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风化壳是地表岩石在长期的物理、化学风化作用下形成的地表不连续覆盖层,是地球外部各个圈层之间相互联系和作用的界面。风化壳广泛分布于世界各地,由于岩性和自然条件的差异,其发育形成的风化壳类型也就复杂多样,如高温多雨的热带或亚热带地区形成的红土风化壳、温暖湿润气候下形成的碳酸盐风化壳等。粒度是风化壳的重要特征之一,具有指示环境的意义,因此粒度分析作为研究气候变化、古气候环境重建以及地质学研究等的重要手段被广泛应用。 本文通过对大连地区的地质地貌进行了多次野外勘察,了解红色风化壳在大连地区的分布情况和形成演变机制,最后选择分布在大连市金州区七顶山红色风化壳为研究对象,通过粒度分析,探讨本区红色风化壳的发育特征和发育程度,进而了解七顶山红色风化壳在历史形成时期所经历的气候环境和地质地貌变化,为丰富我国风化壳的研究提供基础性资料。同时,在以环境变化为热点问题的当今社会,对风化壳的深入研究,可以使我们能够清楚大连地区生态环境演化的历史基础,为大连地区以后的环境建设和环境保护提供基础依据。 本文样品的粒度数据使用LS13320型激光粒度仪进行测量,运用MapInfo、Origin7.5、Excel等制图工具进行图表制作,采用矩值法对数据进行计算处理,对本地区红色风化壳的粒度特征和风化壳形成时期的古环境特征进行了论述。通过对研究区剖面样品的粒度特征和相关参数的分析,得出以下结论:第一,七顶山红色风化壳是在辽东半岛岩溶夷平面的基础上经持续风化作用发育而成,其成壳母岩为碳酸盐岩中的灰岩,是基岩矿物在溶蚀作用下酸不溶物经过历史时期残存沉积的结果。沉积物(岩)的沉积背景不同,在它的基础上形成的红色风化壳的粒度分布特征也有所差异。七顶山红色风化壳在漫长的历史演变过程中,其粒度频率分布曲线的特征表明对母岩具有一定的继承性,保留了母岩的相关信息。第二,七顶山红色风化壳的粘粒含量主要在6.88%~10.54%之间,平均值为8.83%;粉砂主要在18.27%~36.88%之间,平均值为28.35%;砂粒比重较大,是剖面粒组的众数组,百分含量在52.77%~74.85%之间,平均值为62.82%,是整个剖面各粒组中的众数粒组。研究区的各粒度组成表明,七顶山剖面的粒度主要集中于砂粒组,整个剖面样品的砂粒含量均大于50%。第三,七顶山剖面的粉粘比介于2.66~3.50之间,平均值为3.18,整体粉粘比稍高,表明七顶山剖面遭受风化作用的程度较低,风化作用在整个剖面中呈现出先增加后减小的变化趋向。第四,从平均粒径、偏度、尖度的粒度参数可以看出,七顶山整个剖面样品的风化程度呈现波动变化,但整体而言风化壳成熟度不高,风化壳粗颗粒比较多,这可能与风化壳的风化前锋在向下拓展过程中的环境变化和地下水位的波动有关。第五,与南方的花溪剖面和平坝剖面的红色风化壳相比,七顶山剖面的粉粘粒组含量小,风化水平较差;平坝剖面和花溪剖面砂粒组含量低至10%以下,风化壳成熟度较高,南方湿热的气候条件更有利于风化壳的演化发育。