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《碳酸盐岩差异性风化成土特征及其对石漠化形成的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第22卷第4期矿物学报Vol.22.No.42002年12月ACTAMINERALOGICASINICADec.,2002文章编号:10004734(2002)04030807碳酸盐岩差异性风化成土特征及其对石漠化形成的影响1,2131,21,2孙承兴王世杰周德全李瑞玲李艳丽(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,贵州贵阳550002;2.中国科学院研究生院,北京100039;3.贵州师范大学资源与环境科学系,贵州贵阳550001)摘要:碳酸盐岩极低的酸不溶物含量使岩石风化产生的残积土壤物质数量极少,并产生巨大的体积缩小,促使早期形成的残积土在重力
2、作用下不断向下塌陷。显著的差异性风化使基岩面强烈起伏,甚至形成大量的岩溶洼地、裂隙、地下管道、洞穴系统等。在重力和水的作用下,土粒沿垂直和水平方向上经微距离或短距离搬运到上述低洼或地下空间中,甚至由地下河带到更远的地方,这是碳酸盐岩地区土壤丢失的重要方式,也是形成石漠化最主要的地质因素。土壤在地表分布高度不均匀,是碳酸盐岩地区地表少土的重要原因。对于酸不溶物含量相当的石灰岩和白云岩而言,由于白云岩的差异性风化明显弱于石灰岩,以及受各种应力作用后,白云岩形成的节理及裂隙密集而均匀,从而提高了近地表白云岩的含水能力,延长了风化过程中的水岩反应时间,使风化作用可以相对集中于地
3、表或近地表进行,有利于岩石的整体风化作用的进行,同时使白云岩风化壳基岩面起伏相对较小,风化残积形成的土壤分布也相对均匀。因此,白云岩区地表土层较厚,石漠化程度也稍弱于灰岩区。关键词:碳酸盐岩;差异性风化;非等体积风化;土壤分布;石漠化++中图分类号:P588.245;S1512文献标识码:A作者简介:孙承兴,男,1971年生,博士研究生,环境地球化学专业.成土速率的影响,这一点可以从目前各种模式计算出来的碳酸盐岩和结晶岩类风化成土速率得到1引言证实,在热带、亚热带气候条件下,在一百万年时岩溶区脆弱的生态环境与地表少土关系密间尺度内通常可以风化形成数米至十几米厚的土切,这些
4、地区土层厚度薄,土被不连续,一经流失,层(或风化壳全风化层),两者并没有太大悬就会出现石漠化景观[1,2]。作者对贵州岩溶区上[3,14~16]殊,碳酸盐岩成土速率不像人们想象的那覆土壤的物源及其成因进行了系统的研究,发现样慢!部分学者提出岩溶区水土流失严重是形成它们主要来源于碳酸盐岩酸不溶物(主要由硅酸石漠化的重要原因[19,20],但对贵州省水土流失的盐质物质组成)及碳酸盐岩层间的泥页岩薄层的调查中发现,石漠化岩溶区的水土流失强度并不[3~9]贡献。越纯的碳酸盐岩中,酸不溶物含量越比碎屑岩区严重,岩溶地区土壤亏损的负增长过低,岩石风化残留下来的土壤物质也越少,然而单程
5、并不完全依赖于水土流失速率[21]。那么,碳酸位体积岩石风化形成的土壤物质少并不代表岩石盐岩地区少土或者石漠化的真正原因是什么呢?风化成土速率慢。尽管多数碳酸盐岩中酸不溶物另外,方解石的溶蚀速率远高于白云石,按一般常[10,11]含量仅为百分之几,但由于其溶蚀速率是结识,灰岩比白云岩具有更快的溶蚀速率,相应的成[12~18]晶岩类的十几到几十倍以上,较高的风化土速率也应更高,其上覆土层应较厚,石漠化程度溶蚀速率可在一定程度上抵消酸不溶物含量低对应低于白云岩区,但大量的野外观察却发现了相[3,22]收稿日期:20020929反的现象:白云岩区的土层往往比灰岩区厚,[2]
6、基金项目:国家自然科学基金(批准号:49833002);国家九五科石漠化程度也较轻。对贵州省石漠化的研究表技攻关项目(96920040212);中国科学院西部之光项目明,在各类碳酸盐岩中,连续性白云岩(酸不溶物第4期孙承兴等:碳酸盐岩差异性风化成土特征及其对石漠化形成的影响309及泥页岩夹层含量小于10%的岩层)分布区的石孔隙均较发育。石灰岩中的矿物颗粒细小,结构漠化发生率为24.79%,而连续性灰岩分布区的致密,粒间孔隙度小,受各种构造应力作用时,石最高,达34.40%;就高强度石漠化发生率而言,灰岩容易产生张性节理裂隙,这些节理裂隙分布[2]连续性灰岩
7、区也远高于连续性白云岩区,形成极不均匀,加之溶蚀速率大,所以石灰岩差异性溶这种与风化速率相反现象的机理是什么呢?本文蚀作用(differentialerosion,即由于岩石成分、结构将从碳酸盐岩差异性和非等体积风化成土过程及或构造上的差异性导致了岩石在不同部位具有不[24]其对石漠化形成的影响的角度对上述问题进行专同的溶蚀或差异性速率)突出,地貌上发育峰门讨论。林、溶蚀洼地、落水洞、地下溶洞和管道等,含水性极不均匀。白云岩的晶间孔隙分布较均匀,在构2风化成土特征与土粒保存方式造应力作用下,易沿晶间孔隙在不同方向上产生均匀且密
