红土化

风化作用导致的现象之一
红土化作用,是一种风化作用。因为红土化作用通过去钠、钾、钙等易溶物而保硅(Jackson, 1965);通过去硅而保铁、铝、钛、金、[niè]等难溶物(Pickering, 1962),能形成铁矿(Nahon, et. al., 1980)、铝土矿(Taylor, et. al., 1992)、钛矿(Hill, et. al., 2000)、镍矿(Basu, 1965-66)、金矿(Evans, 1981)、锰矿(Basu, 1965-66)等矿藏;所以,人类对红土化作用研究较多。

现象描述

红土,是一种分布于热带亚热带区域的红色土壤,是陆地表面岩石强烈风化的产物。这种土壤只所以呈现红色,是因为这种土壤里的红色的三氧化二铁含量较高(一般达5%以上),染红了土壤。因为这种土主要由高度风化作用形成的高岭石组成,粒径细小,所以,这种土一般具有粘性,常被称为红粘土。红土化作用,就是指地表岩石经风化作用,逐渐形成红土的过程。只要风化产物的含铁量较高,能染红土壤就可以形成红土。所以,原则上,构成地壳的各种岩石,只要经风化后最终含铁量较高,能将土染红,都可以形成红土。
红土化作用,主要是化学风化作用,是通过雨水的去硅富铁作用使土红化。因为硅是土的主要成分,有时二氧化硅含量占50%以上。而一般情况下,铁的含均较少,有时不足1%。我们先假设一种土要完全红化,三氧化二铁的含量必须达5%。而某种土的含三氧化二铁为1%,含二氧化硅量为70%,含三氧化二铝15%。为了便于理解,我们取100公斤这样的土,来分析它的含三氧化二铁量达5%所必须经历的变化。为了简便,我们假设去硅的过程中,铁和铝的绝对量都没有明显的变化。那么,100公斤里的总三氧化二铁铁量是1公斤。因为1÷5%=20公斤,就是说经雨水淋滤去硅后,假设铁一点也不流失,土的总重量应不超过20公斤。而100公斤里三氧化二铝的含量是15公斤,因为铝和铁的溶解度相差不大,我们也假设铝也一点也不流失,20-15-2=3公斤。这就是说,若这100公斤土,要红化成红土,剩下的红土里的二氧化硅和除三氧化二铁三氧化二铝外的其它所有物质的重量不应超过3公斤。因为除二氧化硅、三氧化二铁和三氧化二铝外,其它物质的量相当少。所以,为了简化起见,我们假设其它物质微量而不计,这3公斤全是二氧化硅。这就是说,原来100公斤土里的70公斤二氧化硅,通过去硅作用,减少为3公斤,减少量为70-3=67公斤。所以,可以这样说,100公斤含二氧化硅70%、含三氧化二铁1%的土,要红化,必须通过雨水淋滤作用去掉67公斤二氧化硅才可能完成。实际上,铁和铝在雨水淋滤去硅的过程中,也会适当损失的。这就是说,通过雨水去掉的二氧化硅,有可能会超过67公斤。简单地讲,就是要通过去硅作用,去掉67/70=95.71%以上的硅,80%的土,才可能完成红化作用。所以,雨水淋滤去硅这种红化作用,是一种强烈的土流失作用。它需要大量的雨水淋滤和很长的时间才可能完成。母岩里的铁含量越少,要完成红化作用,红化过程中的土或岩石流失量越大。母岩里的铁含量越高,红化过程中所需流失的土或岩石量越少。
热带亚热带区域,红土化作用是相当普遍的。不管原母岩是什么岩石,出露的土壤,大多为红土(或红壤)。这说明,这些土壤的母岩不管原来是什么岩石,它们都已完成了红土化作用(至少完成了表层的红土化作用)。从含三氧化二铁1%的土要红化,必须经雨水淋滤掉80%的土才可能完成红土化作用这一点来看,热带、亚热带的风化作用(主要是化学风化)是相当强的。推而广之,我们就可以知道,地球表面的风化作用是多么地强烈了。