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我国西南地区分布有广阔的亚热带潮湿区岩溶,以贵州为中心,总面积达50万km2,是世界上连片分布面积最大的岩溶区。贵州高原地处青藏高原东南缘,云贵高原的东翼,是中国大陆“西高东低”地貌格局中重要的过渡区段,对其新生代地质、地貌演化进行研究无疑具有重要的意义,不仅是对贵州薄弱的新生代地质、地貌研究的补充,而且可以直接通过夷平面展开与青藏高原的对比,探讨青藏高原隆升对贵州高原的直接影响。风化壳作为夷平面的组成部分,在过去没有引起足够的重视,但随着成功实例的不断出现,人们逐渐开始认识到风化壳是夷平面识别和重建的重要依据,也是夷平面环境信息的重要载体。贵州作为碳酸盐岩集中分布区,碳酸盐岩风化壳剖面广泛存在,尤其在黔中、黔北等地区各级夷平面上均发育有红色风化壳,利用碳酸盐岩红色风化壳能为夷平面的识别和形成时代的确立提供可靠的证据,特别是风化壳形成年龄的确定对夷平面时标的建立更具有积极意义。有关贵州地区红色风化壳形成时代的确定,多年来已有一些学者对此展开了研究,但贵州红色风化壳形成时代的确定存在着很大争论。虽然存在其它原因的可能性,但造成这种争论的根本原因在于贵州红色风化壳形成时代是依据其它资料(如夷平面、气候事件等)推断出来的,而不是根据直接测年数据界定的。因此,风化壳直接测年才是解决问题的关键。 本文在前人工作研究的基础之上,利用扫描电镜手段对贵州碳酸盐岩地区上覆风化壳土层中的石英颗粒进行观察、统计、分析,为风化壳成土的物质来源寻找新的证据;同时,经地球化学分析、测试等手段,判断风化壳土层中的晶体石英颗粒为风化壳形成初期的新生矿物——次生石英颗粒,并利用裂变径迹测年法对这种次生石英颗粒进行测年,最终探讨贵州碳酸盐岩地区上覆风化壳土层的形成年代。主要取得了以下几点认识: 一、石英颗粒蚀刻条件的优选 由于石英颗粒裂变径迹的长度和数量与晶格、铀含量、年龄等因素有关,所以不同地区的石英颗粒样品的裂变径迹蚀刻条件也存在差别;目前国际上有关石英颗粒的裂变径迹测年应用的实例较少,还没有统一的有关石英颗粒蚀刻条件的国际标准;现有的石英颗粒蚀刻条件有多种,但是缺乏对这些方法的优缺点进行对比评价。因此,我们要进行反复的条件实验,对比不同石英蚀刻剂的蚀刻效率,找寻适合石英颗粒的最佳蚀刻剂。实验结果表明,40%的HF溶液为最佳蚀刻剂,最佳蚀刻时间:温度在4℃左右(冬季)时为40min;温度在29℃左右(夏季)时为30min。 二、石英的外形、表面机械作用特征及其指示意义 我们利用扫描电镜对石英颗粒外形特征进行观察、统计、分析,结果表明本次研究的石英颗粒形态类型主要有两种:棱状-次棱状石英颗粒以及圆状、次圆状石英颗粒,其中棱状-次棱状石英颗粒包含了一部分晶体形态较为完整的石英颗粒。 根据石英颗粒表面机械作用特征分析结果,结合剖面区域地质特征,可初步判断剖面中的石英颗粒有三种物质来源:碳酸盐岩中的原生碎屑石英,有长时间长距离搬运特征;燧石团块石英,有短距离搬运或原位沉积特征;晶形较完整的次生石英,无搬运特征。三种石英均具有原位特征,前两种类型的石英是直接对基岩的继承,第三种类型的石英是风化壳剖面的次生矿物。 三、石英颗粒表面的化学作用特征及其风化强度指示意义 我们通过对石英颗粒表面化学作用形态的观察,发现大兴剖面、新蒲剖面和官坝剖面的石英颗粒表面化学溶解作用和化学沉淀作用都非常强烈,这表明三个剖面均处于湿、热环境中,均处于强烈的化学风化阶段。而且大兴剖面中石英颗粒表面的化学作用最强烈,气候较其他两个剖面更湿热,剖面的风化强度也最大,即各剖面的风化强度由强到弱排序为:大兴、新蒲、官坝。这一结果与矿物组成分析、化学风化强度、硅铝、铝铁硅风化系数比以及相对风化强度等的地球化学分析指标相一致,这也再次证明了我们采用石英颗粒表面形态特征分析手段的可行性和可靠性。 四、石英颗粒的裂变径迹年龄 三种类型石英颗粒的裂变径迹测年数据表明:a、同一样点石英颗粒裂变径年龄呈现一定的规律:F.T.AGE圆状、次圆状>F.T.AGE不规则状(棱状、次棱状)>F.T.AGE标准晶形(次生石英)。b、不同剖面的不规则状石英颗粒形成于同一个时期;不同剖面的圆状、次圆状石英颗粒形成于同一个时期。这两种石英颗粒不适于贵州碳酸盐岩风化壳的测年研究。c、不同剖面的标准晶形石英颗粒形成于不同时期,形成于碳酸盐岩酸不溶物原地堆积过程中,即与风化壳剖面同期形成,可用于贵州碳酸盐岩风化壳的测年研究。这一测量结果与我们对石英颗粒表面形态特征的观察、统计、分析结果相一致。 五、风化壳物源的新证据 贵州碳酸盐岩风化壳中的石英颗粒表面形态的分析结果表明,贵州碳酸盐岩风化壳的物质来源于碳酸盐岩中酸不溶物原地风化残积的产物,与其下伏基岩有着明显的继承性。这一分析结果与王世杰等人的碳酸盐岩酸不溶物的提取实验、地球化学、矿物学、粒度特征及区域地质背景等多方面的分析结果相一致,为贵州碳酸盐岩风化壳的物质来源及成因提供新的、更细致的证据。 六、贵州晚新生代地质-环境研究历史轮廓初建 由于目前对贵州及周边地区的风化-气候研究相对缺乏,数据资料较稀少,还没有形成完整的系统,我们本次研究也是建立在对风化壳中次生英颗粒年代学研究的基础上,研究还不是很透彻,因此只能对地质-环境研究历史轮廓进行初建。本文根据本次研究剖面土层中晶体次生石英颗粒的裂变径迹年龄分布情况,结合前人已有资料,对贵州25Ma以来的地质-环境演化历史的轮廓进行初建。从次生石英裂变径迹年龄值来看,中新世以来贵州主要经历了如下构造-风化期:25-19Ma、16-13Ma、10-6.5Ma、5-2Ma、1.7-1Ma。

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为了进一步获得贵州碳酸盐岩风化成土过程的信息,为测定风化成土速率的研究工作奠定基础,本次研究工作通过U-Th的地球化学特征与主量元素、微量元素、稀土元素的地球化学特征的对比研究以及U-Th不平衡来研究贵州两个碳酸盐岩风化剖面的风化成土过程,并得出以下总体认识: 贵州碳酸盐岩风化剖面中的238U-234U-230Th不平衡说明风化剖面中的U-Th不平衡与风化过程密切相关,与风化壳中矿物和铁壳的演化特征密切相关。风化剖面不仅被简单的持续积累或者滤失过程所控制,而且被每一个土层中的复杂的重组过程所影响。U-Th不平衡也说明风化系统的扰动可能与中更新世晚期的气候变化有关。风化剖面中的U-Th不平衡是由母岩碳酸盐岩的风化、风化流体的溶解作用、表土层中的有机质、铁质结核带中的氧化铁矿物以及伊利石、高岭石等粘土矿物对U、Th的吸附作用、α反冲作用以及微生物的还原作用等共同作用的结果。 具体结论如下: (1)两个风化剖面中的U、Th都在半风化层中相对基岩强烈富集,安顺白云岩风化剖面中U、Th在全风化层中下部富集;而遵义石灰岩风化剖面中的U在全风化层中部富集,Th在全风化层上部富集,然后向表土层逐渐减少。 (2)U、Th在半风化层中相对基岩强烈富集,是因为在半风化层中,基岩中的原生矿物发生溶解、蚀变,生成新的次生粘土矿物伊利石,而伊利石对U、Th具有强烈的吸附能力。风化剖面中U、Th的富集主要与地表水的淋滤作用以及铁壳在进一步的风化过程中溶解释放出其中所富集的U、Th,而U、Th向下重新迁移的过程有关。 (3)风化剖面中U、Th的分布特征说明U、Th的含量与风化过程密切相关,与风化壳中的矿物和铁壳的演化特征密切相关。遵义石灰岩风化剖面中U、Th的淋失程度比安顺白云岩风化剖面中U、Th的淋失程度弱也说明了遵义石灰岩风化剖面的风化程度要低于安顺白云岩风化剖面的风化程度。 (4)安顺白云岩风化剖面中,234U/238U在<1和>1之间交替变化。除在剖面中部,230Th/238U≈1外,230Th/238U基本上都>1。 (5)安顺白云岩风化剖面中的238U -234U-230Th不平衡表明:安顺白云岩风化剖面中的U-Th不平衡是母岩碳酸盐岩的风化、风化流体的溶解作用、表土层中的有机质、铁质结核带中的氧化铁矿物以及伊利石、高岭石等粘土矿物对234U、230Th的吸附作用、α反冲作用以及微生物的还原作用等共同作用的结果。 (6)遵义石灰岩风化剖面中234U/238U除少数几个点外,大多数采样点的234U/238U都<1。除了少数几个点外,大部分230Th/238U>1。 (7)遵义石灰岩风化剖面中的238U -234U-230Th不平衡表明:234U-238U不平衡主要是由地表水和入渗水的溶解作用以及α反冲作用为主要的控制机制。而风化剖面中230Th-238U不平衡主要是由表土层中的有机质、高岭石、氧化铁矿物以及伊利石对230Th吸附作用和α反冲作用共同作用的结果。 (8)将U的迁移模型应用于本研究中的两个碳酸盐岩风化剖面,说明这两个风化剖面都被U的近期积累或者滤失过程所影响,风化系统处于过渡的不稳定状态,并通过U在风化剖面中的重新迁移将系统带回稳定状态。 (9)由等时线定年法计算出的安顺白云岩风化剖面的年龄范围为:87.0±7.8-479.2±47.9ka;遵义石灰岩风化剖面的年龄范围为:62.3±8.7-353.3±31.8ka。 (10)由等时线定年法可知:两个风化系统将在~1.1Ma达到稳定状态。 (11)碳酸盐岩风化剖面应用U的迁移模型得出的U的迁移过程与风化剖面中主量元素和微量元素的迁移特征相吻合,说明模型的选择是正确的。 (12)整个风化剖面的238U-234U-230Th不平衡说明风化剖面中的U-Th不平衡与风化过程密切相关,与风化壳中矿物和铁壳的演化特征密切相关。风化系统的扰动可能与中更新世晚期的气候变化有关。碳酸盐岩风化剖面被U的近期迁移过程所影响,风化剖面中的每一个单元甚至每一个土样都具有复杂的历史。这些单元或者土样是古老的风化历史和近期的重新迁移过程的叠加。

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真菌在矿物和岩石风化过程中起着不可忽视的作用,岩生真菌对岩石的风化作用研究是微生物风化作用研究的热点问题之一。本研究利用从碳酸盐岩表面分离到一株真菌,开展了岩生真菌对碳酸盐岩风化作用的模拟试验,研究了该真菌对不同碳酸盐岩风化作用的过程和效果,分析了真菌代谢产物,发酵液方解石饱和指数以及风化过程中稀土元素的行为,探讨了该真菌对碳酸盐岩风化作用的机理。 对该岩生真菌GZKM01菌株形态学特征和基于ITS序列的分子鉴定结果表明该菌株隶属真菌界(Kingdom fungi)、半知菌亚门(Deuteromycotina)、腔孢纲(Coelomycetes)、球壳孢目(Sphaeropsidales)、鲜壳孢科 (Nectrioidaceae)座壳孢属(Aschersonia)。 实验条件下显示该真菌对碳酸盐岩具有较强的风化作用,可以大大地提高岩石中Ca2+的溶出量,发酵液上清液Ca2+浓度大大高于培养基对照和纯水对照。以加石灰岩矿粉的发酵液(摇床培养)为例,发酵液上清液最高Ca2+浓度分别是死菌对照和纯水对照处理最高Ca2+浓度的3.98倍和13.73倍。 真菌在生长和风化岩石过程中可以产生有机酸、醇类等挥发性代谢产物;真菌矿物相互作用过程中,真菌与矿物形成菌体-矿物复合体或聚集体,真菌胞外分泌物在矿粉表面形成生物膜结构;真菌对碳酸盐岩的风化作用导致发酵液方解石饱和指数SIc不断增大,溶液处于方解石过饱和状态。真菌对碳酸盐岩的风化作用包括有机酸和其他小分子物质的化学降解作用,机械破坏作用,碳酸酐酶的催化作用,真菌的对矿质元素的吸收作用,次生成矿作用等。 真菌作用下,发酵液上清夜稀土元素的含量普遍高于K2HPO4浸泡液中稀土元素的含量, 与K2HPO4浸泡液相比真菌浸出的稀土元素δCe值较大、δEu值较小,富Ce贫Eu,稀土元素分异现象明显;真菌菌体中富Ce贫Eu的特征更加明显,菌体对Ce有强烈的富集作用。代谢产物的络合作用,真菌产生的代谢产物对pH的调节作用,菌体的直接吸收和吸附作用,有机质的吸附作用,氧化还原作用等是造成稀土元素溶出、迁移和富集的主要原因。 分析认为该真菌对碳酸盐岩风化作用包括一系列的生物化学和生物物理过程,这两个过程相互依赖,相互促进,协同作用,岩生真菌在碳酸盐岩的风化成土过程中起着非常重要的作用。该真菌对岩石中稀土元素溶出、迁移和富集同样起着重要作用。通过综合分析风化壳的风化强度、稀土元素分布特征、微生物活动等可以为评估微生物在岩石风化过程中所起的作用提供依据。上述研究加深了对岩生真菌与碳酸盐岩相互作用过程和机理的理解,为进一步研究碳酸盐岩微生物风化作用提供资料。

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对河流地球化学特征的研究可以获得有关流域化学风化以及化学元素在地球表生系统生物地球化学循环的相关信息。同时,流域风化作用是全球长期碳旋回及与其有关的环境效应的一个重要组成部分。我国学者对大流域的碳酸盐岩地区进行了大量研究,但硅酸盐地区的研究相对薄弱,研究指出:中国河流水的离子组成主要受碳酸盐风化作用和蒸发岩溶蚀作用的影响,受铝硅酸盐风化作用的影响不如前两者明显。硅酸盐岩的风化产物在一定程度上控制着地表水系的地球化学组成,因而对硅酸盐岩区河流的地球化学组成变化的研究,有助于我们了解硅酸盐岩地区的化学风化作用与水文地球化学特征的关系,以及控制河流水体地球化学组成变化的多种因素。赣江是长江的主要支流,在江西省国民经济、生态环境保护和社会生活中占有重要的地位。尤为重要的是,赣江流域广泛分布有硅酸岩岩石和土壤,是世界上硅酸岩连片分布的典型地区之一。由赣江水体和悬浮物携带输送的各类物质组分经鄱阳湖输入长江是全球元素地球化学循环的重要组成部分,对全球环境变化研究有重要意义。 本论文利用赣江流域物理化学参数、化学质量平衡和同位素地球化学研究手段,重点讨论赣江流域的水化学特征、主要离子来源,并探讨主要的化学风化反应。定量计算了流域化学风化侵蚀速率及其对大气CO2消耗的影响,探讨了河流水化学特征与人为活动、气候、地形、岩性等因素之间的关系。得出如下主要结论和几点新认识。 赣江流域河流受控于中亚热带湿润季风气候条件下,碳酸盐硅酸盐化学风化和人为活动的共同影响,以快速的碳酸盐和典型硅酸盐的化学风化共同侵蚀作用区别于其他地区河流。枯水期和丰水期样品中,阳离子中Na+和Ca+含量最高,其次是Mg2+,K+含量最低;阴离子中,Cl-,HCO3-占主导地位,SO42-次之,NO3-含量最低;溶解性硅的含量变化范围不大。赣江流域河水的化学组成反映了硅酸盐岩化学风化作用对河水化学组成控制的典型特征。 受赣江流域气候、岩性、地形和人为活动的影响,枯水期丰水期离子成分主要来源于岩石/土壤的化学风化。碳酸盐岩矿物风化与硅酸盐岩矿物相比是普遍而快速的,所以赣江流域风化很大程度上会受碳酸盐所支配。此外,人为输入影响与赣江流域发达的农业、工业生产产生污染相一致。 赣江流域HCO3-与Ca2+、HCO3-与Mg2+、SO42-与Mg2+、Na+与Cl-均存在明显的相关关系。Na+与SO42-、HCO3-与Si、Na+与Si、K+与Si不存在相关性或相关性不明显。赣江流域样品Si/(Na*+K)比值范围低,表明风化作用在表生环境中进行,风化作用中主要是富含阳离子的次生矿物。Si浓度受生物影响很小,主要是岩性的作用。 除了岩石风化溶解作用,赣江流域盆地区域降水量将直接影响地表径流和河流流量。河流流量对各主要离子浓度的影响顺序为HCO3->Ca2+>Mg2+>SO42- >Na+>Cl-,起到稀释作用。所以赣江流域河水特征受岩性和气候条件的共同作用。 赣江流域高的锶同位素比值(87Sr/86Sr)表明了赣江流域Sr来源的硅酸岩风化典型特征,丰水期河流溶解态Sr浓度有所下降。锶同位素为大气降水和岩石风化的混合型,并且辨别出两个碳酸盐硅酸盐是最主要的岩石风化溶解端元组分。 利用SPSS统计软件,对9个离子组分作为变量进行主成分分析(PCA)和因子分析,解析出主要影响因素。分析统计结果表明两类岩石和人为输入对河水溶解质的贡献率分别是:碳酸盐最大,其次是硅酸盐,人为活动输入最小。并定量的计算出碳酸盐、硅酸盐、大气CO2和人类活动对于赣江溶质组成的相对贡献率。根据径流量和流域面积,计算得到每年赣江流域岩石风化作用的大气CO2消耗分别为枯水期520.2×103mol/km2和丰水期383.4×103mol/km2,较强烈的碳酸盐风化溶解和明显的硅酸盐风化特征导致了赣江流域岩石风化作用的CO2消耗率高于世界平均水平。扣除大气CO2和人类活动输入的贡献后,估算得到赣江流域的年均化学风化率为30.3t/km2•a,在影响河流化学风化的众多因素中,地质和气候因素起着主导作用。赣江流域对于全球的大气CO2源汇效应是明显的汇项。

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以贵州为中心的中国西南岩溶区是世界上连片分布面积最大的岩溶区,其上分布着厚度不一的红色土层。由于碳酸盐岩易溶蚀、酸不溶物含量极低(一般<5%)、成土慢,同时在风化过程中伴随着巨大的体积缩小变化,原岩结构和半风化带无法保留,岩-土界面呈突变接触关系,缺失过渡层,宏观上缺乏直接的野外地质证据支持二者之间存在着明确的继承关系,因此对于岩溶上覆风化壳的物质来源,长期以来一直存在着争议。对岩溶区风化壳成因存在的不同认识,成为利用风化壳进行一系列科学研究的障碍,因此正确理解岩溶上覆风化壳的物质来源和成因显得十分紧迫和重要。本文在已有成果的基础上,选择灰岩、白云岩与碎屑岩呈镶嵌产出的贵州岩溶台地(包括湘西吉首的一个剖面)作为研究区域,尝试利用粒度分析这一反映沉积若(物)的结构组成的研究手段,通过对20条剖面的精细采样分析.系统地探讨了不同基岩与仁覆风化壳的粒度分布特征,并以此为主线,结合磁化率、pH值、地球化学和矿物学资料,对贵州岩溶上覆风化壳的物质来源和剖面演化过程进行了探讨,取得了以下几点认识:第一,在碳酸盐岩上覆风化壳的成因研究中,粒度分析是一个有效而直观的物源示踪方法。不同沉积背景下形成的沉积岩其粒度分布特征是不同的,而在此基础上发育的风化壳就继承了母岩的粒度分布特征,粒度频率分布曲线表现出和母岩的一致性和渐变过渡性,在风化程度不是特别强烈的条件下(排除如铝土矿化的红土化阶段),风化壳仍保留了“源”的信息。而由碳酸盐岩发育的风化壳就继承了基岩酸不溶物的粒度分布特征。由不同粒度组成的沉积岩发育的风化壳,其粒度组成也存在着明显的浪异。第二,通过对贵州岩溶区不同基岩(包括碎屑岩)及其上覆风化壳的粒度分析表明,各风化剖面的粒度分布特征与下伏基岩有明显的继承性,而各剖面之间的粒度分布存在着明显的差异,说明岩溶区上覆风化壳没有共同的物质来源,碳酸盐岩上覆风化壳是碳酸盐矿物溶蚀、残余酸不溶物长期积累的结果。第三,在非等体积风化过程中,风化前锋即“岩一土界,”是一个重要的地球化学作用场所,在这一狭窄的界面上,不仅碳酸盐矿物充分淋失,而且残余酸不溶物也开始了分解,同时岩一土界面的风化梯度明显强于已成风化剖而后期的演化强度。即从基岩酸不溶物到风化壳底部,风化强度突变性增大,而风化壳的后期演化则是一个缓慢的过程。第四,由于充沛的水热条件,风化壳的淋溶淀积作用普遍存在,粘粒含量在剖面七部由下向上表现为逐渐降低的“倒置”现象。在风化壳发育浅薄的石灰土剖面,淀积层甚至可以直接淀积在剖面底部。第五,石灰土尽管发育程度较低,可以看作碳酸盐岩风化壳演化的早期阶段,但是在形成石灰土的过程中,各风化指标已表现出显著的变化,具有了红色风化壳的发育特征。因此从严格意义上讲,石灰土已不具有从基岩到红色风化壳的“过渡层”身份。第六,石灰土剖面普遍具有典型残积风化的特征,粒度和地球化学指标表现为单调变化的趋势。而红色风化壳的粒度参数在整体上具有风化壳正向演化特征的基础上,在剖面上表现为强烈的波动,地球化学指标及矿物学组成在剖面上也呈现相应的波动。造成这种现象的原因可解释为:一是风化前锋向下拓展过程中风化条件的变化,二是后期古地下水位的波动对风化剖面的改造。石灰土剖面形成时间短,在浅薄的风化壳发育过程中,风化条件和水文状况稳定,风化壳的发育完全是在气下由大气降水形成的风化溶液对一剖面由浅入深的风化作用形成的,未受到后期地下水的改造。而厚层红色风化壳,形成时间长,在其长期的地质演化过程中,风化条件的变化和古地下水位的波动将会频繁的发生。尤其岩一土界面是一个重要的地球化学风化界面,在风化前锋向下拓展过程中,风化条件的变化必然影响到相应层位风化程度的差异性,因此造成剖面上风化指标的波动性。在风化前锋,由风化条件的差异性导致粒度及地球化学指标的波动性,在这一过程中,粒度及地球化学指标的变化是可预测的,即强烈的风化条件可以导致粒度变细,粘粒含量增加,CIA增大,反之亦然,风化过程表现为活动元素的净带出。然而,由古地下水位的波动对风化剖面的改造作用是可变的,不可预测的,既可使剖面的物质被带出,也可以带入一些活动元素,如K、 Na等的交代。同时,地下水对剖面粒度组成的影响也很复杂,物质的带入不一定就会使粒度变粗,粘粒含量降低,而物质的带出也不一定就导致粒度变细,粘粒含量增加。在两种机理的相互叠加影响下,使风化壳的演化趋势更趋复杂化。风化剖面中,粘粒含量和CIA之间既有同步变化的层段,也有呈强烈反相关的层段,还存在没有明显相关肋层段。作为等体积变化的典型剖面-吉首剖面,其风化过程具有碎屑岩的发育特征,“粘粒含量从下向上表现为顺次增大的趋势,如果也存在古地下水对剖面的改造作用,那么说明对粒度的影响是微弱的。第七,对于红色风化壳,不管是碳酸盐岩风化过程中由于风化条件的差异造成的风化指标波动还是受后期地下水的改造作用引起的,剖面整体上仍具有向上风化程度增强的趋势。PH向上逐渐降低、磁化率的增大均表明了风化强度的增强,“这与剖面愈向上经历的风化时间愈长所对应的。第八,碳酸盐岩风化壳和结晶岩风化壳的形成过程相比,前者母岩的风化起点高,即母岩的成熟度高。由于碳酸盐岩风化壳的风化母质是基岩酸不溶物,而酸不溶物本身就是表生风化条件下的产物,因此可以说风化母岩就是风化壳,基本上不含易风化的斜长石类矿物。在A-CN-K风化趋势三角图解上,已表现为风化壳发育的第二演化阶段,即沿着A-K端线向A点逼近。第九,在结晶岩及碎屑岩类风化过程中所证实的守恒元素,在碳酸盐岩非等体积风化过程中其比值发生了显著变化,这是碳酸盐岩风化成土作用过程中的一个特点,可能会引起某些所谓的守恒元素的地球化学分异,但其成因尚不清楚。在风化剖面中守恒元素的比值保持稳定,具有其它岩类风化的特点。