【摘要】：碳酸鹽巖化學風化對于大型水系以及海水的化學組成具有重要的影響。然而,當前對碳酸鹽巖化學風化過程中元素的遷移特征及其控制機制的認識尚存一些爭議。本文通過報道粵北地區(qū)的一個典型碳酸鹽巖風化剖面的礦物組成和主元素、微量元素含量的變化特征,試圖探討碳酸鹽巖化學風化過程的元素地球化學行為。結(jié)果顯示,堿土金屬Ca、Sr大量遷出剖面,這與碳酸鈣的溶解直接相關(guān);而其他堿金屬-堿土金屬元素則發(fā)生了不同程度的富集,可能歸因于黏土礦物對這些元素的吸附;過渡金屬元素也存在明顯的富集現(xiàn)象,可能與Fe、Al的氧化物/氫氧化物對其的吸附有關(guān)。平均上地殼(UCC)標準化的稀土元素(REE)圖解顯示,相對新鮮的母巖,風化產(chǎn)物中的稀土元素發(fā)生了顯著的富集與分異,同時伴隨著Ce的顯著負異常(δCe=0.30~0.84)。本剖面上REE的遷移和再分配主要受控于介質(zhì)p H值的變化:在近中性的條件下,碳酸根離子可以和REE形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,顯著提高了REE遷移能力,并在堿性較強的層位之上富集和再分配。然而,由于重稀土元素(HREE)的原子半徑小于輕稀土元素(LREE),造成HREE與碳酸根絡(luò)合物的穩(wěn)定性顯著大于LREE,最終導致碳酸鹽巖風化過程中HREE的富集程度明顯超過LREE。
[Abstract]:Chemical weathering of carbonate rocks plays an important role in the chemical composition of large water systems and seawater. However, there are still some controversies on the characteristics of element migration and its controlling mechanism in the chemical weathering process of carbonate rocks. In this paper, the mineral composition and the variation characteristics of the main elements and trace elements in a typical weathering section of carbonate rocks in northern Guangdong are reported, and the geochemical behavior of elements in the chemical weathering process of carbonate rocks is discussed in this paper. The results show that a large number of alkaline earth metals (Ca,Sr) migrate out of the profile, which is directly related to the dissolution of calcium carbonate, while other alkali metal-alkali earth elements are enriched to varying degrees, which may be attributed to the adsorption of these elements by clay minerals. The accumulation of transition metal elements is also obvious, which may be related to the adsorption of Fe,Al oxides / hydroxides. The mean upper crust (UCC) standardized (REE) diagram of rare earth elements shows that the rare earth elements in the weathered products are enriched and differentiated significantly in the relatively fresh parent rocks, accompanied by significant negative Ce anomalies (未 Ce=0.30~0.84). The migration and redistribution of REE in this profile is mainly controlled by the change of pH value of the medium. Under the condition of near neutral, the carbonate ion can form stable complex with REE, which improves the migration ability of REE significantly. And it is enriched and redistributed on the base layer. However, because the atomic radius of heavy rare earth element (HREE) is smaller than that of light rare earth element (LREE), the stability of HREE and carbonate complex is significantly higher than that of LREE, and the enrichment degree of HREE in carbonate rock weathering process is obviously higher than that of LREE..
【作者單位】： 中國科學院廣州地球化學研究所同位素地球化學國家重點實驗室;中國科學院大學;中國科學院廣州地球化學研究所邊緣海地質(zhì)重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金(41325012,41473019)
【分類號】：P595

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本文編號：2216998