风化过程中硒背景值的定量表征

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2018.002

摘要/Abstract

摘要：

硒是人和动物必需的微量元素,基于58件标准物质的化学风化指标和硒的认定值,采用微量元素地球化学背景值的经验方程形式拟合得到表征全国范围内硒背景值的经验方程:lgc=0.822×(1.2-WIG/100)-1.061×lg(K₂O/SiO₂)-2.704,式中c为Se的含量(单位为μg/g),风化指标WIG的变化范围为4.3~111.6,风化指标K₂O/SiO₂变化范围为0.020~0.137。该方程所表征的是样品因风化程度不同所呈现出的硒地球化学背景值,风化程度强的样品总体上具有较高的Se地球化学背景值。将该经验方程式在广东河台和广东南昆山两个研究区进行应用,认为寻找富硒区应当优先将风化程度较强的地区视为备选区,依据全国区域化探扫面数据可以方便地确定风化程度较强的地区。在环境质量评价中可以利用Se实测值确定足硒和富硒区,利用实测值扣除背景值获得的元素含量剩余值可以有效确定残积层土壤下伏的足硒和富硒岩石,即依据全国多目标地球化学调查数据可以有效地确定足硒和富硒地质体(残积层土壤及其下伏岩石)的分布区。广东南昆山岩体中西部的岩石应属于足硒和富硒地质体。

关键词: 标准物质, 地球化学背景值, 化学风化指标, 河台, 南昆山, 广东省

Abstract:

The behavior of selenium, an important trace element for human and animal in environmental geochemistry, is described quantitatively based on the components of 58 certified reference materials collected as rocks, soils or stream sediments in China. The description equation on the relationship between the selenium contents and the corresponding chemical weathering indices is fitted as lgc=0.822×(1.2-WIG/100)-1.061×lg(K₂O/SiO₂)-2.704, where c is the content of selenium in μg/g, the value of WIG varies from 4.3 to 111.6, and the value of K₂O/SiO₂ varies from 0.020 to 0.137. This equation can be used to describe the geo-chemical background values of selenium resulted from different weathering degrees in rocks, soils, and stream sediments. Samples with strong weathering degrees have higher values of the selenium geochemical backgrounds commonly. The equation is applied to two districts of Hetai and Nankunshan in Guangdong Province, China. The results tell us that the areas with strong weathered geological bodies can be viewed as the candidates to find the areas with plentiful or rich selenium contents. The areas with plentiful or strong weathered geological bodies can be found feasibly based on the data of the Regional Geochemistry-National Reconnaissance (RGNR) project. In the soil evaluation on environmental quality, the plentiful or rich selenium areas can be assessed by the analyzed values of selenium. Furthermore,residual values which are the deduction results of geochemical background values from their analyzed values can be used to determine the plentiful or rich selenium geological bodies underlying the weathered materials. In other words, the geological bodies with plentiful or rich selenium which are underlying the weathered soils can be determined feasibly based on the data of the Multi-Purpose Regional Geochemical Survey project. The case study on the Nankunshan district indicates that the middle and west part of the Nankunshan pluton must be plentiful or rich in selenium.

Key words: certified reference material, geochemical background value, chemical weathering index, Hetai, Nankunshan, Guangdong Province

中图分类号:

P595
X142

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图/表 8

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	样品类型	样品名称	样品号	国标号	省份 (区域)		样品类型	样品名称	样品号	国标号	省份
拟合经验方程源数据	①	花岗岩	GSR-1	GBW07103	湖南	拟合经验方程源数据	③	-	GSD-8	GBW07308	广东
	①	安山岩	GSR-2	GBW07104	江苏		③	长江沉积物	GSD-9	GBW07309	湖北
	①	玄武岩	GSR-3	GBW07105	河北		③	-	GSD-11	GBW07311	湖南
	①	页岩	GSR-5	GBW07107	天津		③	-	GSD-12	GBW07312	广东
	①	霓霞正长岩	GSR-7	GBW07109	辽宁		③	-	GSD-13	GBW07317	安徽
	①	粗面岩	GSR-8	GBW07110	安徽		③	-	GSD-14	GBW07318	四川
	①	花岗闪长岩	GSR-9	GBW07111	北京		③	-	GSD-1a	GBW07301a	陕西
	①	流纹岩	GSR-11	GBW07113	浙江		③	-	GSD-2a	GBW07302a	江西
	①	花岗片麻岩	GSR-14	GBW07121	河北		③	-	GSD-3a	GBW07303a	江西
	②	暗棕壤	GSS-1	GBW07401	黑龙江		③	-	GSD-4a	GBW07304a	安徽
	②	栗钙土	GSS-2	GBW07402	内蒙古		③	-	GSD-5a	GBW07305a	安徽
	②	黄棕壤	GSS-3	GBW07403	山东		③	-	GSD-7a	GBW07307a	辽宁
	②	石灰性红壤	GSS-4	GBW07404	广西		③	-	GSD-8a	GBW07308a	广东
	②	黄红壤	GSS-5	GBW07405	湖南		③	-	GSD-15	GBW07358	内蒙古
	②	红壤	GSS-6	GBW07406	广东		③	-	GSD-16	GBW07359	内蒙古
	②	水系沉积物	GSS-9	GBW07423	江苏		③	-	GSD-17	GBW07360	黑龙江
	②	黑棕色土壤	GSS-10	GBW07424	黑龙江		③	-	GSD-18	GBW07361	黑龙江
	②	棕色土壤	GSS-11	GBW07425	辽宁		③	-	GSD-19	GBW07362	青海
	②	棕色钙质土壤	GSS-12	GBW07426	新疆		③	-	GSD-20	GBW07363	青海
	②	粉砂质黄色土壤	GSS-13	GBW07427	华北平原		③	-	GSD-23	GBW07366	江西
	②	紫色土壤	GSS-14	GBW07428	四川	* WIG > 120	①	泥灰质岩	GSR-6	GBW07108	安徽
	②	灰棕色黏土	GSS-15	GBW07429	长江平原		①	白云岩	GSR-12	GBW07114	北京
	②	灰色水稻土	GSS-16	GBW07430	珠江三角洲		①	石灰岩	GSR-13	GBW07120	北京
	②	沙化土	GSS-17	GBW07446	内蒙古		①	斜长角闪岩	GSR-15	GBW07122	辽宁
	②	棕漠土	GSS-19	GBW07448	青海		②	黄土	GSS-8	GBW07408	陕西
	②	滩涂沉积物	GSS-22	GBW07451	山东		②	盐碱土	GSS-18	GBW07447	内蒙古
	②	滩涂沉积物	GSS-23	GBW07452	浙江		②	盐碱土	GSS-20	GBW07449	新疆
	②	滩涂沉积物	GSS-24	GBW07453	广东		②	灰钙土	GSS-21	GBW07450	新疆
	②	沉积物	GSS-26	GBW07455	安徽		②	黄土	GSS-25	GBW07454	陕西
	②	沉积物	GSS-27	GBW07456	江苏		③	-	GSD-22	GBW07365	新疆
	②	沉积物	GSS-28	GBW07457	河南	* K₂O/ SiO₂ < 0.01	①	石英砂岩	GSR-4	GBW07106	安徽
	③	-	GSD-1	GBW07301	陕西		①	辉长岩	GSR-10	GBW07112	四川
	③	-	GSD-2	GBW07302	江西省		②	砖红壤	GSS-7	GBW07407	广东
	③	-	GSD-3	GBW07303	江西		③	-	GSD-10	GBW07310	广西
	③	塘积物	GSD-4	GBW07304	安徽	异常样品	③	-	GSD-21	GBW07364	新疆
	③	塘积物	GSD-5	GBW07305	安徽	异常样品	③	-	GSD-21	GBW07364	新疆
	③	-	GSD-6	GBW07306	青海
	③	-	GSD-7	GBW07307	辽宁

	样品类型	样品名称	样品号	国标号	省份 (区域)		样品类型	样品名称	样品号	国标号	省份
拟合经验方程源数据	①	花岗岩	GSR-1	GBW07103	湖南	拟合经验方程源数据	③	-	GSD-8	GBW07308	广东
	①	安山岩	GSR-2	GBW07104	江苏		③	长江沉积物	GSD-9	GBW07309	湖北
	①	玄武岩	GSR-3	GBW07105	河北		③	-	GSD-11	GBW07311	湖南
	①	页岩	GSR-5	GBW07107	天津		③	-	GSD-12	GBW07312	广东
	①	霓霞正长岩	GSR-7	GBW07109	辽宁		③	-	GSD-13	GBW07317	安徽
	①	粗面岩	GSR-8	GBW07110	安徽		③	-	GSD-14	GBW07318	四川
	①	花岗闪长岩	GSR-9	GBW07111	北京		③	-	GSD-1a	GBW07301a	陕西
	①	流纹岩	GSR-11	GBW07113	浙江		③	-	GSD-2a	GBW07302a	江西
	①	花岗片麻岩	GSR-14	GBW07121	河北		③	-	GSD-3a	GBW07303a	江西
	②	暗棕壤	GSS-1	GBW07401	黑龙江		③	-	GSD-4a	GBW07304a	安徽
	②	栗钙土	GSS-2	GBW07402	内蒙古		③	-	GSD-5a	GBW07305a	安徽
	②	黄棕壤	GSS-3	GBW07403	山东		③	-	GSD-7a	GBW07307a	辽宁
	②	石灰性红壤	GSS-4	GBW07404	广西		③	-	GSD-8a	GBW07308a	广东
	②	黄红壤	GSS-5	GBW07405	湖南		③	-	GSD-15	GBW07358	内蒙古
	②	红壤	GSS-6	GBW07406	广东		③	-	GSD-16	GBW07359	内蒙古
	②	水系沉积物	GSS-9	GBW07423	江苏		③	-	GSD-17	GBW07360	黑龙江
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	②	棕色土壤	GSS-11	GBW07425	辽宁		③	-	GSD-19	GBW07362	青海
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	②	粉砂质黄色土壤	GSS-13	GBW07427	华北平原		③	-	GSD-23	GBW07366	江西
	②	紫色土壤	GSS-14	GBW07428	四川	* WIG > 120	①	泥灰质岩	GSR-6	GBW07108	安徽
	②	灰棕色黏土	GSS-15	GBW07429	长江平原		①	白云岩	GSR-12	GBW07114	北京
	②	灰色水稻土	GSS-16	GBW07430	珠江三角洲		①	石灰岩	GSR-13	GBW07120	北京
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	②	棕漠土	GSS-19	GBW07448	青海		②	黄土	GSS-8	GBW07408	陕西
	②	滩涂沉积物	GSS-22	GBW07451	山东		②	盐碱土	GSS-18	GBW07447	内蒙古
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	②	滩涂沉积物	GSS-24	GBW07453	广东		②	灰钙土	GSS-21	GBW07450	新疆
	②	沉积物	GSS-26	GBW07455	安徽		②	黄土	GSS-25	GBW07454	陕西
	②	沉积物	GSS-27	GBW07456	江苏		③	-	GSD-22	GBW07365	新疆
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	③	-	GSD-6	GBW07306	青海
	③	-	GSD-7	GBW07307	辽宁

点序号	Se_计算值	Se_实测值	点序号	Se_计算值	Se_实测值	点序号	Se_计算值	Se_实测值
1	0.10	0.012	12	0.70	0.30	23	0.20	0.65
2	0.12	0.016	13	1.00	0.45	24	0.14	0.50
3	0.13	0.022	14	1.40	0.70	25	0.10	0.40
4	0.15	0.03	15	1.60	1.00	26	0.08	0.30
5	0.17	0.04	16	1.70	1.70	27	0.07	0.25
6	0.20	0.05	17	1.00	1.90	28	0.06	0.14
7	0.24	0.06	18	0.80	1.85	29	0.05	0.10
8	0.30	0.08	19	0.60	1.80	30	0.04	0.08
9	0.35	0.10	20	0.50	1.60	31	0.03	0.07
10	0.40	0.13	21	0.40	1.20	32	0.02	0.06
11	0.50	0.20	22	0.30	0.90

点序号	Se_计算值	Se_实测值	点序号	Se_计算值	Se_实测值	点序号	Se_计算值	Se_实测值
1	0.10	0.012	12	0.70	0.30	23	0.20	0.65
2	0.12	0.016	13	1.00	0.45	24	0.14	0.50
3	0.13	0.022	14	1.40	0.70	25	0.10	0.40
4	0.15	0.03	15	1.60	1.00	26	0.08	0.30
5	0.17	0.04	16	1.70	1.70	27	0.07	0.25
6	0.20	0.05	17	1.00	1.90	28	0.06	0.14
7	0.24	0.06	18	0.80	1.85	29	0.05	0.10
8	0.30	0.08	19	0.60	1.80	30	0.04	0.08
9	0.35	0.10	20	0.50	1.60	31	0.03	0.07
10	0.40	0.13	21	0.40	1.20	32	0.02	0.06
11	0.50	0.20	22	0.30	0.90

元素	样品数	最大值	最小值	中位数	平均值	标准差	超出数
SiO₂	238	86.75	47.78	68.02	66.49	8.45	1
Al₂O₃	238	28.13	5.71	16.06	16.25	5.65	39
Fe₂O₃	238	7.02	1.24	3.62	3.77	1.14	-
K₂O	238	5.19	0.98	2.28	2.43	0.79	-
Na₂O	238	1.68	0.06	0.16	0.24	0.20	-
CaO	238	0.88	0.10	0.20	0.23	0.11	0
MgO	238	1.09	0.19	0.45	0.48	0.14	-
Ti	238	8 097	752	3439	3387	1115	-
P	238	688	128	355	362	98	-
Se_计算值	238	1.54	0.16	0.48	0.53	0.24	-
Al₂O₃/Ti	238	0.020 65	0.000 96	0.005 22	0.005 64	0.003 57	18
K₂O/SiO₂	238	0.083 29	0.011 87	0.035 89	0.038 02	0.015 41	20
WIG	238	32.1	6.3	17.0	17.3	4.2	0