粤西强烈风化区化探方法填图试验

粤西强烈风化区化探方法填图试验

发表时间：2017-11-17T10:56:16.323Z 来源：《基层建设》2017年第24期作者：欧智德邵小阳李冲[导读] 摘要：本文通过调查粤西强烈风化区已知岩性上覆土壤，建立区内风化土与岩石的地球化学联系，以此指导风化覆盖区未知岩性的识别。通过对区内已知岩性进行有代表性的分散采样并测试了一系列主量和微量元素广东省佛山地质局广东佛山 528000

摘要：本文通过调查粤西强烈风化区已知岩性上覆土壤，建立区内风化土与岩石的地球化学联系，以此指导风化覆盖区未知岩性的识别。通过对区内已知岩性进行有代表性的分散采样并测试了一系列主量和微量元素，作出相关的元素或元素比值曲线图，结果表明（Ca+Mg+Fe+Mn）/Si值和Zn元素能容易识别出碳酸盐岩类，（Al+Si）/（Cr+Ni）值和Na元素含量可识别出中粒黑云母二长花岗岩（ηγK2a）、细中粒黑云母二长花岗岩（ηγT2）和堇青石片岩，Mg/Fe比值能识别出凝灰质砂岩。

关键词：强烈风化区；风化土；地球化学；岩性识别 1.前言

强烈风化区由于化学、生物风化作用强烈，在基岩之上往往发育一定厚度的风化覆盖层，因此限制了传统地质填图技术的应用。而地球化学方法不仅可应用于矿产勘查，在地质填图方面也能用于确定岩性以及划分地层单位，尤其是土壤化探调查，残积土壤往往与下伏基岩存在一定的地球化学联系（运积区除外）。本文以粤西罗定地区为例，通过调查区内已知岩性上覆土壤，建立强烈风化区风化土与岩石的地球化学联系，以此指导风化覆盖区未知岩性的识别，提高强烈风化区填图精度。

2.方法试验

结合研究区地质概况，本次试验针对区内不同已知岩性进行了有代表性的全区分散采样，岩性涵括碳酸盐岩类、花岗岩类、火山碎屑岩类、片岩类、浅变质岩类、花岗斑岩、糜棱岩和混合岩类等八大主要岩性。根据岩性分布面积大小，各类岩性所采集样品数约3-46件，总共209件。主要采集基岩上覆残积土，采样深度为30cm（B层），样重不少于500g，经风干粗碎过20目筛后，取粒级-20目的土壤100g 作相关测试分析。分析元素包括有Na、Mg、Al、K、Si、Ca、Fe、Cr、Ni、Co、Sn、W、Mo、Mn、Pb、Zn、As。

本试验通过对大量数据进行统计分析，从不同岩性的元素贫富规律出发，作出各类岩性不同元素含量或含量比值曲线（图2-1），获得不同岩性上风化土中的元素含量分布规律，以筛选出有效的特征性地球化学指标对区内不同岩性进行判别。

2.1碳酸盐岩类的识别

本试验所采集的碳酸盐岩风化土样品包括早石炭系连县组（C1l）白云质泥晶灰岩和中泥盆世东岗岭组（D2d）白云岩。如图2-1所示，碳酸盐岩风化土中的（Ca+Mg+Fe+Mn）/Si值和Zn含量明显高于其它岩性风化土，表现出较为明显的富集特征，其中（Ca+Mg+Fe+Mn）/Si值0.35~0.70，均值0.55，Zn含量297~427×10-6，均值351×10-6，这与华南褶皱系一般碳酸盐岩普遍具有的富Ca、Mg、Fe、Mn、Zn和贫Si特征较为一致。因此（Ca+Mg+Fe+Mn）/Si值和Zn元素能容易识别出碳酸盐岩类，但由于该两类碳酸盐岩化学成分接近，尚未能有效区分二者。

2.2花岗岩类的识别

从图2-1可见，两套正常花岗岩风化土的（Al+Si）/（Cr+Ni）值均明显高于其他岩性，其中中粒黑云母二长花岗岩（K2）风化土（Al+Si）/（Cr+Ni）值2.2~5.9，均值3.12；细中粒黑云母二长花岗岩（T2）风化土（Al+Si）/（Cr+Ni）值0.7~4.44，均值1.7，呈现出典型的富Si、Al和贫Cr、Ni成分特征。而混合花岗岩风化土的（Al+Si）/（Cr+Ni）值与其他岩性风化土相似，该比值无法有效识别出混合花岗岩。

为进一步区分中粒黑云母二长花岗岩（K2）和细中粒黑云母二长花岗岩（T2），通过不同岩性的Na元素含量分布图可知，晚白垩世花岗岩风化土的Na含量明显高于中三叠世花岗岩风化土。前者Na含量约0.1~0.23，均值0.17，后者Na含量约0.03~0.1，均值0.06，二者差异明显。因此，联合（Al+Si）/（Cr+Ni）值和Na元素含量可有效识别出区内中粒黑云母二长花岗岩（K2）和细中粒黑云母二长花岗岩（T2）。

2.3片岩类的识别

本试验采集的风化土样品涉及元古代云开岩群（Pt3Y）片岩和早奥陶世罗洪组二段（O1l2）堇青石片岩，其中云开岩群片岩包括片岩、糜棱片岩、混合质片岩等。排除个别样品因误差导致的离群值，晚白垩世花岗岩和堇青石片岩（O1l2）均表现出较高的Na含量，如前所述，前者可结合（Al+Si）/（Cr+Ni）值加以区分。堇青石片岩与元古代云开岩群片岩相比，表现出不同的Na含量分布特征，前者Na含量约0.19~0.27%，均值0.22%，后者Na含量约0.04~0.13%，均值0.07%，二者差异显著。因此Na元素能作为区分堇青石片岩与云开岩群片岩的特征性地球化学指标。

2.4火山碎屑岩类的识别

本试验所涉及的火山碎屑岩类仅有凝灰质砂岩，通过对所测试元素进行统计分析，发现凝灰质砂岩风化土的Mg/Fe值显著高于其它所有试验岩性风化土，其值变化范围0.2~0.41，均值0.31亦明显大于华南褶皱系火山碎屑岩中0.18的Mg/Fe均值。因此，Mg/Fe值可作为判别区内风化土下伏凝灰质砂岩的特征性地球化学指标。