淀积成土作用

发布网友 发布时间：2022-04-23 19:49

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热心网友 时间：2023-10-05 15:38

淀积成土作用系指岩溶水，包括岩溶环境中地表水、地下水、土中水溶液，携带溶解物质在碳酸盐岩风化前锋溶滤层的空隙中，甚至可以是溶蚀洞穴等空间，生成新物质的作用，这是岩石风化成土过程中，易迁移的组分如K、Na、Ca、Mg等被带走、迁移；迁移能力弱的组分如Al、Si、Fe等沉淀聚积，形成风化壳的过程。淀积作用也包含部分残积作用，是风化壳形成的基本方式之一。碳酸盐岩风化产物中的溶解物质呈胶体溶液或真溶液形式搬运。铝、铁、锰、硅的氧化物溶解度低，常呈胶体溶液搬运。胶体溶液是一种介于粗分散（悬浮液）和离子分散系（真溶液）之间的一种溶液。胶体粒子的直径很小（1～100nm），并常带电荷。根据胶体粒子所带电荷的不同，可把胶体分为正胶体和负胶体。氢氧化铁及Al₂O₃、Fe₂O₃的水合物（Al₂O₃·nH₂O、Fe₂O₃·nH₂O）等是正胶体；SiO₂、MnO₂、有机酸等是负胶体。带正电荷胶体与带负电荷胶体相互作用，电性中和，彼此凝聚，产生SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃的凝胶混合物。由于沉淀时凝胶SiO₂和Al₂O₃的比例变动范围很大，在风化壳中形成各种层状含水硅酸盐矿物，如高岭石（Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O）、多水高岭石（Al₂O₃·2SiO₂·nH₂O）、微晶高岭石（Al₂O₃·4SiO₂·nH₂O）和伊利石等。当Fe（OH）₃正溶胶和SiO₂负溶胶相遇则形成含胶体SiO₂的褐铁矿，富集时可构成风化壳的铁质结核带或铁壳。因此，淀积作用实质上是风化成土过程中胶体溶液的相互作用。

岩石风化成土过程中胶体溶液的相互作用形成矿物组合具有结核状、葡萄状、肾状、皮壳状等胶状或变胶状等结构、构造特征。碳酸盐岩红色风化壳中普遍存在结核状、葡萄状、肾状、皮壳状等胶状或变胶状结构构造，说明淀积作用是十分重要和常见的碳酸盐岩风化成土作用。碳酸盐岩风化成土过程中造成胶体溶液沉淀的原因主要有：

1）两种带相反电荷的胶体相遇时，由于电荷被中和而发生胶体的凝聚和沉淀，许多风化壳中的粘土矿物的淀积就是带正电荷的Al₂O₃胶体与带负电荷的SiO₂胶体相遇凝聚而成的：

碳酸盐岩风化成土作用及其环境效应

2）胶体溶液的浓度增大，也可促进胶体凝聚，如胶体溶液的蒸发增大了胶体的浓度引起胶体凝聚。

3）介质pH值的变化对胶体的搬运和沉淀有着很大的影响，尤其是对两性胶体如Al（OH）₃、Fe（OH）₃ 的影响最大。改变溶液的pH值可以改变溶液中离子或的浓度，从而改变粒子所带电荷的多少及扩散层厚度。溶液的pH值与两性胶体的等电pH值（使两性胶体呈现为中性不带电荷时的pH值）相差愈大，胶体的电动电位愈大，扩散层愈厚，故不易聚沉；溶液的pH值与两性胶体的等电pH值相差愈小，其电动电位愈小，扩散层愈薄，愈易聚沉。Al（OH）₃ 的两性胶体的等电 pH为 8.1，Fe（OH）₃两性胶体的等电pH值为7.1，天然水的pH值近于7.0，所以有大量上述两性胶体的粘土矿物淀积（陈正等，1985）。

陈履安等（2000）在研究贵州老万场红土型金矿成因时提出，该矿的矿源体为赋存于碳酸盐岩层的卡林型金矿，下二叠统大厂高岭石化硅质粘土岩及凝灰岩等是富金地质体。金的搬运介质是岩溶地下水，在黄铁矿、毒砂、CO₂、腐殖酸等复杂的水化学场的条件下，金被地下水迁移、最终在风化壳的红土中淀积下来。杨雅秀等（1994）认为，分布于四川叙永到贵州习水一带的“叙永式”高岭土矿是由上部地层（往往含黄铁矿和有机质）中的铝硅酸盐矿物，在酸性水的淋滤作用下生成硅铝溶胶，被地下水带到下部的洞穴空间和古侵蚀面凹地中结晶充填（淀积）而形成的。

作者在溶滤层及岩土界面土层的孔隙中观察到，大量由淀积作用形成的新生粘土矿物，如在白云岩砂的溶滤层中的被溶蚀成窗格状白云石晶体的孔隙边缘生成的束状及毛发状伊利石粘土矿物（图版Ⅲ-2、Ⅲ-3）。

除了交代成土作用、淀积成土作用之外，还存在着残留和充填成土作用。残留成土作用是指母岩中所含石英、锐钛矿及粘土等不溶矿物经溶滤后而残留在原地；充填成土作用是岩溶地下水或其他风化流体，携带着一定量的悬移物质、填入到溶滤层及基岩的溶洞中沉积下来。在研究遵义红色风化壳剖面时，在X射线衍射分析和扫描电镜能谱分析中，发现红色风化壳土体中有一定量的长石存在，它们既不可能是碳酸盐岩中的原生矿物，又不大可能是次生矿物，最可能的成因是溶蚀-充填作用造成的。由于遵义红色风化壳剖面位于岩溶槽谷之中，槽谷两侧山脊为侏罗系长石石英砂岩。岩溶地下水等风化流体可沿两侧山脊携带走侏罗系地层极细粒长石颗粒充填于风化壳中形成，但大量薄片的光学显微镜及样品的TEM、SEM观察，迄今为止尚未见及长石矿物，仅在XRD及EDAX分析中显示，有待进一步工作证实。