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網(wǎng)紋紅土微區(qū)內(nèi)元素的分布特征及網(wǎng)紋化過(guò)程

2025-07-18 00:00:00蔣旭霞王天陽(yáng)李鳳全朱麗東葉瑋郭忠雪
沉積學(xué)報(bào) 2025年3期

文章編號(hào):1000-0550(2025)03-1049-10

關(guān)鍵詞網(wǎng)紋紅土;微區(qū)分析;網(wǎng)紋化機(jī)制;空間分布

第一作者簡(jiǎn)介,女,1998年出生,碩士研究生,自然地理學(xué),E-mail: jxxzjnu@qq.com

通信作者,女,副教授,E-mail:lyg159@zjnu.cn

中圖分類號(hào)P595文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

DOI: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.050

CSTR: 32268.14/j.cjxb.62-1038.2023.050

0 引言

中國(guó)南方網(wǎng)紋紅土是亞熱帶地區(qū)第四紀(jì)環(huán)境變化研究的良好地質(zhì)載體,解譯網(wǎng)紋紅土的形成環(huán)境是中國(guó)南方紅土區(qū)古環(huán)境研究的重要內(nèi)容-2]。網(wǎng)紋紅土經(jīng)歷了中等以上強(qiáng)度的化學(xué)風(fēng)化,通常被認(rèn)為是較濕熱氣候環(huán)境下的風(fēng)化產(chǎn)物3-5]。在網(wǎng)紋紅土中普遍存在網(wǎng)紋化現(xiàn)象,其醒目地質(zhì)特征是在暖色調(diào)的紅紫色黏土中鑲嵌大量呈斑點(diǎn)、蠕蟲、條管等形態(tài)的不規(guī)則淺色斑紋5。伴隨著網(wǎng)紋化過(guò)程,白色條紋與紅色條紋之間出現(xiàn)了一定的物質(zhì)差異[5-9]。已有的研究表明,濕熱的氣候、土體孔隙、地下水的季節(jié)性變化、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)乃至植物根系等可能是網(wǎng)紋發(fā)育的重要條件[2.5.9-13],網(wǎng)紋化現(xiàn)象可視為物理過(guò)程(裂隙及擴(kuò)張)、生物過(guò)程(根系腐爛)化學(xué)過(guò)程(如鐵質(zhì)分異)等綜合作用的產(chǎn)物[14。網(wǎng)紋紅土很好地記錄了中國(guó)南方第四紀(jì)以來(lái)風(fēng)化特征及其變化趨勢(shì),但與網(wǎng)紋紅土網(wǎng)紋化現(xiàn)象有關(guān)的微觀機(jī)制仍然有待進(jìn)一步探究[49.13]。目前有關(guān)網(wǎng)紋的研究,多將紅色條紋與白色條紋視為兩個(gè)不同的物質(zhì)單元,對(duì)二者進(jìn)行分離后,再分別測(cè)試與分析紅色條紋和白色條紋的理化屬性以及分異特征。上述研究可從整體上對(duì)網(wǎng)紋及網(wǎng)紋化進(jìn)行認(rèn)知,但卻難以從白色條紋內(nèi)部變異,以及白色條紋到紅色條紋之間過(guò)渡變化等微觀尺度上認(rèn)識(shí)網(wǎng)紋和網(wǎng)紋化過(guò)程。微區(qū)分析是對(duì)固體樣品的一個(gè)微小區(qū)域直接進(jìn)行成分分析的技術(shù),具有原位、量微、無(wú)損和準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)[15-1o,其為獲取元素在土體內(nèi)部、礦物中的配分和遷移規(guī)律提供有力的技術(shù)支撐[17-18]。微區(qū)分析包括電子探針、激光探針(包括激光光譜儀),以及掃描電子顯微鏡等[,微區(qū)XRF具有良好的穿透性、穩(wěn)定性及分辨率高等特點(diǎn),可提供不同尺度、不同層次需求的原位微區(qū)分析[16.20]。為此,本文利用微區(qū)XRF分析方法對(duì)安徽郎溪剖面的網(wǎng)紋紅土開展二維微區(qū)分析,旨在從微觀尺度上進(jìn)一步認(rèn)識(shí)網(wǎng)紋體內(nèi)的化學(xué)元素含量的空間分布特征,闡述網(wǎng)紋內(nèi)部可能的化學(xué)過(guò)程,并為明確網(wǎng)紋的形成機(jī)理提供新視角。

1材料與方法

1.1樣品采集

郎溪剖面 30°5824′′N,119°743′′E) 位于安徽省郎溪縣十字鎮(zhèn)318國(guó)道旁,其海拔約 40m ,屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),年降水量介于 1143~1503mm 。該網(wǎng)紋紅土剖面的質(zhì)地均一,不含礫且無(wú)流水作用痕跡,屬于長(zhǎng)江中下游地區(qū)頗具代表性的加積型紅土剖面之一。該剖面自下而上可分為網(wǎng)紋紅土、黃棕色土等沉積地層,上覆黃棕色土層的土質(zhì)疏松,網(wǎng)紋層質(zhì)地緊實(shí)且由上到下白色條紋從密集細(xì)小到稀疏寬大,剖面未見底。在該剖面網(wǎng)紋紅土層的底部,白色條紋發(fā)育情況較為良好,為開展微區(qū)分析提供了基礎(chǔ)。本文在該剖面的中部和底部用瓶蓋(直徑約33mm )采集了兩個(gè)微區(qū)樣品(圖1)。其中,一個(gè)為白色條紋微區(qū)樣品,另一個(gè)則為紅色條紋與白色條紋兼具的微區(qū)樣品(下文簡(jiǎn)稱為紅白過(guò)渡微區(qū)樣品)。前者主要用于揭示白色條紋體中元素的空間變異情況,后者用于反映從白色條紋到紅色條紋元素含量的空間變化情況。

1.2 研究方法

本文采用原位微區(qū)XRF分析技術(shù),將采樣后的微區(qū)樣品進(jìn)行平面處理(粗磨和精磨),使待測(cè)樣品表面光滑沒有空隙,隨后將打磨好的樣品放入 60°C 的烘箱進(jìn)行干燥,最后將樣品放人微區(qū)X射線熒光光譜儀內(nèi)選擇合適位置進(jìn)行元素分析。為獲取微區(qū)內(nèi)地球化學(xué)元素含量分布狀況,在白色條紋微區(qū)樣品( 19mm×17mm 和紅白過(guò)渡微區(qū)樣品( 12mm× 10mm 各設(shè)置了121個(gè)樣點(diǎn)(圖1),主要測(cè)試了 SiO2 、Al2O3?Fe2O3?K2O?CaO?MgO?Na2O 等常量元素,以及Mn?Co?Cu 等微量元素。微區(qū)地球化學(xué)元素測(cè)試完成于安徽師范大學(xué)資源環(huán)境與地理信息工程安徽省工程技術(shù)研究中心。元素測(cè)試儀器為日本理學(xué)公司生產(chǎn)的RigakuZSXPrimusII型長(zhǎng)色散X射線熒光光譜儀,測(cè)試精度為 10-6 級(jí)別,測(cè)試含量范圍為 10-6~100% 。測(cè)試過(guò)程使用中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品GSS-3和GSS-6進(jìn)行監(jiān)控,并對(duì)所得數(shù)據(jù)運(yùn)用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序控制、譜圖識(shí)別、干擾矯正及數(shù)據(jù)處理等分析步驟。通過(guò)與儀器內(nèi)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)信息比對(duì),最終實(shí)現(xiàn)對(duì)所測(cè)樣品元素的精確分析,該方法測(cè)定結(jié)果與電子探針測(cè)定結(jié)果一致2,常量元素分析誤差優(yōu)于 2% 。

對(duì)微區(qū)網(wǎng)格點(diǎn)測(cè)試結(jié)果,利用ArcGIS的地統(tǒng)計(jì)方法分析元素地球化學(xué)含量的空間分布特征,利用R語(yǔ)言對(duì)兩個(gè)微區(qū)樣品進(jìn)行R型因子分析。其中,R型因子分析是研究變量間相互關(guān)系的因子分析法,常用于研究元素共生組合,其中每個(gè)因子所包含的主要元素,不僅表示元素間的組合關(guān)系,而且反映元素間內(nèi)在的成因聯(lián)系[22]。本文采用R型因子分析方法的主要目的是對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取、信息降維,發(fā)掘隱藏在數(shù)據(jù)下的一組較少的或難以直接觀測(cè)的變量,并推測(cè)其可觀測(cè)變量變化的主要原因與機(jī)制。

2 研究結(jié)果

2.1 微區(qū)內(nèi)元素的分布特征

微區(qū)測(cè)試結(jié)果表明(表1,2),無(wú)論是白色條紋微區(qū)樣品,還是白色條紋與紅色條紋過(guò)渡微區(qū)樣品的地球化學(xué)元素含量均以 SiO2 、 Al2O3 和 Fe2O3 等為主,K2O、CaO、MgO、Na2O Ti和 Mn 等元素的含量次之,其總體特征與中國(guó)南方網(wǎng)紋紅土地區(qū)的元素分布特點(diǎn)基本一致,為此本文不再對(duì)此進(jìn)行贅述。為了揭示地球化學(xué)元素含量在白色條紋內(nèi)部變異情況,以及從白色條紋到紅色條紋的過(guò)渡變化特征,利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法開展分析(圖2,3)。從圖2、3可知,在白色條紋體的內(nèi)部,鐵和鐵族元素含量的空間分布特征較為相似,皆呈現(xiàn)出從白色條紋中心向外圍逐漸增加的趨勢(shì), Cu,Zn 等元素含量的空間分布特征與之相似,而 SiO2?Al2O3?K2O?CaO?MgO?Ti,Rb?Sr 等元素含量的空間分布特征則與基本之相反,主要表現(xiàn)為從白色條紋中心向外圍呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。紅白過(guò)渡微區(qū)樣品的鐵、鐵族元素和 Cu,Zn 等元素含量的空間分布特征則呈現(xiàn)出從白色條紋向紅色條紋逐漸增加的趨勢(shì),而 SiO2?Al2O3?K2O?CaO?MgO?Ti?Rb?Sr 等元素含量的空間分布特征則基本與之相反,表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢(shì)。

2.2 因子分析結(jié)果

因子分析方法通過(guò)分析眾多可觀測(cè)變量之間的內(nèi)部依賴關(guān)系,揭示原始觀測(cè)數(shù)據(jù)中的基本結(jié)構(gòu),并用少數(shù)幾個(gè)抽象的“潛在”變量(即因子)表示其基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)23。在開展R型因子分析前,首先采用KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)和Bartlett法對(duì)上述網(wǎng)紋紅土微區(qū)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)。一般而言,KMO的值越接近于1,說(shuō)明變量間的相關(guān)性越強(qiáng),越適合因子分析[24。此次研究的白色條紋微區(qū)樣品、紅白過(guò)渡微區(qū)樣品的KMO分別為0.94和0.95,表明適合進(jìn)行因子分析。另外,如果變量彼此獨(dú)立,則無(wú)法從中提取公因子,也就無(wú)法應(yīng)用因子分析法。兩個(gè)微區(qū)樣品觀測(cè)數(shù)據(jù)的Bartlett球形檢驗(yàn)的概率皆低于顯著性水平0.05,原始觀測(cè)變量之間的相關(guān)性較強(qiáng),適合進(jìn)行因子分析。在此基礎(chǔ)上,利用R語(yǔ)言展開因子分析,分析結(jié)果見表3。

圖1觀測(cè)點(diǎn)位置示意圖Fig.1Schematic diagram ofthe observationsites

(a)宣城市地形圖;(b)剖面特征圖;(c)紅白過(guò)渡微區(qū)樣品圖(1 2mm×10mm) ;(d)白色條紋微區(qū)樣品圖(19 ;紅線為白色網(wǎng)紋與紅色基質(zhì)交界線;藍(lán)十字為樣品中心測(cè)試區(qū)

表1網(wǎng)紋紅土常量元素組成 (%)Table1 Reticular red claychemical composition (%) ofconstant elements

根據(jù)累積方差貢獻(xiàn)率,對(duì)紅白過(guò)渡微區(qū)樣品和白色條紋微區(qū)樣品分別提取了兩個(gè)主因子。其中,紅白過(guò)渡微區(qū)樣品兩個(gè)主因子的方差貢獻(xiàn)率分別為59% 和 26% ,累積方差貢獻(xiàn)率達(dá) 85% ,白色條紋微區(qū)的兩個(gè)主因子方差貢獻(xiàn)率分別為 84% 和 9% ,累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到 93% 。累積方差貢獻(xiàn)率均達(dá)到了 80% 以上,尤其是白色條紋微區(qū)樣品因子1的方差貢獻(xiàn)率就達(dá)到了 84% ,說(shuō)明采取兩個(gè)因子可以很好地體現(xiàn)微區(qū)樣品地球化學(xué)元素含量的空間分異情況。

表2網(wǎng)紋紅土部分微量元素組成 (×10-6 一Table2 Composition of trace element of reticular red clay (×10-6
圖2日巴殺紋與紅巴殺紋過(guò)渡微區(qū)元系變化 Fig.2Elemental changesinthe transitionmicro-area of thewhite and red veins
圖3白色條紋微區(qū)元素變化 Fig.3Elemental changes in the micro-area of the white vein
表3微區(qū)樣品數(shù)據(jù)的因子分析結(jié)果Table3Factor analysis results of the sample data in the micro-area

因子載荷表征了原始觀測(cè)變量和因子之間的相關(guān)程度,可解釋和命名因子。根據(jù)表3,紅白過(guò)渡微區(qū)因子1的載荷為正且數(shù)值較高的地球化學(xué)元素主要為 Al2O3,K2O,SiO2,MgO 等常量元素,以及Ti、Zr等相對(duì)穩(wěn)定元素,而 Fe2O3 、Mn和Co等鐵和鐵族元素載荷的數(shù)值為負(fù);紅白過(guò)渡微區(qū)觀測(cè)數(shù)據(jù)中因子2的各元素因子載荷的正負(fù)號(hào)基本與因子1相反,表現(xiàn)為Fe2O3,Mn 和Co等鐵和鐵族元素的因子載荷數(shù)值為正。白色條紋微區(qū)因子1和因子2的各地球化學(xué)元素的因子載荷特征與紅白過(guò)渡微區(qū)因子載荷的特征基本一致,但白色條紋微區(qū)的因子1的載荷一般明顯高于紅白過(guò)渡微區(qū)因子1的載荷,而其因子2的載荷則遠(yuǎn)低于紅白過(guò)渡微區(qū)的因子2的載荷。

3討論

網(wǎng)紋紅土的母質(zhì)沉積期和網(wǎng)紋形成期是先后兩個(gè)不同時(shí)期[6,25-26]。加積型網(wǎng)紋紅土地層的母質(zhì)在網(wǎng)紋出現(xiàn)之前是均質(zhì)的,在網(wǎng)紋化過(guò)程中,白色條紋和紅色條紋發(fā)生了物質(zhì)分異[5-9.27-28]。其中,鐵含量的分異被認(rèn)為是網(wǎng)紋化的過(guò)程的基礎(chǔ),白色條紋中的鐵存在明顯淋失,導(dǎo)致了紅色條紋的全鐵含量、游離鐵量、無(wú)定形鐵量,晶質(zhì)鐵量以及絡(luò)合鐵量等一般遠(yuǎn)高于白色條紋。微區(qū)分析結(jié)果表明,白色條紋微區(qū)樣品的全鐵含量具有從白色條紋中心向外圍逐漸增加的特征,紅白過(guò)渡微區(qū)樣品的全鐵含量同樣呈現(xiàn)出由白色條紋到紅色條紋逐漸增加的趨勢(shì)。以往將白色條紋與紅色條紋作為兩個(gè)物質(zhì)單位可以看作是對(duì)上述特征的簡(jiǎn)化。因此,開展微區(qū)分析有助于補(bǔ)充將紅色條紋和白色條紋視為不同物質(zhì)單元的研究結(jié)果,在微觀尺度上進(jìn)一步豐富對(duì)網(wǎng)紋化過(guò)程的認(rèn)識(shí)。一方面,本文從微區(qū)尺度上進(jìn)一步證實(shí)了白色條紋和紅色條紋之間確實(shí)存在鐵的分異;另一方面,研究揭示了白色條紋內(nèi)部的全鐵含量并非是均質(zhì)的,白色條紋和紅色條紋之間全鐵含量的差異并非是突變的,而是漸變的。 Mn?Co?Ni 以及Cu、Cr元素含量的微區(qū)分布特征與鐵元素微區(qū)分布特征較為相似,推測(cè)這些元素的分異可能與鐵元素具有相似的成因或者與鐵元素有關(guān);而 K2O,CaO,MgO 等常量元素的微區(qū)分布特征一般呈現(xiàn)出與鐵族元素大體相反的分布趨勢(shì), Zr 、Ti等相對(duì)穩(wěn)定元素含量的微區(qū)分布特征也呈現(xiàn)出由白色條紋到紅色條紋逐漸降低的趨勢(shì),相異的空間分布趨勢(shì)可能意味著上述元素含量的空間分異原因與鐵以及鐵族元素等不同。由于網(wǎng)紋紅土的母質(zhì)是均質(zhì)的,上述化學(xué)元素含量在白色條紋內(nèi)部,以及由白色條紋到紅色條紋的所呈現(xiàn)出的漸變特征較難用脫硅富鋁鐵化進(jìn)行解釋,網(wǎng)紋化過(guò)程是導(dǎo)致微區(qū)內(nèi)元素含量分布的主要原因,這說(shuō)明在適宜的環(huán)境條件下,白色條紋的形成是一個(gè)逐漸發(fā)育的過(guò)程。

通過(guò)因子分析可進(jìn)一步推測(cè)可觀測(cè)變量變化的主要原因與機(jī)制。本文兩個(gè)微區(qū)數(shù)據(jù)的R型因子分析結(jié)果的共性特征在于鐵以及鐵族元素等在因子2具有正載荷,而在因子1的載荷為負(fù),其他元素的載荷則基本與之相反,這說(shuō)明兩個(gè)微區(qū)樣品數(shù)據(jù)所體現(xiàn)的成因機(jī)制較為一致。

一般認(rèn)為,網(wǎng)紋紅土整體形成于溫暖濕潤(rùn)的環(huán)境,其先后經(jīng)歷了紅化以及網(wǎng)紋化等過(guò)程,網(wǎng)紋化時(shí)期冬夏季氣候反差增強(qiáng)且干濕變化加劇,干濕交替的季節(jié)氣候特點(diǎn)有利于中國(guó)南方第四紀(jì)網(wǎng)紋紅土的發(fā)育4。在上述適宜網(wǎng)紋發(fā)育的氣候背景下,白色條紋與紅色條紋的元素含量的差異主要與二者所處的微觀環(huán)境差異有關(guān)[46,9,1.14]。前人研究認(rèn)為,白色條紋主要形成于還原環(huán)境,而紅色條紋則主要偏氧化環(huán)境,微觀環(huán)境的差異則導(dǎo)致了白色條紋化學(xué)風(fēng)化淋溶程度往往要高于紅色條紋[29-31]。在表生地球化學(xué)條件下,鐵元素一般主要以難溶的三價(jià)鐵礦物形式殘留在風(fēng)化物中,在還原環(huán)境中較為穩(wěn)定的三價(jià)鐵礦物可被還原為二價(jià)鐵從白色條紋中遷出,流出土體進(jìn)入地下水或者在土層內(nèi)部遷移[8.13.2],紅色條紋則可能為白色條紋淋溶出的二價(jià)鐵的淀積區(qū)[8-9,3.32]。在適宜的氣候背景下,上述鐵的淋溶和淀積過(guò)程又形成了正反饋機(jī)制,極大地促進(jìn)了網(wǎng)紋產(chǎn)生并逐漸發(fā)育,這是白色條紋內(nèi)部、紅白過(guò)渡微區(qū)鐵元素出現(xiàn)空間分異的主要原因。另外,鐵族元素如 Mn,Co 等與鐵具有相近的存在形式,以及遷移、沉淀的物理化學(xué)條件,因此可推測(cè)其與鐵元素分異形成機(jī)制相似。

加積型網(wǎng)紋紅土地層的母質(zhì)在網(wǎng)紋出現(xiàn)之前是相對(duì)均質(zhì)的。自然界中 Zr,Ti,Al 等是化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的元素[33-34],這些元素在白色條紋中的含量相對(duì)較高,而在紅色條紋中的含量相對(duì)略低,表明其主要與Fe、 Mn 等元素淋溶和淀積有關(guān),即隨著鐵和鐵族元素等在白色條紋中淋溶遷移,以及在紅色條紋中的沉淀積累, Ti,Zr 等元素在白色條紋中滯留并相對(duì)富集,而在紅色條紋中則被稀釋而表現(xiàn)出相對(duì)虧損[48-9]。對(duì)于在因子1上具有較高正載荷的K、Ca、Mg等易溶的常量元素而言,一方面因其賦存礦物抗風(fēng)化性質(zhì)的差異,使得淋溶遷移程度存在差異,如K常賦存于抗風(fēng)化強(qiáng)度強(qiáng)的正長(zhǎng)石,Ca和 Mg 主要賦存于碳酸鹽礦物及斜長(zhǎng)石中,斜長(zhǎng)石是最易遭受化學(xué)風(fēng)化的礦物之一[14.35];另一方面白色條紋中的鐵元素淋溶遷移導(dǎo)致了易溶元素的相對(duì)富集,紅色條紋中則因鐵和鐵族元素的富集而相對(duì)虧損,其與相對(duì)穩(wěn)定元素含量的空間分異成因基本相似。

上述是微區(qū)內(nèi)元素含量空間分異的主要原因,但白色條紋與紅色條紋元素地球化學(xué)特征的差異不僅是鐵的淋溶富集及其導(dǎo)致的其他元素含量的相對(duì)增減,微環(huán)境的改變也會(huì)引起元素自身行為的變化。因子分析結(jié)果表明,Na與其他易溶元素的因子載荷符號(hào)以及含量的分布特征相異。Na賦存于長(zhǎng)石(主要是斜長(zhǎng)石)云母等礦物中,受風(fēng)化作用易發(fā)生遷移淋溶,由于白色條紋的淋溶程度高于紅色條紋且兩者為同源物質(zhì)29-31,該元素的含量可能既受該組分自身的變化,又受鐵和鐵族元素淋溶或沉淀等導(dǎo)致的相對(duì)富集和虧損共同影響,這兩個(gè)因素的耦合導(dǎo)致了該組分含量的變化與其他易溶組分含量變化存在一定差異。相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)紅色條紋中鈉含量高于白色條紋3,與本研究結(jié)果相似,但具體過(guò)程有待進(jìn)一步探究;至于白色條紋中的銅、鋅元素,受氧化還原條件影響相對(duì)較弱,其淋濾遷移可能主要與鐵錳氧化物對(duì)其吸附和解吸作用有關(guān)[37-38],受鐵族元素的影響但與鐵和鐵族等元素分異原因可能不同;Cr元素在氧化還原條件變化時(shí),其化學(xué)行為異于鐵、錳等元素,可能另有其他機(jī)制如絡(luò)合遷移[39-41]。

綜合以上分析,紅白過(guò)渡微區(qū)的因子1主要體現(xiàn)了白色條紋中鐵和鐵族元素等的淋溶遷移,K、Ca、Mg 等易溶常量元素以及Ti、Zr等穩(wěn)定元素的相對(duì)富集過(guò)程;紅白過(guò)渡微區(qū)的因子2則主要體現(xiàn)為紅色條紋中鐵和鐵族元素的淀積過(guò)程。白色條紋微區(qū)與紅白過(guò)渡微區(qū)因子分析結(jié)果相似,但由于白色條紋微區(qū)因子1的方差貢獻(xiàn)率達(dá) 84% ,說(shuō)明在白色條紋內(nèi)部主要存在鐵和鐵族元素淋溶遷移,以及 K,Ca,Mg 等易溶常量元素和 Ti,Zr 等穩(wěn)定元素的相對(duì)富集過(guò)程;對(duì)于因子2所表征的鐵的淀積過(guò)程,有研究指出在白色條紋發(fā)育區(qū)鐵也并非是單向淋出的,也存在鐵沉淀42,但由于因子2的差貢獻(xiàn)率僅為 9% ,遠(yuǎn)低于因子1且因子2中各元素的因子載荷也相對(duì)較小,說(shuō)明在白色條紋區(qū)鐵沉淀即使存在也相對(duì)較弱。

4結(jié)論

(1)白色條紋內(nèi)部并非是均質(zhì)的,其元素含量的空間分布具有從條紋中心到外圍的漸變特征。其中,鐵和鐵族元素的含量主要呈現(xiàn)出從白色條紋中心到外圍增加的趨勢(shì),而其他常量元素以及Ti、Zr等穩(wěn)定性元素含量的空間分布趨勢(shì)則與之相異;紅白過(guò)渡微區(qū)樣品結(jié)果表明,由白色條紋到紅色條紋元素含量的空間變化也呈現(xiàn)漸變特征。鑒于紅色條紋與白色條紋物源一致,元素含量的空間分布特征說(shuō)明網(wǎng)紋化是一個(gè)持續(xù)發(fā)育的過(guò)程。

(2)因子分析揭示了網(wǎng)紋形成的元素分異的主要過(guò)程。無(wú)論是白色條紋微區(qū)還是紅白過(guò)渡微區(qū),其共性特征皆以因子1為主,主要指示了鐵在白色條紋中的淋溶遷移,以及易溶常量元素和穩(wěn)定元素的相對(duì)富集過(guò)程;而因子2中鐵族元素及 Cu,Zn 等具有較高正載荷,反映了鐵和鐵族元素等的淀積過(guò)程,以及鐵錳氧化物對(duì) Cu,Zn 等的吸附過(guò)程等。

致謝由衷感謝野外采樣及技術(shù)支持的李鳳全老師、王天陽(yáng)老師、楊立輝老師、郭忠雪和張睿君等,感謝三位評(píng)審專家及編輯部老師的修改建議,使本文得以完善!

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Abstract:[Objective]The reticulated laterite in southern China is importantfor the reconstruction of the Quaternary climatic environment inthesouth,but micro recognitionof thereticulated laterite processisstillrelativelyweak. [Methods] We combined micro-area analysis techniques with geostatistical and factor analyses to conduct element geochemical analysisonthe white vein micro-area andthe transitionalmicro-areaoftheredand white veinprofile in Langxi ( 30°5824′′ N, 119°743′′ E).[Results](1) The content of iron group elements such as Fe ?2O3 (3.43% 1 16.97% ),Mn(0.01×10-0.37 ×10-6 )and Co(21 ×10-6 -230 |×10-6 )showed a trend of low value area in the center of the vein and high value area in the periphery,gradually increasing from the center to the periphery.However, K2O (20 ( 0.78% 1.48% ),MgO(0.18%- 0.45% ),and other constant elements,as well as Ti(4 4054×10-6 -7190 ) ??Zr(310× (20 10-6–330×10-6 ),and other elements differ from the distribution trend.(2)The common feature of factors in the white vein micro-areaandthered-white transition micro-area is thattheyare mainlyfactor1,which reflects the leaching migrationof iron and iron group elements inthe white vein,as wellas the relative enrichment processof soluble constant elements such as K ,Ca,and Mg and stable elements such as Ti and ∠r ,while factor2mayberelated to the deposition of iron.Inaddition,there may be adsorption processes of iron oxides on Cu,Zn,etc.[Conclusions] Through the micro-area technical methodand factor analysis,the interiorofthe whitearea was found tobe inhomogeneous,and there is a gradual changefrom the centerof the vein to theperiphery.The variation of elemental content fromthe white tored veinalsoshoweda gradual change,similar to thatinthe white vein micro-area.Reticulation is a continuous developmental process.During reticulation,theleaching migrationof iron and iron elementsare dominant,the depositionand leaching migrationof iron and iron group elements coexist,andthe reticulation process is relatively complicated.

Key words:reticular red clay;micro-area analysis;reticulated mechanism;spatial distribution

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