【摘要】:如何评价大陆化学风化的程度,不同学者提出了不同的指标。Nesbitt和Young在对加拿大古元古代超群的碎屑岩研究时首次提出可以利用长石类矿物风化成黏土矿物的程度作为反映源区化学风化程度的指标。一般认为未风化的新鲜岩石CIA 为50,而完全风化产物CIA 为100。而加速风化则会导致较高的沉积物产量,主要是因为人类活动的影响,如农业用地。这反映了CIA受不同地区岩性的差异影响较大,但在局部地区还是可以较好地反映风化的强弱。
如何评价大陆化学风化的程度,不同学者提出了不同的指标。Duzgoren-Aydin等(2002)系统地总结了前人用来描述化学风化的参数,发现有30多种不同的替代指标。在所有这些方法中,化学蚀变指数(CIA—Chemical Index of Alteration)无疑是应用最广泛的一种(Mc Lennan,1993;Yang等,2004;Li和Yang,2010)。Nesbitt和Young(1982)在对加拿大古元古代超群的碎屑岩研究时首次提出可以利用长石类矿物风化成黏土矿物的程度作为反映源区化学风化程度的指标。其定义为
式(3-4)中所有主成分都以mol表示,CaO*是指硅酸盐中的Ca。一般认为未风化的新鲜岩石CIA 为50,而完全风化产物CIA 为100。
Mc Lennan(1993)首次将CIA 应用于比较全球河流悬浮沉积物的风化程度,结果发现沉积物产量(Sediment Yield)与沉积物风化历史之间有一个负的相关性,并据此定义了平衡剥蚀地区(Equilibrium Denudation Region)和非平衡剥蚀地区(Nonequilibrium Denudation Region)(图3-2)。较低的沉积物产量可以被归因于中度的侵蚀或风化较弱的冰川碎屑的混入。而加速风化则会导致较高的沉积物产量,主要是因为人类活动的影响,如农业用地。
最近,在前人工作基础之上,Li和Yang(2010)系统计算了全球40多条河流悬浮物的CIA 值,讨论了全球范围内河流颗粒物CIA 的影响因素。结果表明,在全球范围内,CIA 对气候、地形、水文条件等的响应并不明显。但在局部地区,例如中国东部主要河流,其悬浮物的CIA 值与气温、降雨、径流量等条件有较高的相关性(图3-3)。这反映了CIA受不同地区岩性的差异影响较大,但在局部地区还是可以较好地反映风化的强弱。
图3-2 全球河流沉积物产量与CIA的关系(Mc Lennan,1993)
图3-3 中国东部主要河流悬浮物CIA与各参数的相关性(Li和Yang,2010)
虽然前人对长江流域CIA 都有报道(Yang等,2004;茅昌平,2009;Li和Yang,2010),但大都局限在个别采样点,没有对长江流域内不同干、支流之间的CIA 做系统调查和比较。因此,本书将系统调查比较长江不同干流和支流样品(具体采样点见图2-9和表2-1),河漫滩沉积物和悬浮物间CIA 的分布情况,同时选择南通站位连续观测,讨论CIA在长江下游的季节性变化。
相关推荐