【摘 要】
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研究微量元素从岩石到风化岩石、土壤再到水系沉积物这一过程中的元素含量的变化行为对化探异常圈定和解释具有重要的意义。本文在前人研究的基础上收集来自全国的各类岩性的风化剖面与岩石的样品数据,通过分析不同岩性风化剖面以及岩石样品,同时考虑岩性以及风化作用的影响,尝试一种新的经验方程形式将V、Cr、Co、Ni这些相容元素进行定量表征:C=10[a*lg(Al2O3/Ti)+b]+[10(c*WIG+d)-
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研究微量元素从岩石到风化岩石、土壤再到水系沉积物这一过程中的元素含量的变化行为对化探异常圈定和解释具有重要的意义。本文在前人研究的基础上收集来自全国的各类岩性的风化剖面与岩石的样品数据,通过分析不同岩性风化剖面以及岩石样品,同时考虑岩性以及风化作用的影响,尝试一种新的经验方程形式将V、Cr、Co、Ni这些相容元素进行定量表征:C=10[a*lg(Al2O3/Ti)+b]+[10(c*WIG+d)-10(c*WIGp+d)]式中C为V、Cr、Co、Ni的元素含量,单位为μg/g,a、b、c、d为拟合参数,其中岩性从超基性到酸性,c和d在岩性不同时取值不同,Al2O3/Ti取值范围为0.0011～0.0348,WIG取值范围43.87～118.2,WIGp取值为该样品岩性的新鲜岩石的WIG平均值。此经验方程的前后两个部分,分别代表了不同的影响因素对风化过程中元素行为的影响,其中前半部分表征的为研究对象的母岩的元素含量,后半部分为不同的风化阶段的风化产物或岩石元素含量相对于母岩元素含量的变化值。此方程适用于从超基性和基性岩到中基性岩,中性岩,中酸性岩,酸性岩,各种岩性的岩石及其风化产物的背景值预测。在此经验方程的形式基础上,发现在不同岩性中元素随风化指标WIG变化速率有较大差别,猜测是风化指标WIG过于敏感,导致WIG具有局限性仅适用于火成岩,故尝试提出一种新的表征风化程度的火成岩风化指标WⅡ(Weathering Index of Igneous rock)。WⅡ=(Na2Om+K2Om)/(Fe2O3m+Al2O3m)*100,其中氧化物质量为摩尔含量。火成岩风化指标WⅡ在描述风化过程中元素含量的变化的行为中可与 Cu、Pb、Zn、Cd、V、Cr、Co、Ni、Cu、Pb、Zn、Cd、Zr、Nb、Th、U等元素均呈良好的指数关系。在拟合预测元素背景值的经验方程时WⅡ可以有效地收缩由于样品岩性不同,元素含量随WIG变化速率不一致的差异。经分析WⅡ与Al2O3/Ti存在指数关系,可以通过Al2O3/Ti的值估测出每一个样品所对应不同岩性的平均WⅡ的值,因此可以将经验方程简化为:C=10[a*lg(x)+b]+[10(e*y+f)—10[e*(49.874*lgx+171.782)+f]]。式中x为Al203/Ti,y为WⅡ,a、b、e、f为拟合参数;WⅡ取值范围为20～80,Al203/Ti取值范围为0.0011～0.0348。经验证拟合结果的具有较好的统计学意义。改良后的经验方程不需要母岩的数据,适合于绝大多数火成岩样品,该方程所表征的是样品因岩性不同以及风化程度不同所呈现出的微量元素地球化学背景值。
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