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2022年 第36卷 第03期    刊出日期：2022-06-10

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2022, 36(03):  754-754. 

摘要 ( 126 )   PDF (2045KB) ( 240 )  

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构造地质学

襄樊—广济断裂带东段构造变形特征及其演化

朱清波, 程万强, 周全

2022, 36(03):  755-769.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.142

摘要 ( 581 )   HTML ( 124)   PDF (12716KB) ( 254 )  

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襄樊—广济断裂带是分隔大别造山带和扬子板块北缘前陆褶皱逆冲带的边界断裂,其几何学、运动学及构造演化特征记录了南北两大不同性质的大地构造单元发生碰撞、拼贴及相互作用的地质过程。在野外调查、构造解析和年代学研究基础上,结合区域地质和地球物理资料分析,认为襄樊—广济断裂带东段以深部向南逆冲、浅表向北逆冲的“鳄鱼嘴式”对冲构造为特征,与西段的构造变形样式和次序存在显著差异。中扬子地区东部受控于江南—雪峰造山带和大别造山带南北两大构造体系,深部扬子板块北缘向大别造山带之下俯冲导致造山带自北向南挤出,推覆构造可影响至瑞昌一带,由南向北的浅层逆冲推覆可影响至梅川附近,二者在襄樊—广济断裂带东段的蕲春—武穴—浠水一带对接。襄樊—广济断裂带经历了印支早期同碰撞由北向南的逆冲推覆和深层次的韧性剪切变形(T₂末)、燕山早—中期双向对冲构造变形(J_1-3)、燕山晚期伸展正断层变形(K_1-2)、喜山早期由北向南小规模逆冲变形(E₁)阶段。

勉略构造带新元古代中期构造演化特征:来自略阳关天门变质沉积岩碎屑锆石U-Pb年代学和地球化学的证据

王昭阳, 裴先治, 李瑞保, 裴磊, 李佐臣, 刘成军, 赵少伟, 王盟, 陈有炘, 周海, 赵杰, 许丽丽

2022, 36(03):  770-795.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.015

摘要 ( 220 )   HTML ( 15)   PDF (11669KB) ( 390 )  

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秦岭南缘勉略构造带略阳关天门地区发育有一套绿片岩相-低角闪岩相岩石组合,是勉略构造带内强烈韧性变形的变质沉积岩系,其形成时代和构造属性长期存在争议,制约区域大地构造演化的研究。为查明其形成时代与构造背景,对其中的变质细碎屑岩进行系统的岩石学、碎屑锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究。2件碎屑锆石U-Pb年龄样品的年龄分布特征相似,主要年龄区间为新元古代早中期(ca.880~800 Ma),并且显示出ca.830 Ma的显著峰值;最年轻的一组碎屑锆石年龄为747~736 Ma(平均年龄742±6 Ma)。地球化学研究结果表明,关天门变沉积岩原岩应为一套细碎屑岩偶夹碳酸盐岩的沉积组合,原岩经历了较低程度的化学风化和沉积物再旋回,其物源主要为大陆岛弧背景下的中-酸性岩浆岩。结合区域已有研究成果,认为关天门变沉积岩的物源主要为碧口微地块、汉南—米仓山微地块的新元古代早中期岩浆弧。通过野外地质调查,并与已有的区域碎屑锆石年龄谱系进行对比,认为关天门变沉积岩岩片的沉积时代应晚于碧口微地块横丹群形成的时间(720 Ma),即关天门变沉积岩岩片的沉积时限应晚于720 Ma,形成于新元古代中期伸展裂陷体制,是Rodinia超大陆裂解过程的响应。

岩石学

青海南山当家寺花岗岩体与晚三叠世脉岩及其对早中生代构造环境的约束

杨延伟, 卢欣祥, 王丽伟, 杨一, 杨崇科, 黄凡

2022, 36(03):  796-811.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.016

摘要 ( 384 )   HTML ( 16)   PDF (8913KB) ( 95 )  

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当家寺花岗岩体是青海南山印支期花岗岩带中东部较大的一个岩体,形成于早三叠世(243.5±2.9 Ma、247.2±1.7 Ma)—中三叠世(240.1±2.1 Ma、241.0±2.6 Ma)。岩体内发育有众多的中-酸性脉岩,岩石类型主要为闪长玢岩、石英闪长玢岩、花岗斑岩等,本研究获得闪长玢岩脉LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(235.6±2.4 Ma),表明其形成于晚三叠世早期,稍晚于当家寺岩体侵位时限。脉岩作为一种浅成侵入体,其与当家寺花岗岩体分布的构造位置相似,矿物组成及地球化学特征具有近似的特点,说明二者岩石成因及构造背景类似,可能为同一源区壳-幔岩浆混合作用的产物。岩石地球化学分析表明中性脉岩SiO₂含量低(54.68%~64.75%),酸性脉岩SiO₂含量高(66.00%~77.13%),二者都具高铝(Al₂O₃=12.24%~17.11%)、高钾钙碱性准铝质-弱铝质的特点(A/CNK=0.85~1.04),具有典型的岛弧花岗岩和碰撞花岗岩的特征。脉岩富集LREE、Rb、Th、K,亏损HREE、Nb、Ta、P、Ti、Ba,(La/Yb)_N=5.05~17.61,表现出中等强度Eu的负异常。综合分析认为,脉岩形成于晚三叠世共和裂谷闭合碰撞造山后构造环境由挤压向板内稳定-伸展的变迁阶段,指示晚三叠世早期共和盆地周缘已进入后碰撞的陆内环境。

准噶尔盆地西北缘中拐凸起石炭纪安山岩年代学、地球化学特征及其构造意义

邵龙飞, 于福生, 王丹丹, 李超

2022, 36(03):  812-823.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.024

摘要 ( 303 )   HTML ( 12)   PDF (7026KB) ( 106 )  

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为加深对中亚造山带西段石炭纪构造背景的认识,对准噶尔盆地西北缘中拐凸起金龙10井区石炭纪安山岩岩心样品开展岩相学、年代学和地球化学研究。安山岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,其结晶年龄为(322.4±1.1) Ma,属中石炭世。地球化学分析结果表明,研究区安山岩属于低钾-中钾钙碱性岩石系列,其稀土元素配分曲线均略向右倾,具微弱的Eu负异常;微量元素原始地幔标准化蛛网图显示整体相对富集Pb和大离子亲石元素Rb、Ba等,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr等,具有消减带弧火山岩的特征。安山岩的Th/La、Th/Ce和Lu/Yb值均低于大陆地壳的平均值,而接近幔源岩浆的比值。研究区安山岩属于正常的岛弧火山岩,源于富水地幔楔,是由俯冲板片脱水产生的流体交代地幔楔发生部分熔融所形成的。结合区域地质背景并对比相近时期岩浆岩,综合认为研究区安山岩形成于大陆弧环境,为西准噶尔残余洋盆俯冲消减作用的产物,且残余洋盆在(322.4±1.1) Ma时还未完全关闭。

新疆温泉地区晚石炭世古老地壳重熔: 花岗斑岩脉侵位年龄及其Sr、Nd同位素证据

杨瀚文, 王建中, 赵军, 段俊, 王荣敏, 高文彬, 魏文昊, 郑延河

2022, 36(03):  824-835.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.013

摘要 ( 269 )   HTML ( 9)   PDF (5895KB) ( 87 )  

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新疆阿拉套山南缘分布有由众多岩性复杂的脉岩所组成的岩墙群,部分岩墙与成矿作用密切相关,是了解该地区地壳生长过程的重要窗口。其西段出露大量中酸性脉岩,脉岩侵入到上泥盆统托斯库尔他乌组地层,以闪长岩脉为主,含少量花岗斑岩脉和霏细岩脉。为了探讨花岗斑岩的形成时代、岩浆源区和构造背景,对其进行了锆石U-Pb年龄测定和Sr、Nd同位素研究。分析结果显示,花岗斑岩锆石U-Pb(加权平均)年龄为310 Ma,说明花岗斑岩脉形成于晚石炭世早期,该年龄与北天山沙湾流纹岩(形成于陆板内拉张环境)的喷发时代(310 Ma)以及区内察哈乌苏岩基的形成时代(313 Ma)十分接近,是阿拉套山西段最晚一期岩浆活动的产物。Sr、Nd同位素分析结果表明,该岩脉具有中等I_Sr值(0.709 328~0.710 018)、负的ε_Nd(t)值(-3.92~-2.33)和较大的Nd同位素模式年龄(1 294~1 502 Ma)特征,明显不同于同时期西天山乃至新疆北部众多的花岗岩类,后者普遍拥有低I_Sr值、正的高ε_Nd(t)值和较年轻的Nd同位素模式年龄,是幔源玄武质岩浆底侵、发生岩浆的同化分离结晶作用或岩浆混合作用的结果,说明该花岗斑岩脉不太可能是幔源岩浆底侵演化的产物,其岩浆源区可能来自成熟度比较高的前寒武纪基底岩石。310 Ma以后,阿拉套山地区逐渐进入后碰撞伸展阶段,处于陆壳垂向生长、区域构造应力场显示拉张的构造环境,花岗斑岩脉可能形成于同碰撞挤压向后碰撞伸展背景转换的过渡阶段。

内蒙古沙章土矿区闪长玢岩成岩时代及岩浆源区探讨:锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及Hf同位素约束

吕云鹤, 董国臣, 赵丽玮, 苏麟, 殷国栋, 汤家辉

2022, 36(03):  836-847.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.147

摘要 ( 417 )   HTML ( 19)   PDF (7729KB) ( 139 )  

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闪长玢岩因其成因及含矿性特点而备受地学界关注,内蒙古阿巴嘎旗北部沙章土矿区发育闪长玢岩体,伴生着高背景化探异常。本研究通过岩石学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及其Hf 同位素研究,确定沙章土矿区闪长玢岩的成岩年龄及岩浆源区。闪长玢岩的侵位年龄为(311.1±1.7) Ma,属晚石炭世海西中期构造-岩浆活动的产物。岩石中SiO₂含量为56.19%~60.45%,Na₂O + K₂O为4.81%~5.87%,铝饱和指数A/CNK为1.00~1.43,属高钾钙碱性、过铝质岩石;明显富集轻稀土和大离子亲石元素K、Rb及高场强元素Zr、Th、U,显著亏损重稀土及高场强元素Nb、Ta、P、Hf、Ti,显示了俯冲带岛弧岩浆岩的地球化学特征;稀土元素总量(REE)为139.62×10^-6~150.67×10^-6,具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾配分模式,显示弱负Eu异常。Hf同位素单阶段模式年龄(T_DM)为637~905 Ma,二阶段模式年龄(T_DM^C)变化范围为827~1 259 Ma,锆石ε_Hf(t)值在+1.10~+7.80之间,显示其具有幔源岩浆物质来源特征,其岩浆源区可能是由俯冲板片脱水交代上覆地幔楔,熔融体上升发生底侵作用,加热并诱发新生基性下地壳部分熔融,上升演化而形成的壳幔混源岩浆。

内蒙古那仁乌拉早白垩世高分异花岗岩年代学及其成因

李柱, 张德会, 张荣臻, 沈存利, 焦世豪, 李林, 朱鹏龙

2022, 36(03):  848-861.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.064

摘要 ( 369 )   HTML ( 8)   PDF (10778KB) ( 300 )  

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内蒙古那仁乌拉地区具有较大的稀有金属找矿潜力,但与成矿有关的那仁乌拉花岗岩体在年代学和成因方面仍存在较多争论。为厘定该花岗岩体成岩年龄及成因类型,对其进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石地球化学分析。测年结果表明,中粗粒黑云母二长花岗岩和似斑状二长花岗岩成岩年龄分别为(142.1±1.0)Ma和(142.3±1.2)Ma,指示那仁乌拉花岗岩体为早白垩世岩浆活动的产物,与区域上晚侏罗世—早白垩世花岗岩大规模侵入时代基本吻合。岩石地球化学分析显示,岩体富硅(SiO₂含量为73.69%~76.67%)、富碱(Na₂O+K₂O含量为8.40%~8.80%)和贫铁、镁、钙、磷等;Zr、Hf、Rb、Th等元素明显富集,Ba、Sr、P、Ti等元素强烈亏损,Nb元素相对亏损;稀土元素总量较低,显示较强烈的Eu负异常(δEu=0.20~0.36),轻、重稀土分馏明显(LREE/HREE=6.23~14.28),富集轻稀土;属于弱过铝质高钾钙碱性花岗岩。综合矿物学、岩石学和地球化学特征,判断那仁乌拉花岗岩成因类型应归为高分异I型花岗岩。结合区域构造和地质背景,认为位于华北板块北缘的那仁乌拉花岗岩体形成于早白垩世的板内伸展环境。

粤西北大桂山岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb测年、岩石成因及构造环境分析

张宏辉, 谢财富, 陈凯, 袁永盛, 余杨忠, 张沥元, 陈贵仁, 李鸿, 詹华思, 石海涛, 蔡泉宇, 于一帆

2022, 36(03):  862-875.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.151

摘要 ( 213 )   HTML ( 8)   PDF (4511KB) ( 119 )  

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为了加深对粤西北地区加里东期岩浆岩演化的认识,对粤西北地区大桂山岩体进行了岩石学、岩相学、同位素年代学、岩石地球化学及Sm-Nd同位素地球化学等研究。研究显示:大桂山岩体位于广东佛冈复式岩体的北西缘,岩性为中粗粒含斑黑云母正长花岗岩;利用LA-ICP-MS锆石U-Pb法测得其年龄为(445.9±3.6) Ma,属晚奥陶世侵入岩;岩石地球化学具有高硅、富钾、高分异指数和低钙、低镁、贫铁的特征;稀土元素总量中等-偏低,轻重稀土元素分馏程度较低,具明显的负Eu异常;微量元素表现为大离子亲石元素Rb、Th、U、K、La、Ce、Nd等的富集,亏损P、Sr、Ba、Ti等高场强元素;(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i为0.025 3~0.100 2,ε_Nd(t)值较高,为-3.15~-5.26,T_DM2值较低。以上特征表明大桂山岩体为高分异或低熔融程度的铝质A型花岗岩,其源区为成熟度较低的地壳物质或者是一定比例壳幔物质的混合,因造山带垮塌、软流圈上涌引起地壳伸展,由于地幔上隆,幔源基性岩浆岩和钾玄质岩浆岩上侵或底侵而形成。

矿床学

胶东前垂柳金矿区花岗岩锆石U-Pb年代学和地球化学特征及其地质意义

郭云成, 段留安, 韩小梦, 王建田, 王利鹏, 赵鹏飞

2022, 36(03):  876-897.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.128

摘要 ( 454 )   HTML ( 19)   PDF (15038KB) ( 150 )  

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前垂柳金矿为胶东胶莱盆地东北缘地区新发现的金矿床,推断其金资源量为13.5 t,金矿体主要赋存于厚大的构造-蚀变带内。主控矿构造-蚀变带上盘岩石为牧牛山岩体二长花岗岩和荆山群地层,下盘岩石为鹊山岩体糜棱岩化二长花岗岩。构造-蚀变带上下两种花岗岩在变质程度、矿物组合方面存在明显差异,为深入研究两类花岗岩的成因类型及其与金成矿的关系,选取岩心中的两类花岗岩作为研究对象,进行了详细的锆石U-Pb年代学和岩石地球化学、锆石Hf同位素研究。牧牛山岩体二长花岗岩的锆石U-Pb年龄为(1 844.1±4.4) Ma,说明其形成于古元古代造山纪;二长花岗岩具有高的SiO₂、Y、Yb含量,较低的MgO、Sr含量和Sr/Y比值,同时具有明显Eu负异常(δEu=0.30~0.48),表现为钙碱性、强过铝质板内花岗岩特征;锆石ε_Hf(t)大部分为负值(变化范围-9.5~3.0),但两颗锆石ε_Hf(t)为正值(0.2和3.0),对应的两阶段Hf模式年龄介于2 492~3 083 Ma之间,指示二长花岗岩是由古老的加厚下地壳熔融形成。鹊山岩体糜棱岩化二长花岗岩的锆石U-Pb年龄为(154.6±1.5) Ma,表明其侵位时代为晚侏罗世,与区域上著名的玲珑岩体、昆嵛山岩体属同期产物。糜棱岩化二长花岗岩全岩地球化学分析显示其具有较高的SiO₂含量,高Sr含量和Sr/Y比值,低MgO、Y和Yb值,以及显著的Eu正异常(δEu=1.61~2.20),属高钾钙碱性、过铝质花岗岩,其地球化学特征与典型的埃达克岩特征类似,具有活动大陆边缘火成岩特点;锆石ε_Hf(t)均为负值(变化范围为-26.6~-14.1),对应的两阶段Hf模式年龄介于2 681~3 860 Ma之间,表明花岗岩可能由古老的多期次加厚下地壳熔融形成,与太平洋板块俯冲导致地壳增厚和地壳重熔有关。上述研究表明两种花岗岩在成岩时代、岩石地球化学特征、构造背景等方面存在显著差异,牧牛山岩体不是鹊山岩体的组成部分。两种花岗岩与主控矿构造空间上关系密切,但时间上与金成矿时间相距较远,因此两种花岗岩与金成矿没有直接成因关系。控矿构造三层结构与鹊山变质核杂岩地质特征一致;前垂柳金矿的发现表明鹊山变质核杂岩周边广泛分布的韧性剪切带和低角度主拆离断层是该区金矿勘查的理想部位,该区找矿潜力十分巨大。

柴北缘赛坝沟金矿床花岗斑岩脉的成因及动力学背景: 来自年代学和地球化学的证据

朱德全, 唐名鹰, 丁正江, 朱海波, 王炜晓, 张宇, 何宗围, 吴洪彬

2022, 36(03):  898-910.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.052

摘要 ( 261 )   HTML ( 13)   PDF (7068KB) ( 94 )  

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青海乌兰县赛坝沟金矿床位于柴北缘结合带东部,为一中型石英脉型金矿。为进一步确定该矿床形成年龄和成因,对矿区内与成矿关系密切的花岗斑岩脉进行锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究。花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(372.4±4.1) Ma,是晚泥盆世岩浆活动的产物。花岗斑岩具高硅、富碱的特征,分异指数(DI)为81.40~84.54,固结指数(SI)为3.56~8.17,表明岩石结晶分异程度较高;微量元素原始地幔标准化图解显示La、Hf、Rb、Th相对富集,而Nb、Ta、P、Ti、Ba、Sr相对亏损;稀土元素球粒陨石标准化配分曲线呈右倾的轻稀土元素富集型,且具轻微Eu元素负异常。综合判别图解分析,认为花岗斑岩属过铝质钙碱性的I型花岗岩。赛坝沟金矿床花岗斑岩形成时间与柴北缘中晚泥盆世陆内伸展时间一致,整体形成于柴北缘中晚泥盆世陆内伸展阶段的后造山构造环境中。脉岩紧邻矿体产出并充填在构造裂隙中,其形成与成矿年龄相接近,因此可将赛坝沟金矿形成时间上限限定在372.4 Ma。后期找矿勘查工作应重点围绕花岗斑岩脉展开。

西秦岭常家山地区水系沉积物地球化学特征及其地质意义

王斌, 任涛, 宋伊圩, 杨可, 王占彬, 孙亚柯

2022, 36(03):  911-922.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.025

摘要 ( 237 )   HTML ( 9)   PDF (11072KB) ( 119 )  

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西秦岭成矿带北亚带是重要的多金属成矿单元。为缩小找矿靶区,在常家山地区开展了1:2.5万水系沉积物测量工作,对采集到的1 141件样品中的Au、Ag、As、Sb、Bi、Cu、Pb、Zn、W、Mo 10种元素进行核密度估算等数理统计分析,结果显示它们的浓度高于全国水系和区域水系沉积物的平均值,表明研究区成矿潜力大。通过因子分析得到F1(Bi、Cu、Zn)、F2(Au、As、Sb)、F3(Ag、Pb)、F4(W、Mo)4个主因子。使用浓度-面积(C-A)分形模型得到各元素和因子的异常阈值,并利用克里金插值法得到相应的地球化学空间分布图;结合区域控矿因素和异常分布特征圈定出Hz1、Hz2、Hz3 3处综合异常,前缘晕、近矿晕和尾晕显示出自西北向东南分布的趋势。水系沉积物地球化学异常分析结果表明,区内构造控矿特征明显,北西方向的礼县—闾井断裂是常家山地区有利的找矿部位。

地球化学

攀西大梁子铅锌矿区水系沉积物重金属地球化学特征及源解析

朱英海, 施泽明, 王新宇, 张凯亮, 朱伯丞

2022, 36(03):  923-932.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.03.12

摘要 ( 180 )   HTML ( 7)   PDF (3580KB) ( 66 )  

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长江上游是整个长江经济带的重要生态屏障。以长江上游攀西大梁子铅锌矿区水系沉积物为研究对象,查明了重金属元素含量的空间分布特征,分析了重金属来源,探讨了在不同pH条件下重金属的淋滤规律,并进行了生态风险评估。研究结果显示:攀西大桥河流域水系沉积物中重金属的空间分布极不均匀,其含量明显要高于长江水系沉积物中重金属的平均含量;重金属生态风险属于很强风险,Hg和Cd呈高度富集、严重污染;Pb和Zn呈中度富集、中等污染。淋滤实验结果表明Pb、Zn、Cd在酸性和中性条件下淋滤浓度先快速下降,后逐渐趋于平衡,而As在快速下降后又有缓慢升高的趋势。大桥河流域水系沉积物中As、Cd、Pb、Zn主要来源于大梁子铅锌矿的采选活动,Hg为岩石风化和土壤剥蚀来源,而Cu和Cr主要为农业和工业活动来源。综合对比发现,攀西成矿带铅锌矿周边土壤富Cd而贫Cr,此外Cd、Pb、Zn、Hg是主要潜在污染物,且生态风险程度较高。

山东省青州市表层土壤硒元素地球化学特征

刘阳, 姜冰, 张海瑞, 孙增兵, 王松涛

2022, 36(03):  933-940.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.03.13

摘要 ( 306 )   HTML ( 6)   PDF (3735KB) ( 105 )  

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为研究山东省青州市表层土壤硒元素地球化学特征,在青州市按照平均5.2件/km²的密度采集了8 132件表层土壤样品,分析了硒、有机质、pH等指标。结果表明:青州市表层土壤硒含量范围在0.02~2.77 mg/kg,背景值为0.21 mg/kg(n=7 462)。研究区富硒土壤面积为140.56 km²,占研究区总面积的9.00%;足硒土壤面积为1 248.39 km²,占研究区总面积的79.93%;潜在硒不足土壤面积为148.45 km²,占研究区总面积的9.50%;硒缺乏土壤面积为24.52 km²,占研究区总面积的1.57%。不同的成土母质、土壤类型、地貌类型、土地利用类型区的表层土壤硒含量特征不同,寒武纪—奥陶纪地层成土母质区、钙质粗骨土分布区、溶蚀—切割中山地貌类型区、草地和林地土地利用类型区的表层土壤中硒相对富集。相关分析表明,研究区表层土壤中pH和硒含量无相关性,而有机质与硒含量呈显著正相关关系。

浙西典型石煤矿山周边耕地富硒土壤地球化学特征及影响因素

王美华

2022, 36(03):  941-952.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.03.14

摘要 ( 378 )   HTML ( 9)   PDF (5064KB) ( 112 )  

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为系统研究石煤矿山周边耕地富硒土壤地球化学特征及影响因素,在浙江省常山县辉埠石煤矿山周边耕地采集了表层土壤样品144件、农产品甘蔗样20件、土壤垂向剖面土壤样6件、岩石样5件和地表水样3件。通过样品Se、有机质、As、Cd、Cu、Pb、Zn、Ni、Hg、Cr等元素含量指标测定和统计,探究了该区富硒土壤地球化学特征。结果表明:区内表层土壤硒含量主要集中于0.47~1.34 mg/kg之间,平均含量0.87 mg/kg,远高于浙江省平均值,且硒含量高值区与辉埠石煤矿的走向一致;硒含量随着土壤深度增加而逐渐下降;89.58%的土壤样品和65%的甘蔗样品达到富硒标准,但存在土壤和农产品Cd等主要重金属元素含量超标的生态风险。土壤硒含量均值在寒武系下统荷塘组最高(1.31 mg/kg),奥陶系中—下统最低(0.64 mg/kg);旱地硒均值略高于水田,但差异不显著(p>0.05);硒含量均值高低变化为粗骨土>石灰岩土>水稻土>红壤。研究认为,土壤硒含量受地质背景、土壤类型和有机质等因素的影响,含石煤层黑色岩系和碳酸盐岩等富硒地层是形成富硒土壤的主要因素,小部分与矿山开采等人类活动有关。

浙江建德市耕地表层土壤硒分布、来源及生态效应

刘健, 汪一凡, 林钟扬, 潘少军

2022, 36(03):  953-962.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.03.15

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硒是重要的生命元素之一,对动物及人体健康具有重要意义。系统总结了建德市耕地表层土壤硒地球化学特征,分析了土壤硒的分布规律及其与黑色岩系之间的成因联系,探讨了黑色岩系富硒机制,研究了水稻植株中硒富集规律。结果表明,建德市耕地表层土壤硒含量介于0.06~11.5 mg/kg之间,均值为0.35 mg/kg,不同地质背景、成土母质、土壤类型中土壤硒含量差异显著。根据土壤硒和重金属含量,圈出清洁富硒土壤2 647 hm²,主要分布于寒武系灰岩、碳质页岩、钙质泥岩等岩石出露区,指示土壤富硒与这套寒武系“黑色岩系”有密切关系。古沉积学研究认为,黑色岩系形成于缺氧滞水的沉积环境,富含有机质的海底沉积物大量吸附来自地幔的硒,成岩后形成富含硒等元素的黑色岩系。水稻根系土中硒形态组成分析表明,醋酸溶解态硒占比较小,残渣态占比较大,说明水稻根系土中硒可利用性较低。稻米、莲子、草莓及其根系土采样分析表明,稻米对土壤硒的富集系数最高,水稻植株中硒含量具有根>叶>茎≈籽实的特征。

浙江省瑞安市耕作层土壤养分元素有效态含量空间变异特征及其影响因素

王学寅, 黄益灵, 全斌斌, 林道秀, 韩振春

2022, 36(03):  963-971.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.03.16

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综合采用地统计学、GIS和传统统计分析方法,研究了瑞安市耕作层土壤9种养分元素有效态含量空间变异特征及其影响因素。结果显示,研究区耕作层土壤碱解氮呈西高东低的分布趋势,速效钾、有效硼、有效锰、有效钼、有效铜和有效锌呈西低东高的分布趋势,有效磷呈东西高、中间低的分布趋势,有效铁分布均匀;研究区中西部耕作层有效硼较缺乏,东部碱解氮较缺乏,中部有效磷较缺乏,其他地区9种养分元素有效态含量均达到中等以上;半方差函数分析显示有效锰和有效铁为强空间相关性,碱解氮、速效钾、有效磷、有效钼、有效铜和有效锌为中等空间相关性,有效硼为弱空间相关性。研究认为,中性或是弱碱性、含盐量较高且阳离子较活跃的土壤环境有利于速效钾和有效硼富集,酸性或弱酸性和有机质含量较高的土壤有利于碱解氮和有效铁富集;速效钾、有效钼、有效硼、有效铜和有效锌含量的控制因素相似,主要受成土母质、土壤类型以及地形地貌等结构性因素和施肥、耕作等随机性因素的双重影响,而碱解氮、有效铁、有效磷和有效锰的含量分布主要受成土母质、土壤类型以及地形地貌等结构性因素的影响。

基于机器学习的表层土壤成矿元素空间预测: 以稀有金属铷元素为例

戴亮亮, 聂小力, 郭军, 巩浩, 吴欢欢, 张涛, 汤媛媛, 毛聪, 彭志刚, 贺灿

2022, 36(03):  972-978.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.03.17

摘要 ( 309 )   HTML ( 11)   PDF (4325KB) ( 224 )  

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近些年随着土地质量地球化学调查工作的开展,获取了大量表层土壤样品数据。然而,这些数据也存在一个明显的缺陷,即1∶50 000大比例尺表层土壤数据往往缺少成矿元素。鉴于土壤成矿元素含量对于矿产资源勘查的重要指示作用,尝试基于现有数据对大比例尺表层土壤成矿元素含量提供一个补全方案。以稀有金属铷元素为例,采用随机森林算法把同一区域2 548组1∶250 000小比例尺表层土壤数据按照8∶2的比例随机分为两组,用80%的数据进行训练建模,20%的数据对模型进行验证。采用变量重要性度量排序和构建学习曲线的组合方法优选了8种元素(K、B、Ni、V、Zn、As、Co、Cu)作为预测变量,模型对训练数据和测试数据的拟合优度R²分别达到0.983 2和0.895 6,说明预测变量的优选方法是有效的。随后将1∶50 000表层土壤的上述预测变量数据作为输入变量导入模型中,得到预测的Rb元素含量,预测结果比较符合实际特征。本研究表明将大数据机器学习随机森林算法引入表层土壤地球化学元素含量空间定量预测具有可行性,可进一步拓展土地质量地球化学数据的服务应用维度。