ｓ１），２０—Ｎｏ．３ｏｆＫｕｎｍｉｎｇｐｒｏｆｉｌｅ（Ｓ２）；ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｐｕｒｐｌｅｓａｎｄｙｓｈａｌｅｓ：２１—

Ｔａｏｙｕａｎｐｒｏｆｉｌｅ（Ｐ１），２２—Ｄａｎｘｉａｓｈａｎｐｒｏｆｉｌｅ（Ｐ２）

２　酸不溶物对碳酸盐岩风化壳发育程

度的影响

　　碳酸盐岩红色风化壳和对比剖面的部分主量元

素含量及相关风化特征值见表１。由于碳酸盐岩酸

不溶物含量一般极低（＜５％），直接使用基岩样品的

主量元素分析方法（传统湿化学法），对微量的硅酸

盐成分分析结果将产生较大的误差，影响本项研究

的数据解释。因此，本文采用碳酸盐岩酸不溶物的

主量元素分析数据作为基岩风化的起点。基岩酸不

溶物的提取方法见王世杰等（１９９９）。部分碳酸盐岩

风化剖面由于未进行基岩酸不溶物的提取和测试而

缺失该项数据。另外，所有红色风化壳（包括对比剖

面）数据均选自全风化带样品的平均值。

２．１　化学蚀变指数的指示

化学蚀变指数（ＣＩＡ）（ＮｅｓｂｉｔｔａｎｄＹｏｕｎｇ，

１９８２）是用来定量评价风化壳形成和演化过程中硅

酸盐组分的脱盐基程度，ＣＩＡ越大，盐基淋失越多，

风化程度越强。当ＣＩＡ＞９０时，表明基岩风化过程

中Ｃａ、Ｎａ和Ｋ等组分相对于Ａｌ发生了强烈的淋溶

作用；当ＣＩＡ≈１００时，盐基被淋失殆尽。图２显示

６８８

第６期冯志刚等：酸不溶物对碳酸盐岩风化壳发育程度的影响

表１　碳酸盐岩红色风化壳和对比剖面的部分主量元素含量及相关风化特征值

犜犪犫犾犲１　犆犺犲犿犻犮犪犾犱犪狋犪狅犳狊狅犿犲犿犪犼狅狉犲犾犲犿犲狀狋狊犪狀犱狋犺犲犻狉狉犲犾犪狋犲犱狑犲犪狋犺犲狉犻狀犵狆犪狉犪犿犲狋犲狉狊狅犳狉犲犱狑犲犪狋犺犲狉犻狀犵犮狉狌狊狋狊

犱犲狏犲犾狅狆犲犱狅狀犮犪狉犫狅狀犪狋犲狉狅犮犽狊犪狀犱狅狋犺犲狉狋狔狆犲狊狅犳犫犲犱狉狅犮犽狊

基岩

类型

样品

类型

剖面

编号

质量分数（％）风化特征值

ＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３Ｆｅ２Ｏ３ＣａＯＮａ２ＯＫ２ＯＣＩＡＳｉ／ＡｌＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３基岩地层系统采样地点数据来源

泥灰岩Ｙｔ

ＲＷ（１１）ＪＳ

６１．３１１８．１９２．１４０．４００．６６１０．４０５８．２０５．７３５．３３

５０．９０２１．８２７．５２０．４７０．３４７．０４７１．６２３．９９３．２７Ｏ１ｄ（大湾组）湘西吉首本文

灰岩

Ｙｔ

ＲＷ（１７）ＨＸ

６２．９９１６．０６１．４９０．６００．８０７．４０６０．７０６．６７６．３０

４２．４８２６．３１１０．４３０．３８０．５３２．５７８６．２６２．７８２．２２Ｔ１ｄ（大冶组）贵阳花溪

ＲＷ（５）ＺＺ５３．１９１９．９９８．１４０．２１０．１９５．０７７６．７３４．５４３．６０Ｔ１ｍ（茅草铺组）遵义忠庄

本文

ＲＷ（１６）Ｃ１４９．９１１７．８０１０．４１３．７３０．２７０．２９９３．８１４．７７３．４７Ｔ遵义万国江等（１９９５）

白云岩

Ｙｔ

ＲＷ（３３）ＸＰ

６９．６８１２．９３４．６１０．２００．０９６．１０６５．０５９．１６７．４６

４９．９２２４．６５７．０９０．４１０．２４１．５１９０．５６３．５６３．００∈２－３（娄山关群）遵义新蒲

Ｙｔ

ＲＷ（２２）ＨＣ

４４．４２２８．３９９．８０１．５９０．３５４．８２８１．７３２．６６２．１８

３４．１５３０．９２１１．２２０．１８１．００１．３２９０．１７１．９０１．５４Ｔ１ａ（安顺组）贵阳湖潮

Ｙｔ

ＲＷ（３８）ＰＢ

４９．７４２２．７３７．７００．５３０．３７５．４５７６．２２３．７２３．０６

３５．６０３２．１４１１．３７０．２４０．４４１．７９９１．４３１．９１１．５６Ｔ１ａ（安顺组）黔中平坝

Ｙｔ

ＲＷ（１５）ＤＸ

３３．４３１５．９５４．７７３．７７０．３６３．８６７４．９３３．５６２．９９

４１．３７２７．４９９．０２０．１７０．８７１．３５８９．６３２．６３２．１７∈２－３（娄山关群）黔东大兴

本文

ＲＷ（２５）Ｃ２４６．２８２８．８６１０．６４０．４３０．４９２．１４８８．１４２．７３２．２１Ｔ黔中安顺万国江等（１９９５）

ＲＷ（２）Ｃ３２０．６３４０．０５１３．１７１．０５０．３９０．５３９５．６６０．８８０．７２Ｔ黔中镇宁王仕禄等（２０００）

玄武岩

ＲＷＢ１４７．４２１７．２６１７．６１０．０３０．０３３．６５８０．９７４．６７２．８３Ｐ２贵州盘县陈履安（２０００）

ＲＷ（５）Ｂ２３１．１５２９．８６２３．５７０．４２０．０４０．１６９８．９９１．７７４１．１８Ｐ云南昆明黄英等（２０００）

ＲＷＢ３４９．８７２３．７９１２．８６０．０１０．０１０．２２９８．８８３．５６２．６５Ｎ福建漳浦李文达等（１９９５）

ＲＷＢ４２７．２６２５．６４２９．１００．２５０．６９０．１１９３．８７１．８１１．０５Ｐ云南昆明黄镇国等（１９９６）

辉长岩ＲＷＧａ３８．７８２９．９６１４．４４０．５１０．１５０．２１９７．７０２．２１．６８Ｎ福建泉州李文达等（１９９５）

花岗岩

ＲＷＧ１５９．９０１９．９０７．５２０．０９０．３９２．７０８４．２７５．１２４．１２Ｐｚ江西南昌

ＲＷＧ２６３．２０２０．２３４．４２０．０９０．２３３．５２８２．３０５．３１４．６６Ｍｚ江西广昌

ＲＷＧ３５５．６５２５．６７４．７５０．０６０．２３２．８４８７．８３３．６９３．３０Ｍｚ湖南衡山

黄镇国等（１９９６）

砂页岩ＲＷＳ１７３．４４１４．９５４．３８０．６５０．２８１．６７８４．６８８．３５７．０４Ｊ湖南澧县

ＲＷＳ２６８．２５１６．０７５．８７０．４６０．２４２．３７８２．８１７．２２５．８６云南昆明黄镇国等（１９９６）

紫色砂

页岩

ＲＷＰ１７５．１１１３．９４５．２４０．６６０．４６２．２１７８．３０９．１６７．３９Ｋ湖南桃源

ＲＷＰ２７９．９９８．４５２．０７０．３３０．１９０．１０９２．２１１６．０９１３．９２Ｋ广东丹霞山黄镇国等（１９９６）

注：Ｙｔ为基岩酸不溶物，ＲＷ为红色风化壳全风化带样品的数据平均，其中括号内数字为样品数，部分援引剖面由于未提供样品数而未显示；

ＣＩＡ＝［Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋Ｋ２Ｏ＋ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）］×１００，Ｓｉ／Ａｌ＝ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３＝ＳｉＯ２／（Ａｌ２Ｏ３＋Ｆｅ２Ｏ３），以上比值均为分子比，ＣａＯ

为硅酸盐相中的ＣａＯ；剖面编号同图１。

了不同类型母岩发育的红色风化壳的ＣＩＡ值。从图

中可以看出，母岩类型不同，由其发育的红色风化壳

的ＣＩＡ存在明显差异，其中泥灰岩红色风化壳（ＪＳ）

的ＣＩＡ最低，为７１．６２，玄武岩等基性岩类红色风化

壳（如Ｂ２、Ｂ３）的ＣＩＡ最高，达９８以上。碎屑沉积岩

由于物源复杂，由其发育的Ｓ１、Ｓ２、Ｐ１、Ｐ２等红色风

化壳之间ＣＩＡ存在的明显差异也是自然的事。就碳

酸盐岩母岩而言，白云岩红色风化壳（ＸＰ、ＨＣ、ＰＢ、

ＤＸ、Ｃ２、Ｃ３）的ＣＩＡ普遍高于花岗岩类红色风化壳

（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３），其中Ｃ３剖面的ＣＩＡ高于玄武岩风化

壳的Ｂ１、Ｂ４剖面；灰岩红色风化壳中Ｃ１剖面的

ＣＩＡ也高于花岗岩红色风化壳。另外，各碳酸盐岩

红色风化壳剖面之间的ＣＩＡ也存在明显不同，其中

Ｃ３剖面的ＣＩＡ最高，达９５以上，与ＪＳ剖面之间的

风化强度差异悬殊。像ＪＳ、ＨＸ、ＺＺ、ＸＰ、ＰＢ等剖面

的碳酸盐岩母岩分属不同的地层系统（见表１），各剖

面之间ＣＩＡ的明显差异无疑与基岩酸不溶物的组成

有关。

图３显示了碳酸盐岩酸不溶物与其红色风化壳

之间的ＣＩＡ关系。可以看出，红色风化壳的ＣＩＡ总

体上具有随其基岩酸不溶物ＣＩＡ的增大而增大的趋

势，即基岩酸不溶物的脱盐基程度越高，其红色风化

壳的发育程度越强。

通过对不同岩类红色风化壳的ＣＩＡ对比研究表

明，碳酸盐岩红色风化壳并不一定是比玄武岩、花岗

岩等结晶岩类风化壳发育程度弱的风化壳类型，在

风化条件（如气候、时间等）相同（或相似）的情况下，

导致碳酸盐岩红色风化壳发育程度的强弱主要源于

基岩酸不溶物组成的差异。本研究剖面中大多碳酸

盐岩红色风化壳的ＣＩＡ高于花岗岩甚至高于部分玄

７８８


图２　碳酸盐岩红色风化壳及对比剖面的ＣＩＡ柱状图

Ｆｉｇ．２　ＴｈｅｈｉｓｔｏｇｒａｍｏｆＣＩＡｏｆｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇ

ｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｓａｎｄ

ｏｔｈｅｒｔｙｐｅｓｏｆｂｅｄｒｏｃｋｓ

泥灰岩风化壳：ＪＳ；灰岩风化壳：ＨＸ、ＺＺ、Ｃ１；白云岩风化壳：ＸＰ、

ＨＣ、ＰＢ、ＤＸ、Ｃ２、Ｃ３；玄武岩风化壳：Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４；辉长岩风化

壳：Ｇａ；花岗岩风化壳：Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３；砂页岩风化壳：Ｓ１、Ｓ２；紫色

砂页岩风化壳：Ｐ１、Ｐ２

ＪＳｓｔａｎｄｓｆｏｒｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｍｕｄｄｙｌｉｍｅｓｔｏｎｅ；

ＨＸ，ＺＺａｎｄＣ１ｓｔａｎｄｆｏｒｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎ

ｌｉｍｅｓｔｏｎｅｓ；ＸＰ，ＨＣ，ＰＢ，ＤＸ，Ｃ２ａｎｄＣ３ｓｔａｎｄｆｏｒｗｅａｔｈｅｒｉｎｇ

ｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｄｏｌｏｍｉｔｅｓ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ａｎｄＢ４ｓｔａｎｄｆｏｒ

ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｂａｓａｌｔｓ；Ｇａｓｔａｎｄｓｆｏｒ

ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｇａｂｂｒｏ；Ｇ１，Ｇ２ａｎｄＧ３ｓｔａｎｄｆｏｒ

ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｇｒａｎｉｔｅｓ；Ｓ１ａｎｄＳ２ｓｔａｎｄｆｏｒ

ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｓａｎｄｙｓｈａｌｅｓ；Ｐ１ａｎｄＰ２ｓｔａｎｄ

ｆｏｒｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｐｕｒｐｌｅｓａｎｄｙｓｈａｌｅｓ

图３　碳酸盐岩酸不溶物与其红色风化壳之间

的ＣＩＡ关系

Ｆｉｇ．３　ＴｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｏｆＣＩＡｂｅｔｗｅｅｎａｃｉｄｉｎｓｏｌｕｂｌｅ

ｒｅｓｉｄｕａｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｓａｎｄ

ｔｈｅｉｒｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓ

武岩类红色风化壳的ＣＩＡ。

２．２　风化系数的指示

硅铝系数（Ｓｉ／Ａｌ）和硅铝铁系数（ＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３）统

称为风化系数（黄镇国等，１９９６），是指示风化壳脱硅富

铝化或脱硅富铁铝化的程度，即在脱盐基的基础上，

风化壳进一步发育的强度，是风化壳高级发育阶段的

风化指标。风化系数越小，风化程度越高。图４和图

５分别为不同类型母岩发育的红色风化壳的Ｓｉ／Ａｌ和

ＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３值，两图中各剖面之间的变化特征完全相

同，现以图５描述之。由图５所示，砂页岩红色风化壳

图４　碳酸盐岩红色风化壳及对比剖面的Ｓｉ／Ａｌ柱状图

Ｆｉｇ．４　ＴｈｅｈｉｓｔｏｇｒａｍｏｆＳｉ／Ａｌｏｆｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓ

ｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｓａｎｄ

ｏｔｈｅｒｔｙｐｅｓｏｆｂｅｄｒｏｃｋｓ














（Ｓ１、Ｓ２）和紫色砂页岩红色风化壳（Ｐ１、Ｐ２）的风化系

数最大，脱硅富铁铝化程度最低，即风化程度最弱。

在基性火成岩（玄武岩、辉长岩）、花岗岩和碳酸盐岩

红色风化剖面之间，花岗岩红色风化壳整体上具有

最大的风化系数，即脱硅富铁铝化程度最低；而各基

性火成岩红色风化剖面与碳酸盐岩红色风化剖面之

间的风化系数互有强弱，基性火成岩红色风化壳的

发育强度未呈现出绝对优势。就碳酸盐岩红色风化

壳各剖面之间的风化系数也存在着明显差别，其中

Ｃ３剖面风化系数最小，脱硅富铁铝化程度最强；ＺＺ

剖面风化系数最大，脱硅富铁铝化程度最弱。以上

不同类型母岩发育的红色风化壳的风化系数指示结

果表明，碳酸盐岩类红色风化壳的脱硅富铝化或脱

８８８


图５　碳酸盐岩红色风化壳及对比剖面的

ＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３柱状图

Ｆｉｇ．５　ＴｈｅｈｉｓｔｏｇｒａｍｏｆＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３ｏｆｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇ

ｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｓ

ａｎｄｏｔｈｅｒｔｙｐｅｓｏｆｂｅｄｒｏｃｋｓ














硅富铁铝化程度并非比结晶岩类风化壳的低。另

外，各碳酸盐岩风化剖面之间风化系数也存在明显

的不同，主要与基岩酸不溶物的组成有关。

图６显示了碳酸盐岩酸不溶物与其红色风化壳

之间的ＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３关系。从图中可以看出，红色风

化壳与其基岩酸不溶物的ＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３之间呈明显的

正相关关系，即母岩酸不溶物的脱硅富铁铝化程度

越高，相应地，由其发育的红色风化壳的脱硅富铝化

程度越大，风化程度越强。风化系数与ＣＩＡ一样，指

示出碳酸盐岩红色风化壳的发育程度主要依赖于基

岩酸不溶物的风化成熟度，也反映出不同剖面之间

基岩酸不溶物组成上的差异。

２．３　风化率的指示

风化率是指风化壳相对于母岩的风化程度或能

力，通常以风化指标风化壳／风化指标母岩的比率来表

示。风化壳的ＣＩＡ、Ｓｉ／Ａｌ、ＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３等风化特征值

主要用来指示其绝对风化强度，而对于不同母岩基

础上发育的风化壳，其相对风化能力如何，就需要用

图６　碳酸盐岩酸不溶物与其红色风化壳之间的

ＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３关系

Ｆｉｇ．６　ＴｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｏｆＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３ｂｅｔｗｅｅｎ

ａｃｉｄｉｎｓｏｌｕｂｌｅｒｅｓｉｄｕａｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｓａｎｄ

ｔｈｅｉｒｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓ

风化率来表征。图７、图８分别显示了碳酸盐岩酸不

溶物的ＣＩＡ、ＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３与其风化壳的风化率的关

系。从图中可以看出，随着基岩酸不溶物的ＣＩＡ、

ＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３的增大，风化壳的风化率降低，二者之间

总体上呈负相关关系。以上现象表明，基岩酸不溶

物的风化起点（或风化成熟度）越高，风化壳进一步

发育的空间或潜力越低，更容易达到风化平衡。

图７　碳酸盐岩酸不溶物ＣＩＡ与其红色风化壳

风化率的关系

Ｆｉｇ．７　ＴｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＣＩＡｏｆａｃｉｄｉｎｓｏｌｕｂｌｅ

ｒｅｓｉｄｕａｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｓａｎｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｒａｔｅ

ｏｆｔｈｅｉｒｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓ

风化率＝ＣＩＡ红色风化壳／ＣＩＡ基岩酸不溶物

ＷｅａｔｈｅｒｉｎｇｒａｔｅｓｔａｎｄｓｆｏｒｔｈｅｒａｔｉｏｏｆＣＩＡｏｆｒｅｄ

ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｔｏＣＩＡｏｆａｃｉｄｉｎｓｏｌｕｂｌｅｒｅｓｉｄｕｅｏｆｂｅｄｒｏｃｋ

２．４　犆犐犃与犛犻犗２／犚２犗３之间的协变性

ＣＩＡ和ＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３是常用来反映风化壳发育程

度的化学指标，理论上讲，二者之间应呈现负相关的

协变关系。但从图９可以看出，不同类型母岩发育

９８８


图８　碳酸盐岩酸不溶物ＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３

与其红色风化壳风化率的关系

Ｆｉｇ．８　ＴｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３ｏｆ

ａｃｉｄｉｎｓｏｌｕｂｌｅｒｅｓｉｄｕａｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｓａｎｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇ

ｒａｔｅｏｆｔｈｅｉｒｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓ

风化率＝（ＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３红色风化壳）／（ＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３基岩酸不溶物）

ＷｅａｔｈｅｒｉｎｇｒａｔｅｓｔａｎｄｓｆｏｒｔｈｅｒａｔｉｏｏｆＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３

ｏｆｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｔｏＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３ｏｆ

ａｃｉｄｉｎｓｏｌｕｂｌｅｒｅｓｉｄｕｅｏｆｂｅｄｒｏｃｋ

的红色风化壳之间的ＣＩＡ和ＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３不具有明显

的协变关系，即使是同一类型母岩发育的红色风化

壳之间，如基性岩类风化壳、碳酸盐岩风化壳等，也

未表现出明显的相关性，只有花岗岩类风化壳各剖

面之间的两指标呈现明显的负相关。导致ＣＩＡ和

ＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３之间缺乏协变性的主要原因在于母岩组

成的差异性，尤其对于ＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３，强烈受母岩因素

的影响。在利用ＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３、Ｓｉ／Ａｌ等风化系数进行

不同岩类风化程度评价时，通常使用全岩样品的分

析数据（李文达等，１９９５；黄镇国等，１９９６；杨元根等，

２０００；徐瑞松等，２００６）（包括本文）。石英是表生环

境下最稳定的矿物，也是地质体中普遍存在的矿物。

由于不同岩类、甚至同一岩类不同母岩样品中石英

含量可能存在的差异，必然对风化系数产生影响，即

母岩中石英含量的高低直接影响着风化壳的风化系

数大小。由于使用全岩样品分析结果的风化系数在

评价风化壳发育程度存在的一定局限，也有作者（朱

照宇等，１９９１；高全洲等，２０００）利用全岩中提取的粘

粒部分进行计算，在一定程度上减弱了石英对风化

系数的影响。

３　碳酸盐岩风化壳的红土化程度

自从Ｓｃｈｅｌｌｍａｎｎ（１９８３）提出利用全岩样品的

ＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３Ｆｅ２Ｏ３三角图解进行风化壳的红土化阶

图９　碳酸盐岩红色风化壳及对比剖面的

ＣＩＡＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３散点图

Ｆｉｇ．９　ＳｃａｔｔｅｒｐｌｏｔｓｏｆＣＩＡＳｉＯ２／Ｒ２Ｏ３ｏｆ

ｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｓ

ａｎｄｏｔｈｅｒｔｙｐｅｓｏｆｂｅｄｒｏｃｋｓ

１—碳酸盐岩红色风化壳；２—基性岩（玄武岩、辉长岩）红色风化

壳；３—花岗岩红色风化壳；４—碎屑岩（砂页岩、紫色砂页岩）红

色风化壳

１—Ｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｓ；２—ｒｅｄ

ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｂａｓｉｃｒｏｃｋｓ（ｂａｓａｌｔ，ｇａｂｂｒｏ）；

３—ｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｇｒａｎｉｔｉｃｒｏｃｋｓ；４—ｒｅｄ

ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｃｌａｓｔｉｃｒｏｃｋｓ（ｓａｎｄｙｓｈａｌｅ，

ｐｕｒｐｌｅｓａｎｄｙｓｈａｌｅ）

段划分后，得到了广泛应用（李文达等，１９９５；陈履

安，２０００；冯金良和崔之久，２００２）。图１０ａ、１０ｂ分别

显示了碳酸盐岩红色风化壳及对比剖面的ＳｉＯ２

Ａｌ２Ｏ３Ｆｅ２Ｏ３三角图解。对于碳酸盐岩红色风化壳，

既有处于中等红土化阶段的剖面，也有处于弱红土

化和高岭石化阶段的剖面；基性岩（玄武岩、辉长岩）

红色风化壳处于弱红土化阶段；花岗岩红色风化壳

处于高岭石化甚至更低阶段；碎屑岩类（砂页岩、紫

色砂页岩）红色风化壳尚未达到高岭石化阶段。以

上结果表明，在同等（或相似）的风化条件下，碳酸盐

岩红色风化壳并不一定比玄武岩、花岗岩等结晶岩

类红色风化壳的红土化程度低。当风化条件相对温

和时，风化壳的发育程度明显受母岩因素的控制；而

在风化条件强烈的地区（如热带），母岩对风化壳发

育强度的影响被削弱，甚至被气候条件所掩盖，大多

形成中等红土化乃至强红土化阶段的风化壳。就本

研究区域而言，碳酸盐岩红色风化壳各剖面之间红

土化程度的差别主要源于其母岩酸不溶物组成的不

同。另外，从碳酸盐岩酸不溶物在三角图解中的投

影（图１０ａ）可以看出，部分基岩酸不溶物已达到高岭

石化甚至弱红土化阶段，指示了基岩酸不溶物源区

０９８


图１０　碳酸盐岩红色风化壳（ａ）及对比剖面（ｂ）的ＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３Ｆｅ２Ｏ３三角图解

Ｆｉｇ．１０　ＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３Ｆｅ２Ｏ３ｔｒｉａｎｇｌｅｄｉａｇｒａｍｓｏｆｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ

ｏｎｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋ（ａ）ａｎｄｏｔｈｅｒｔｙｐｅｓｏｆｂｅｄｒｏｃｋｓ（ｂ）

１—碳酸盐岩基岩酸不溶物；２—碳酸盐岩红色风化壳；３—基性岩（玄武岩、辉长岩）红色风化壳；４—花岗岩红色风化壳；

５—砂页岩红色风化壳；６—紫色砂页岩红色风化壳

１—Ａｃｉｄｉｎｓｏｌｕｂｌｅｒｅｓｉｄｕａｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｓ；２—ｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｓ；３—ｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓ

ｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｂａｓｉｃｒｏｃｋｓ（ｂａｓａｌｔ，ｇａｂｂｒｏ）；４—ｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｇｒａｎｉｔｉｃｒｏｃｋｓ；５—ｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ

ｏｎｓａｎｄｙｓｈａｌｅｓ；６—ｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｐｕｒｐｌｅｓａｎｄｙｓｈａｌｅｓ

图１１　碳酸盐岩与结晶岩风化壳的ＡＣＮＫ风化趋势三角图解

Ｆｉｇ．１１　ＡＣＮＫｔｒｉａｎｇｌｅｄｉａｇｒａｍｓｆｏｒｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｔｒｅｎｄｏｆｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ

ｏｎｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋａｎｄｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｒｏｃｋ

（ａ）—澳大利亚Ｔｏｏｒｏｎｇｏ花岗闪长岩红色风化壳（ＮｅｓｂｉｔｔａｎｄＭａｒｋｏｖｉｃｓ，１９９７）；（ｂ）—碳酸盐岩红色风化壳（ＸＰ剖面）；Ａ—Ａｌ２Ｏ３；ＣＮ—

ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ；Ｋ—Ｋ２Ｏ；ＣａＯ为硅酸盐部分的ＣａＯ；１—基岩；２—风化壳；３—基岩酸不溶物；４—岩粉层酸不溶物；５—风化壳

（ａ）—ＲｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｏｆＴｏｏｒｏｎｇｏｇｒａｎｉｔｉｃｄｉｏｒｉｔｅｉｎＡｕｓｔｒａｌｉａ（ＮｅｓｂｉｔｔａｎｄＭａｒｋｏｖｉｃｓ，１９９７）；（ｂ）—ｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅ

ｒｏｃｋ（ＸＰｐｒｏｆｉｌｅ）；Ａ，ＣＮａｎｄＫｓｔａｎｄｓｆｏｒＡｌ２Ｏ３，ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ，ａｎｄＫ２Ｏｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｉｎｗｈｉｃｈＣａＯｓｔａｎｄｓｆｏｒＣａＯｉｎｓｉｌｉｃａｔｅ；１—ｂｅｄ

ｒｏｃｋ；２—ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔ；３—ａｃｉｄｉｎｓｏｌｕｂｌｅｒｅｓｉｄｕａｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋ；４—ａｃｉｄｉｎｓｏｌｕｂｌｅｒｅｓｉｄｕａｏｆｒｏｃｋｐｏｗｄｅｒｌａｙｅｒ；５—ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔ

具有较高的风化成熟度，在此基础上发育的风化壳

自然比结晶岩类风化壳具有更高的风化起点。

整体来看，除一条碳酸盐岩红色风化剖面处于

中等红土化阶段外，其余碳酸盐岩红色风化壳及对

比剖面均处于弱红土化及更低的风化阶段，说明本

研究剖面及对比剖面所处气候带的风化营力和缓，

１９８


尚未达到强烈风化的条件。

４　碳酸盐岩风化壳的形成特征

碳酸盐岩风化壳在宏观上普遍具有清晰的岩

土环境界面，缺失从基岩到全风化带过渡的中间环

节，剖面自下而上通常呈现为基岩→岩粉层→全风

化层→土壤层的演化特征，其中岩粉层与全风化层

之间即岩土环境界面为一个截然分界面，与结晶岩

风化壳的连续演化序列形成鲜明对比。前期的研究

表明（王世杰等，１９９９；孙承兴等，２００２；冯志刚等，

２００４，２００７），碳酸盐岩风化壳的岩土界面不仅是一

个宏观上的物理界面，也是碳酸盐矿物充分淋失、硅

酸盐组分（即酸不溶物）明显分解的重要地球化学场

所。在全风化层，碳酸盐矿物已淋失殆尽，主要表现

为硅酸盐组分的进一步演化。

本文以黔北新蒲碳酸盐岩风化壳（即表１所示

的ＸＰ剖面）为例，对比结晶岩风化壳，以进一步了

解二者之间的风化差异性。ＸＰ剖面厚７．３ｍ，其中

岩粉层厚约１０ｃｍ。图１１ａ、１１ｂ分别显示了澳大利

亚Ｔｏｏｒｏｎｇｏ花岗闪长岩红色风化壳（Ｎｅｓｂｉｔｔａｎｄ

Ｍａｒｋｏｖｉｃｓ，１９９７）及ＸＰ剖面红色风化壳的ＡＣＮＫ

风化趋势三角图解。从图中可以看出，结晶岩红色

风化壳表现为两阶段连续风化模式，而碳酸盐岩红

色风化壳已发育到第二阶段的演化序列。从基岩到

岩粉层，仅仅表现为碳酸盐胶结物的溶解，而到上覆

风化壳，酸不溶物的地球化学指标发生了突变。以

上结果表明，碳酸盐矿物的大量溶解不但未阻滞和

延缓硅酸盐组分的分解，而且促进其快速风化，从而

导致风化指标在岩土界面发生了突变。

５　结论

通过对不同地层系统碳酸盐岩发育的红色风化

壳以及其他岩类红色风化壳的对比研究，获得了以

下认识：

（１）在风化条件不是特别强烈的区域，碳酸盐岩

红色风化壳的发育程度明显受基岩酸不溶物成分的

控制，酸不溶物的风化成熟度越高，红色风化壳的发

育程度一般也越强。另一方面，风化壳相对于母岩

的进一步风化潜力或空间，随着基岩酸不溶物风化

成熟度的增大而降低，从而更容易达到风化平衡。

（２）碳酸盐岩酸不溶物主要源于陆壳风化产物

的搬运堆积，不同地层系统中的酸不溶物组成由于

物源不同而不同。受酸不溶物成分的影响，在不同

地层系统碳酸盐岩发育的红色风化壳，其风化强度

自然存在着差异。

（３）与结晶岩风化壳的连续演化序列相比，碳酸

盐岩风化壳的形成过程具有明显的特殊性。在碳酸

盐岩风化壳突变的岩土界面，伴随碳酸盐矿物充分

淋失，酸不溶物的地球化学指标发生了突变。因此，

碳酸盐矿物的大量溶解不但未阻滞和延缓了硅酸盐

组分的分解，而且促进其快速风化。

（４）由于酸不溶物的风化成熟度决定了碳酸盐

岩风化壳的发育程度，在达到高岭石化甚至弱红土

化阶段的酸不溶物基础上，发育的风化壳比结晶岩

类风化壳具有更高的风化起点，也就表现出更高的

风化强度。因此，笼统地把碳酸盐岩风化壳看作是

弱于玄武岩及花岗岩等结晶岩类风化壳发育程度的

弱风化类型是不妥的。

参　考　文　献

陈履安．２０００．贵州老万场红土型金矿地球化学特征及其成因．地质

论评，４６（６）：６２８～６３７．

冯金良，垂之久．２００２．拱王山风化壳的发育特征及其环境和构造意

义．地理学与国土研究，１８（２）：５６～６０．

冯志刚，王世杰，周德全，等．２００４．黔北新蒲红色风化壳剖面的粒度

分布特征———兼论岩溶区上覆土层的物质来源．地质科学，３９

（３）：４４０～４５１．

冯志刚，王世杰，刘秀明，等．２００７．微地域搬运———碳酸盐岩红色风

化壳形成过程的一种方式．地质学报，８１（１）：１２７～１３８．

高全洲，崔之久，刘耕年，等．２０００．青藏高原风化壳红土的沉积地球

化学和矿物学特征及环境意义．中山大学学报（自然科学版），３９

（５）：９７～１０２．

贵州省农业厅，中国科学院南京土壤研究所．１９８０．贵州土壤．贵阳：

贵州人民出版社，４３～９７．

黄英，符必昌，付君蕖，等．２０００．昆明玄武岩红土物质组成的剖面特

征．昆明理工大学学报，２５（４）：８８～９２．

黄镇国，张伟强，陈俊鸿，等．１９９６．中国南方红色风化壳．北京：海洋

出版社，１～１７７．

李庆逵．１９８３．中国红壤．北京：科学出版社，１～７２．

李文达，王文斌，程忠富，等．１９９５．华南红土化作用地球化学及红土

型金矿形成的可能性．北京：地质出版社，１～７６．

孙承兴，王世杰，刘秀明，等．２００２．碳酸盐岩风化壳岩土界面地球化

学特征及其形成过程———以贵州花溪灰岩风化壳剖面为例．矿

物学报，２２（２）：１２６～１３２．

万国江，等．１９９５．碳酸盐岩与环境（卷一）．北京：地震出版社，４１～

５７．

王世杰，季宏兵，欧阳自远，等．１９９９．碳酸盐岩风化成土作用的初步

研究．中国科学（Ｄ辑），２９（５）：４４１～４４９．

王仕禄，邵树勋，万国江．２０００．碳酸盐岩地区镶嵌景观表土的地球

化学特征．见：万国江，等主编．碳酸盐岩与环境（卷二）．北京：地

震出版社，２８～３７．

席承藩．１９９１．论华南红色风化壳．第四纪研究，１：１～８．

徐瑞松，徐金鸿，苗莉，等．２００６．华南红土主元素表生地球化学特征．

地球化学，３５（５）：５４７～５５２．

杨元根，刘丛强，袁可能，等．２０００．南方红土形成过程及其稀土元素

地球化学．第四纪研究，２０（５）：４６９～４８０．

赵其国．１９９２．我国红壤现代成土过程和发育年龄的初步研究．第四

２９８


纪研究，４：３４１～３５１．

朱显谟．１９９３．中国南方的红土与红色风化壳．第四纪研究，１：７５～

８４．

朱照宇，郑洪汉，张国梅，等．１９９１．华南热带红土期及风化矿物初步

研究．第四纪研究，１：１８～２８．

ＢｒｏｎｇｅｒＡ，ＥｎｓｌｉｎｇＪ，ＫａｌｋＥ．１９８４．Ｍｉｎｅｒａｌｖｅｒｗｉｔｔｅｒｕｎｇ，

ｔｏｎｍｉｎｅｒａｌｂｉｌｄｕｎｇｕｎｄｒｕｂｅｆｉｚｉｅｒｕｎｇｉｎｔｅｒｒａｅｃａｌｃｉｓｄｅｒ

Ｓｌｏｗａｋｅｉ．ＥｉｎＢｅｉｔｒａｇｚｕｍｐａｌｏｋｌｉｍａｔｏｇｉｓｃｈｅｎＡｕｓｓａｇｅｗｅｒｔｖｏｎ

Ｋａｌｋｓｔｅｉｎ－Ｒｏｔｌｅｈ－ｍｅｎｉｎＭｉｔｔｅｌｅｕｒｏｐａ．Ｃａｔｅｎａ，１１：１１５～

１３２．

ＢｒｏｎｇｅｒＡ，ＥｎｓｌｉｎｇＪ，ＧｕｔｌｉｃｈＰ，ｅｔａｌ．１９８３．Ｍｓｓｂａｕｅｒｓｔｕｄｉｅｓｏｎ

ｔｈｅｒｕｂｅｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｅｒｒａｅｒｏｓｓａｅｉｎＳｌｏｖａｋｉａ．ＣｌａｙｓＣｌａｙＭｉｎｅｒ．，

３１：２６９～２７６．

ＥｇｌｉＭ，ＭｅｒｋｌｉＣ，ＳａｒｔｏｒｉＧ，ｅｔａｌ．２００８．Ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇ，ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｃａｌ

ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒａｌｏｎｇａＨｏｌｏｃｅｎｅｓｏｉｌ

ｔｏｐｏｓｅｑｕｅｎｃｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｃａｒｂｏｎａｔｅｒｉｃｈｍａｔｅｒｉａｌｓ．

Ｇｅｏｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，９７（３）：６７５～６９６．

ＫｈａｎＤＨ．１９６０．Ｃｌａｙｍｉｎｅｒａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｓｏｍｅｒｅｎｄｚｉｎａｓ，ｒｅｄ

ｂｒｏｗｎｓｏｉｌｓａｎｄｔｅｒｒａｒｏｓｓａｓｏｎｌｉｍｅｓｔｏｎｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ

ａｇｅｓ．ＳｏｉｌＳｃｉ．，９０：３１２～３１９．

ＮｅｓｂｉｔｔＨＷ，ＭａｒｋｏｖｉｃｓＧ．１９９７．Ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｏｆｇｒａｎｏｄｉｏｒｉｔｉｃ

ｃｒｕｓｔ，ｌｏｎｇｔｅｒｍｓｔｏｒｇｅｏｆｅｌｅｍｅｎｔｉｎｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｐｒｏｆｉｌｅｓ，ａｎｄ

ｐｅｔｒｏｇｅｎｅｓｉｓｏｆｓｉｌｉｃｉｃｌａｓｔｉｃｓｅｄｉｍｅｎｔｓ．Ｇｅｏｃｈｉｍｉｃａｅｔ

ＣｏｓｍｏｃｈｉｍｉｃａＡｃｔａ，６１（８）：１６５３～１６７０．

ＮｅｓｂｉｔｔＨＷ，ＹｏｕｎｇＧＭ．１９８２．ＥａｒｌｙＰｒｏｔｅｒｏｚｏｉｃｃｌｉｍａｔｅｓａｎｄ

ｐｌａｔｅｍｏｔｉｏｎｓｉｎｆｅｒｒｅｄｆｒｏｍｍａｊｏｒｅｌｅｍｅｎｔｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆｌｕｔｉｔｅ．

Ｎａｔｕｒｅ，２９９：７１５～７１７．

ＮｏｒｒｉｓｈＫ，ＲｏｇｅｒｓＬＥＲ．１９５６．Ｔｈｅｍｉｎｅｒａｌｏｇｙｏｆｓｏｍｅｔｅｒｒａ

ｒｏｓｓａｓａｎｄｒｅｎｄｚｉｎａｓｏｆＳｏｕｔｈＡｕｓｔｒａｌｉａ．Ｊ．ＳｏｉｌＳｃｉ．，７：２９４～

３０１．

ＳｃｈｅｌｌｍａｎｎＷ．１９８３．Ａｎｅｗｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｏｆｌａｔｅｒｉｔｅ．Ｎａｔ．Ｒｅｓｏｕｒ．

Ｄｅｖ．，１８：７～２１．

ＷｉｌｋｅＢＭ，ＭｉｓｈｒａＶＫ，ＲｅｈｆｕｅｓｓＫＥ．１９８４．Ｃｌａｙｍｉｎｅｒａｌｏｌｏｇｙｏｆ

ａｓｏｉｌｓｅｑｕｅｎｃｅｉｎｓｌｏｐｅｄｅｐｏｓｉｔｓｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｈａｕｐｔｄｏｌｏｍｉｔ

（ｄｏｌｏｍｉｔｅ）ｉｎｔｈｅＢａｖａｒｉａｎ．Ｇｅｏｄｅｒｍａ，３２：１０３～１１６．

犐犿狆犪犮狋狅犳犃犮犻犱犐狀狊狅犾狌犫犾犲犚犲狊犻犱狌犪狅犳犆犪狉犫狅狀犪狋犲犚狅犮犽狊

狅狀犇犲狏犲犾狅狆犻狀犵犐狀狋犲狀狊犻狋犻犲狊狅犳犜犺犲犻狉犠犲犪狋犺犲狉犻狀犵犆狉狌狊狋狊

ＦＥＮＧＺｈｉｇａｎｇ１，２），ＷＡＮＧＳｈｉｊｉｅ

１），ＬＩＵＸｉｕｍｉｎｇ１），ＬＵＯＷｅｉｊｕｎ

１）

１）犜犺犲犛狋犪狋犲犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犌犲狅犮犺犲犿犻狊狋狉狔，犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犌犲狅犮犺犲犿犻狊狋狉狔，犆犃犛，犌狌犻狔犪狀犵，５５０００２；

２）犛犮犺狅狅犾狅犳犖狌犮犾犲犪狉犚犲狊狅狌狉犮犲犪狀犱犛犪犳犲狋狔犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犛狅狌狋犺犆犺犻狀犪，犎犲狀犵狔犪狀犵，犎狌狀犪狀，４２１００１

犃犫狊狋狉犪犮狋

Ｔｈｒｏｕｇｈｓｔｕｄｙｉｎｇｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｓ

ｆｒｏｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｒａｔｕｍｓｙｓｔｅｍｓｉｎｔｈｅＧｕｉｚｈｏｕｋａｒｓｔｒｅｇｉｏｎ（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｗｅｓｔｅｒｎＨｕｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ），ａｎｄ

ｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｏｓｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｏｔｈｅｒｔｙｐｅｓｏｆｂｅｄｒｏｃｋｓｉｎｎａｔｉｖｅａｎｄａｍｂｉｅｎｔａｒｅａｓｉｎｔｈｅｓａｍｅ

ｃｌｉｍａｔｉｃｚｏｎｅ，ｗｅｄｒａｗｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｓｆｏｌｌｏｗｓ：（１）Ｉｎｔｈｅｒｅｇｉｏｎｓｗｈｅｒｅｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｉｓｎｏｔｍｕｃｈｉｎｔｅｎｓｅ，

ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓｏｆｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｓａｒｅａｆｆｅｃｔｅｄｍａｒｋｅｄｌｙｂｙｔｈｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ

ｏｆｔｈｅｉｒａｃｉｄｉｎｓｏｌｕｂｌｅｒｅｓｉｄｕａ，ａｎｄｔｈｅｈｉｇｈｅｒｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｍａｔｕｒｉｔｙｏｆａｃｉｄｉｎｓｏｌｕｂｌｅｒｅｓｉｄｕｅ，ｉｎｇｅｎｅｒａｌ，

ｔｈｅｍｏｒｅｉｎｔｅｎｓｅｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｄｅｇｒｅｅｏｆｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔ．Ｏｗｉｎｇｔｏｔｈｅｆａｃｔｔｈａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｒａｔｕｍ

ｓｙｓｔｅｍｓｈａｖｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆａｃｉｄｉｎｓｏｌｕｂｌｅｒｅｓｉｄｕａ，ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓｏｆｒｅｄｗｅａｔｈｅｒｉｎｇ

ｃｒｕｓｔｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍａｒｅｃｅｒｔａｉｎｌｙｄｉｓｔｉｎｃｔ．（２）Ｆｕｒｔｈｅｒｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｆａｌｌｓ

ａｌｏｎｇｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｍａｔｕｒｉｔｙｏｆａｃｉｄｉｎｓｏｌｕｂｌｅｒｅｓｉｄｕｅ，ａｎｄｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙｗｅａｔｈｅｒｉｎｇ

ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｃａｎｂｅｒｅａｃｈｅｄｍｏｒｅｅａｓｉｌｙ．（３）Ａｔｔｈｅｓｈａｒｐｌｙｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌｉｎｔｅｒｆａｃｅｂｅｔｗｅｅｎｒｏｃｋａｎｄｓｏｉｌ，

ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｅｘｏｆａｃｉｄｉｎｓｏｌｕｂｌｅｒｅｓｉｄｕａｃｈａｎｇｅｄｉｓｔｉｎｃｔｌｙａｌｏｎｇｗｉｔｈｌｅａｃｈｉｎｇｌｏｓｓｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅ．

Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅａｃｃｅｌｅｒａｔｅｓｔｈｅｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｏｆｓｉｌｉｃａｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｉｎｓｔｅａｄｏｆ

ｒｅｔａｒｄｉｎｇｉｔｓｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ．（４）Ｏｗｎｉｎｇｔｏｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆａｃｉｄｉｎｓｏｌｕｂｌｅｒｅｓｉｄｕａｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｓｄｕｒｉｎｇ

ｋａｏｌｉｎｉｚａｔｉｏｎａｎｄｅｖｅｎｗｅａｋｌａｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ，ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｓｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋａｒｅｍｏｒｅｖｕｌｎｅｒａｂｌｅｔｏ

ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｔｈａｎｔｈａｔｏｆｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｒｏｃｋｓ，ａｎｄｓｈｏｗａｈｉｇｈｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｉｎｔｅｎｓｉｔｙ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔｉｓｎｏｔ

ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｔｏｃｌａｓｓｉｆｙｔｈｅｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅｉｎｔｏｔｈｅｗｅａｋｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｔｙｐｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｅｖｅｎ

ｍｕｃｈｗｅａｋｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄｒｏｃｋｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｔｙｐｅｓｓｕｃｈａｓｂａｓａｌｔａｎｄｇｒａｎｉｔｅ．

犓犲狔狑狅狉犱狊：ａｃｉｄｉｎｓｏｌｕｂｌｅｒｅｓｉｄｕａ；ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋ；ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｉｎｔｅｎｓｉｔｙ；ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ

ｓｔｙｌｅｓｏｆｂｅｄｒｏｃｋｓ；Ｇｕｉｚｈｏｕｋａｒｓｔｒｅｇｉｏｎ

３９８

酸不溶物对碳酸盐岩风化壳发育程度的影响blog.sciencenet.cn/upload/blog/file/2009/7/2009718162029961322.pdf ·...

Documents