碳酸盐岩区域的特殊红土化作用及成矿

广东海洋大学

廖永岩

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根据红土化作用的原理，我国发生红土化作用的主要区域应在海南、广东、广西南部等华南高温多雨区域。但在我国贵州、云南、湖南等温度相对较低，湿度也不太大的西南碳酸盐岩大量分布区域，也有一定量的红土分布，这主要是由于碳酸盐岩区域的特殊性决定的。下面，我们来分析碳酸盐岩台地区域的特殊红土化作用。

1  湘西碳酸盐岩台地地貌及其红土化作用

因为红土化作用中的红化作用，主要是化学风化作用。而成土作用，则是物理风化作用和化学风化作用的共同作用。若成土作用速度大于红化速度（这时，物理风化应占有很大比例），土层厚度将越来越厚，但仅有表层能够红化成红土。若成土作用速度小于或等于红化作用速度，潜水面以上的所有土层都将红化，并且，未成土的母岩岩石表面都将红化，形成红色岩石。若成土作用主要由物理风化作用完成，成土作用速度小于红化速度，但落差较大，原生风化面无法保留红化层或土层，风化形成的土大部或全部被转移，转移速度大于风化速度和红化作用速度间的差值，这样的风化面也不可能形成红土，风化面上仅有风化土存在。这就是造成湘西等地砂页岩风化面不形成红土，而红土仅在碳酸盐台地出现的原因。

湖南湘西等地，已界于我国红土化作用的边缘。虽然湘西的四季更为明显，夏季多雨高温，冬季干旱少雨，比较适于红化作用。但相对华南的广东、海南和广西来说，湘西的雨水量较少，温度也较低。而湘西属典型的山地地貌，落差较大。所以，整体来说，湘西的红化作用远小于华南地区。这使湘西的红土不像华南，大范围红土连成片，而是红土与砂土镶嵌分布。在砂页岩分布区，由于砂页岩的物理风化成土作用相当强，大于当地红化作用速度。所以，风化面上的红化作用慢于成土作用。仅有表层红化或根本没有红化。又因为山地落差大，因本身和雨水的重力作用和风力作用，刚红化或尚未来得及红化的粘土或砂土，迅速被转移至它处，造成风化面上的红化作用无法完成，无法形成红土。转移到它处的粘土或砂土，或其上面叠加新土的速度小于红化作用速度，红化作用有可能形成红土。若其上叠加新土的速度大于红化作用速度，该处的土也无法完成红化作用而形成红土。所以，整体来说，砂页岩处，无法形成红土或很少形成红土。

湘西分布有大量的碳酸盐岩。碳酸盐岩，较易经化学风化被雨水大量溶解。所以，就碳酸盐岩风化速度来说，远远大于该地区的红化作用。但是，碳酸盐岩含硅铝酸盐少，溶解后留下的不溶性杂质较少，即化学风化后留下的土相当少。所以，就成土作用来说，碳酸盐岩的成土速度远小于该地区的红化速度。所以，碳酸盐岩分布区域，碳酸盐岩风化后留下的少量硅铝酸盐土，能被及时红化。其实，只要该区域总成土量所导致的成土速度小于该区域的红化速度，碳酸盐分布区的少量其它岩石风化形成的土，也能及时红化。所以，不管是在原生处或次生处，碳酸盐岩风化形成的土，都能及时红化而形成红土。所以，碳酸盐岩地区的红土，可以是碳酸盐风化形成的土红化而成，也可以是转移至该处的其它母岩形成的粘土，或是镶嵌在该碳酸盐地区的其它岩石风化后形成的土红化而成。这样，就形成湘西特有的以砂页岩分布为主的区域，主要是砂土或杂色粘土，而以碳酸盐岩分布为主的区域，主要是红粘土的地貌。

2  有去硅作用的河水和地下水的作用

雨水里不含硅酸根、各级硅酸氢根离子和二氧化硅，它能溶解硅（指硅酸根、各级硅酸氢根离子和二氧化硅的总和），当它淋滤过红土时，造成大量硅流失而引起红土化作用。江河、湖泊和地下水，硅达饱和，不可能再有溶解硅的作用，所以，一般对土再没有红化能力。但是，若雨水转化成了河水或地下水，其硅仍未达饱和，这种水，就仍具有溶解硅的能力，仍能引起红土化作用。不过，因为地壳主要由硅酸盐构成，地表的绝大部分土，都是因硅酸盐风化而形成的，都含有大量的硅酸盐，所以，一般情况下，很难形成这种硅不饱和的河水或地下水，更不可能形成硅不饱和的江水。但是，局部的碳酸盐岩地区，就有可能会形成这种河水或地下水。若局部碳酸盐岩区域，大量碳酸盐岩出露，且大部是较纯的石灰岩，硅酸盐岩石相当少或没有。这种局部区域，就算降雨已变成河水或进入地下形成地下水，因接触硅酸盐的机会相当少，溶解的硅仍相当少，溶解的硅仍难达到饱和。所以，这种河水或地下水，仍有很强的溶解硅的能力，直至它们溶解足量的硅为止。当这种河水或地下水流经硅酸盐或硅铝酸盐矿物时，就会溶解大量的硅，使硅大量流失，造成红化。在红化过程中，这种河水或地下水，和雨水一样，同样会造成大量的硅流失，使铁、铝、钛、金等难溶金属得以保存而富积。这种水形成的地下阴河，对地下溶洞里的硅酸盐物质，就具有很强的红土化作用，很多铝土矿、金矿或铁矿，就是因这种原因形成的。

 

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注：本文摘于廖永岩著《地球科学原理》一书

 

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