黄土的岩性特征

作者&投稿:尤刻 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
黄土的岩性特点~

1.黄土的粒度成分
黄土是以0.05~0.005mm的粉砂为主(一般在50%以上),细砂和粘土含量都小于粉砂;在粉砂中,又以0.05~0.01mm的粗粉砂为多;分选极好,一般不见大于0.2mm的颗粒出现。中国各地黄土的机械成分,在大体相似的前提下,不同时代的黄土在垂直方向上有所不同。早期黄土与晚期黄土相比,前者细砂含量普遍低,粉砂含量高,粘土也较多。
黄土的粒度成分的百分比在不同地区的黄土中和不同时代的黄土中都不一样。从水平分布看,它自北而南,自西向东,颗粒由粗变细(表8-1)。从垂直剖面看,从下部老黄土到上部新黄土粒度由细变粗(表8-2)。

表8-1 马兰黄土粒度成分平均值的空间变化

(据刘东生等)

表8-2 不同时代黄土粒度百分比

(据刘东生等资料编)
2.黄土的矿物成分与化学成分
黄土中的矿物成分包括碎屑矿物和粘土矿物。碎屑矿物主要是石英、长石和云母,这三类矿物的总含量占全部碎屑矿物的80%。还有一些辉石、角闪石、绿帘石和磁铁矿等。此外,黄土中碳酸盐矿物含量较多,主要是方解石。粘土矿物主要是伊利石、高岭石、蒙脱石、绿泥石、针铁矿和含水赤铁矿等。
黄土的化学成分以SiO2占优势,其次是Al2O3、CaO,再次为Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、FeO、TiO2和MnO等。由于黄土中易溶的化学成分含量很高,对黄土地貌发育有很重要的影响。
3.黄土的结构与构造
黄土以粉砂为主,颗粒之间结合得不紧密,有许多孔隙,黄土中的孔隙度一般在40%~50%,吸水能力强,透水性高。黄土中的水分沿着孔隙向下运动,可溶盐类和细粒粉砂被水分溶解和移动使孔隙逐渐扩大。由于黄土疏松、多孔隙,垂直节理发育(图8-11),极易渗水和含有可溶性物质等特点,很容易被流水侵蚀形成沟谷,也易造成沉陷和崩塌,形成一些黄土柱或黄土陡壁和陷穴等各种地貌。
黄土的厚度各地不一。我国黄土最厚的达180~200m,分布在陕西省泾河与洛河流域的中下游地区,兰州附近的黄土厚410m,其他地区从十几米到几十米不等。从黄土地层看,在几十米到100~200m的黄土中,可划分为早更新世的午城黄土,中更新世的离石黄土和晚更新世的马兰黄土。晚更新世黄土的厚度较早、中更新世的为薄,位于六盘山以西的渭河上游和祖厉河上游以及六盘山以东的泾河上游,厚度为30~50m,其他地区只有10~20m。中更新世黄土和早更新世黄土在陕西泾河和洛河流域厚度可达175m,到延安、靖边一带,厚约100~125m,山西西部也有近百米,其他地区只有数十米。巨厚的黄土为黄土地貌发育奠定了物质基础。

图8-11 黄土中的垂直节理

的确很多的,一般特定的岩性对应于特有的地貌。像你所提到的这三种岩性
黄土:目前探究认为黄土是第四纪形成的沉积物。而且主要都是风成的。与之对应的是黄土沟间地、黄土沟谷和独特的黄土潜蚀地貌。一般都是沟壑万千。主要分布在我国西北部。
石灰岩:石灰岩是化学沉积岩。可以说分布也是相当广泛的,无论我国南方还是北方都比较广泛,但是从地貌上来说还是南方石灰岩地貌比较发育。因为石灰岩特有的喀斯特地貌需要有大量的石灰岩,此外还需丰富的水等因素才能发生溶蚀,这样就会形成著名的喀斯特地貌。岩溶地貌地面上往往崎呕不平,岩石嶙峋,奇蜂林立,地表常见有石芽、石林、峰林、溶沟、漏斗、落水洞、溶蚀洼地等形态;而地下则发育着地下河、溶洞。溶洞内有多姿多彩的石笋、钟乳石、石柱,美不胜收。 这主要分布于我国贵州,广西等地.

花岗岩:花岗岩因为其自身坚硬致密,抗风化能力强的特点一般都发育成陡峭高峻,气势雄伟的地貌。我国恨多著名的旅游景点都属于花岗岩地貌。这在我国广泛分布,如山东的泰山,陕西的华山,安徽的黄山,甘肃的祁连山等都属于这中地貌。
应该差不多就这么多了吧!

1. 黄土的构成

自然界的黄土剖面,根据岩性特征可划分为黄土层和古土壤层,它们在垂向形成交替叠覆关系。黄土层一般为棕黄、灰黄色,粒度相对偏粗,形成于比较干冷的气候,是黄土的主要构成; 而古土壤层颜色偏红,一般为红色、棕红色、褐红色,这与成壤的程度有关,若成壤程度深颜色偏红,粒度相对较细,它形成于相对比较温湿气候。因此,野外的黄土剖面是黄土层与古土壤层交替出现的。

2. 黄土的粒度特征

中国黄土主要由 0. 05 ~0. 005mm 粒级的粉砂组成,其中以 0. 05 ~0. 01mm 的粗至中粉砂含量最高,其平均含量达 46%~60%。不同粒级的物质在黄土中含量不同, > 0. 25mm 的颗粒(中砂)含量很低,变化幅度在 0. 04%~0. 61% ,0. 25~0. 05mm 的颗粒(细砂)含量不到30% ,0. 05~0. 005mm 的颗粒(粉砂)含量最高,一般达 55%~60% , < 0. 005mm(粘土)的颗粒仅占 15% ~30%。刘东生等(1965)根据黄土中细砂(0. 1 ~0. 05mm)、粉砂(0. 05 ~0. 005mm)和粘土(< 0. 005mm)的含量,将黄土分为砂黄土(sandy loess)、粉黄土(siltyloess)和粘黄土(claeyey loess)三类(表 7-6)。

表 7-6 砂黄土、黄土、粘黄土的划分标准

在时间上,从老到新,黄土的粒度由细变粗,粗颗粒含量增加,而粘土含量降低(表 7-7)。在空间上,黄土的粒度也具有一定的变化规律,总体上自北西向南东粒度逐渐变细,依次为砂黄土带、黄土带和粘黄土带(图 7-21)。

表 7-7 山西午城剖面各时代黄土各粒级组成平均含量

图 7-21 黄河中游黄土颗粒粗细分布带(据刘东生等,1985,转引自曹伯勋等,1995,简化)

图 7-22 黄土正态概率曲线图(据刘东生等,1985,简化)

对黄土的粒度分析表明,其正态概率曲线为细二段式,只有一个截点,出现在 5 ~6. 5Φ 之间(图 7-22)。截点把黄土的颗粒大小分成两组: Φ 值小于截点的为易悬浮粒组,大于截点的为挟持粒组和次生粒组。

3. 黄土的矿物成分特征

中国黄土的矿物成分非常复杂,包括碎屑矿物、粘土矿物和碳酸盐矿物三类。

黄土中的碎屑矿物含量最高,可占总量的 80%~90%,其中轻矿物(密度 < 2. 9g/cm3)占 90%~96% ,而重矿物(密度 > 2. 9 g/cm3)只占4%~7% 。在轻矿物中,主要为石英(> 50% 以上)、长石(29%~43% )、云母(< 2. 5% ); 重矿物以不透明矿物为主,主要有磁铁矿、钛铁矿、褐铁矿、角闪石、辉石等。

粘土矿物一般含量为 10%~20%,主要有伊利石、高岭石、蒙脱石、绿泥石、蛭石等,其中含量排前三位的是伊利石(46. 6%~59%)、高岭石(15. 9%~21%)和蒙脱石(4% ~11. 1% )。在古土壤中粘土矿物含量大于黄土母质层,时代早的黄土层中粘土矿物含量高于晚的黄土层。

碳酸盐矿物含量在 10% ~15%之间,主要有方解石和白云石,但中国黄土主要为方解石,白云石几乎不含或极低(在洛川),而在欧洲、北美两者皆有,方解石的含量(60%~80%)高于白云石(20% ~30%)。碳酸盐矿物一部分来自物源区,经风搬运过来,另一部分是在当地环境下新形成的次生碳酸盐矿物,其中次生碳酸盐矿物占 80% ~90%。

4. 黄土的化学成分特征

黄土的主要化学成分取决于黄土的矿物成分和风化程度,在风化过程中可能导致一些元素的流失,引起化学成分的变化。在常量元素方面,主要为 Si、Al、Ca、Fe、Mg、K、Na 等(表 7-8),它们的含量占到 85% 。黄土中的微量元素主要有 Ti、Mn、Sr、P、Ba、F、Zn、V、Cr、B 等几十种。

表 7-8 中国黄土的化学成分变化

中国黄土中元素的时空变化也具有一定的规律。在黄河中游地区,因受到由西北向东南风向的影响,黄土物质发生依次沉积,石英、长石含量依次降低,气候从干旱带过渡到较湿润气候,因此反映在黄土化学成分上是 SiO2、FeO、CaO、Na2O、K2O 含量相应减少,而 Al2O3和Fe2O3含量略有增加。在时间上,从老到新,黄土中 Al2O3和 Fe2O3含量存在降低的趋势,SiO2含量变化不大,而 CaO 和 FeO 的含量自下而上升高。

5. 黄土的微结构特征

黄土的微结构是指黄土中固体颗粒与孔隙的空间排列形式,它将黄土中骨骼颗粒(碎屑颗粒)、细粒物质(粘粒物质)、土壤形成物(胶膜、结核等)和孔隙之间的相互关系表现出来,反映了黄土的成土作用和土壤发生过程。黄土的微结构可分为粒状微结构(granoidic fab-ric)、斑状微结构(porphric fabric)和胶斑状微结构(cutans-porphric fabric)(图 7-23)。在黄土层中一般具有粒状微结构(表 7-9); 显著风化的黄土和古土壤一般为斑状微结构; 胶斑状微结构出现在古土壤中。

图 7-23 黄土、古土壤的微结构类型(据刘东生等,1985)

表 7-9 黄土、古土壤中的微结构特征

古土壤中的胶膜(cutans)是附着在孔隙、裂隙、孔道、团粒或骨骼碎屑颗粒的自然表面的土壤形成物。它是土壤中细粒物质扩散、移动或淀积形成的集聚物,或由于细粒物质原地变化形成的分离物,反映了土壤形成过程的真正性质。胶膜有三种: 碳酸盐胶膜、粘粒胶膜和复合胶膜。

黄土结构疏松,孔隙率高,达 40%~50%,它包括黄土中的小孔隙、裂隙、虫孔、植物根孔等。黄土的孔隙率随黄土的时代变化,越老的黄土孔隙率越低,而马兰黄土孔隙率最高。由于黄土的孔隙率高,当水体进入黄土浸润后,致使黄土中易溶盐类溶解、碎屑颗粒发生移动和旋转,孔隙缩小或封闭,导致黄土地面下陷,出现黄土特殊的工程地质性质———湿陷性。




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