湖北省富硒资源的地质特征及利用区划

在系统收集并综合相关成果资料的基础上,结合野外典型区域样品的采集和补充,全面分析了湖北省不同类型硒资源地质特征,并对其利用区划进行了探讨。研究表明:湖北省富硒地层主要有寒武系(32.1%)、二叠系(29.8%)及震旦系(25.8%);富硒岩石主要为炭质页岩、炭质板岩、硅质岩、炭质硅质岩和含炭页岩;表层富硒土壤主要分布于江汉平原区、恩施地区和鄂东南地区。主要为湖积、冲积成因。恩施地区的高硒和极高硒土壤与二叠系富硒地层及双河硒矿点和矿化点的分布相吻合。鄂东南地区富硒土壤一方面与二叠系地层有关,另一方面与鄂东南地区硒的伴生矿床有关。     

湖北恩施首次发现硒超富集植物

湖北恩施地区富硒的二叠系炭质硅质岩和炭质页岩(石煤)岩层广泛出露地表,风化淋滤造就了恩施地区富硒的环境,20世纪60年代曾经爆发了世界上首例人群硒中毒事件,迫使渔塘坝居民整体搬迁.     

浙西常山地区富硒土壤特征及成因分析

通过浙西常山地区表层土壤的调查研究,发现大面积富硒土壤,总结了该地区表层土壤硒含量分布特征。研究区内表层土壤硒含量均值为0.44×10^-6;不同土壤类型硒含量差异较大,其中石灰(岩)土土类硒含量最高,平均值为0.58×10^-6;不同母质条件形成的土壤硒含量差异较明显,全新世洪冲积物形成的土壤硒含量最高,平均值为0.59×10^-6。概率累积曲线表明,常山地区外源输入组分对土壤硒的影响小。土壤硒含量与V、Mo、Ni、Cr、S、Cu、Cd等含量呈显著正相关性(P<0.01),与有机质关系密切(r=0.35),而与土壤pH相关性不明显。西阳山组泥灰岩、荷塘组炭质页岩、硅质岩及宁国组炭质页岩等岩石硒含量较高。土壤硒继承了岩石硒,硒含量高的岩石分布面积广是形成富硒土壤的重要原因。     

西南寒武、二叠系富硒碳质岩中硒结合态的比较研究

使用硒的7步连续化学提取技术,对采自贵州寒武纪牛蹄塘组和湖北恩施二叠纪茅口组富硒碳质岩中的水溶态、可交换态、有机态、元素态、酸性提取态、硫化物/硒化物态和残渣态硒进行了比较研究,应用氢化物－原子荧光法测定了岩石总硒和各结合态硒。结果表明,恩施二叠纪沙地新鲜富硒碳质硅质岩和碳质页岩中的硒主要以有机结合态和硫化物/硒化物态硒为主,残渣态硒较低;遵义松林早寒武世碳质硅质岩中的硒主要以有机结合态和硫化物态硒为主,碳质页岩与镍钼矿层中则以有机结合态、残渣态和硫化物态硒为主,斑脱岩中主要以有机结合态、元素态和可交换态硒为主。根据硒结合态的这种分布特征,推测二叠纪、寒武纪富硒碳质岩中硒初始富集的生物地球化学过程略有差异：前者碳质硅质岩中主要以微生物还原为主,碳质页岩中则是微生物还原作用和生物同化吸收或吸附兼而有之;后者主要以生物同化吸收或吸附为主,微生物还原次之。     

浙江临安东部地区土壤硒分布特征及影响因素

对浙江临安东部地区表层土壤进行地质调查,发现了大面积富硒土壤,并总结了表层土壤硒的分布特征及影响因素。研究区表层土壤硒含量平均值为0.38×10-6;不同土壤类型硒含量差异较大,其中黄壤硒含量最高,平均值为0.58×10-6。概率累积曲线表明,土壤硒主要来源于自然背景,受外源输入组分影响较小。土壤硒含量与V、Mo、Ni、Cr含量呈显著正相关,与有机质关系密切,与pH值相关性较好。荷塘组碳质页岩、硅质岩和宁国组碳质页岩是该区富硒土壤的主要来源。     

北京市平原区土壤中硒的含量和分布

通过对北京平原土壤硒含量调查和研究,发现北京平原分布有高硒土壤,其特征为沿平原区西部山前断续出现,在北京市区零星分布。表层土壤硒含量为0.04～5.26 mg/kg,平均值为0.20 mg/kg,深层土壤硒含量为0.043～0.22mg/kg,平均值为0.081 mg/kg,总体趋势是硒在表层土壤富集;各类岩石中以炭质页岩中含硒量最高,北京西部富硒炭质页岩的风化可能为平原区土壤硒的来源。相关性分析表明,土壤中Se与有机质呈正相关性,有机质对表层土壤Se具有强烈的吸附与固定作用。     

高硒环境样品中硒的形态分析方法

在恩施富硒碳质岩和土壤样品中硒矿物学研究的基础上,提出了硒连续化学提取的改进方案。化学操作上定义为7个连续步骤:水溶态(MQ水提取)、可交换态(0.1 mol/L的K2HPO4 KH2PO4,pH=7.0)、有机结合态(0.1 mol/L NaOH)、元素态(1 mol/L Na2SO3溶液)、酸溶性提取态(15%CH3CO2H溶液)、硫化物/硒化物态(1 mol/L CrCl2 HCl溶液)和残渣态硒(HNO3 HF H2O2混合消化液)。使用HG-AFS法检测了各结合态中的硒形态和总硒,上述流程提取硒加和与总硒间显著一致,平均回收率为99.2%,符合平行样品间变异系数低于10%的精度要求。该方法简单易行,能够准确地揭示富硒地质样品中硒的形态信息。     

广东省普宁市土壤硒的分布特征及影响因素研究

开展了广东省普宁市区域土壤硒调查研究,采集了413个表层土壤样品(0～20 cm)和103个深层土壤样品(> 150 cm),测定了土壤全硒含量,据此研究土壤硒分布特征及其影响因素。结果表明,普宁市土壤全硒含量变化于0. 16～2. 01 mg/kg,平均值为0. 63 mg/kg,总体上处于中硒及高硒水平,不存在缺硒和硒过剩土壤。砂页岩风化形成的赤红壤全硒含量较高,平均值达0. 86 mg/kg,以侏罗系页岩母质发育的土壤全硒含量最高,平均值达0. 89 mg/kg;三角洲第四系沉积物发育形成的水稻土全硒含量最低,平均值为0. 41 mg/kg。回归分析表明,土壤全硒含量与铁铝含量、有机碳含量具有极显著正相关,与p H呈极显著负相关。影响普宁市土壤硒含量的主要因素是成土母质,土壤p H、有机碳和铁铝含量及土地利用方式对土壤全硒含量分布与富集也有一定的影响。     

黑色页岩化学风化程度指标研究

黑色页岩是一套化学组成变化大、成份分布极不均一的岩石。建立在化学组成相对均一的岩浆岩风化基础之上的化学风化指数如CIA(MIA)、CIW、CIX、PIA、STI、R、WIP、V、W等,因不能较好地把母岩化学组成变化与风化反应引起的化学变化区分开来,用于厘定黑色页岩的风化程度时,存在灵敏度低、与实际风化程度不相符等问题。故需要建立新的风化指数来厘定黑色页岩的风化程度。本文以湘中地区下寒武统新鲜和风化黑色页岩的主量元素分析为基础,利用单因素方差分析和多变量判别分析等方法,确定引起新鲜和风化黑色页岩化学组成差别的关键化学组分,并甄别其影响程度。建立影响黑色页岩风化程度的主量元素判别函数,进而构建厘定黑色页岩风化程度的化学风化指数。研究表明,引起新鲜和风化黑色页岩化学组成差别的主量元素,其影响程度依TiO_2Al_2O_3Fe_2O_3LOIMnOCaOSiO_2MgOK_2ONa_2OP_2O_5顺序而降低。以此为基础,构建厘定黑色页岩风化程度的化学风化指数为:WB=28.8×ln(SiO_2)+16.67×ln(TiO_2)+10.52×ln(Al_2O_3)+5.62×ln(Fe_2O_3)-2.01×ln(MgO)+4.10×ln(CaO)-4.24×ln(K_2O)-5.06×ln(Na_2O)+5.07×ln(LOI)-158.13。该风化指数(WB)能克服现有各风化指数的不足,适合用于厘定黑色页岩风化程度。     

江苏宜溧富硒稻米产区地质地球化学背景

江苏宜溧地区分布有400 km2多的富硒土壤,并产出天然富硒稻米。通过系统分析研究宜溧富硒稻米产地的稻米、土壤、岩石、水样的Se等元素地球化学数据,探讨了控制宜溧地区富硒稻米产出的主要地质环境及地球化学背景因素,总结了Se等元素在米-土-岩之间的分布迁移特征。结果显示:(1)宜溧地区产出的富硒稻米主要受富硒耕地控制,稻米Se与耕地土壤Se、Corg.之间存在显著正相关性,米Se与土Se的相关系数R=0.81,土壤Se≥0.5 mg/kg的耕地中富硒稻米检出率为100%;(2)二叠系煤系地层中的杂色泥质粉砂岩、页岩是主要富硒原岩,其平均Se含量达到17.22 mg/kg,比当地土壤中Se高出5倍以上。富硒原岩沉积厚度越大,其上覆土壤的Se含量越高;(3)上述富硒岩层中夹杂一层几到几十厘米厚的铁锰结核透镜状沉积物,富集Fe、Mn、Cd、S、P等,其风化形成土壤可能富集Cd,但富硒稻米中未检测到Cd超标;(4)耕地土壤中有效Se小于0.02 mg/kg,有效Se占土壤Se的比例为0.16%~2%。富硒耕地土壤总体偏酸性,其p H一般介于4.6~6.5,富硒原岩更偏酸性,其p H一般介于4.2~5.5;(5)Se从源头向耕地迁移也是一个不断均匀化的过程,地势、气候条件、断层等对富硒耕地的分布有影响,山间盆地、沟谷、山前平原是形成天然富硒耕地的主要场所,特定断层可成为天然富硒耕地的边界。     

宜昌地区埃迪卡拉纪陡山沱组硒的富集与地质意义

新元古代一早寒武世过渡时期发生了地质历史上第2次大氧化事件,沉积岩中的氧化还原敏感元素在这一时期出现不同程度的富集。分散元素硒是典型的氧化还原敏感元素,沉积岩中硒的富集可以指示海洋氧化环境的变化。为了讨论这一时期硒的富集与海洋氧化还原状态的关系,本文对宜昌地区陡山沱组第4段黑色页岩中的Se及其他氧化还原敏感元素进行了系统地分析。结果发现,Se含量范围1.0×10~(-6)~58.0×10~(-6),平均含量14.49×10~(-6),远高于Se的地壳丰度(0.05×10~(-6))。Se元素的富集同Co、Ag和V等都有不同程度的相关性。利用Mo-U关系指示了这一时期为缺氧环境。宜昌地区埃迪卡拉纪陡山沱组硒的富集作用与硫化水体波动、生物作用和不稳定的缺氧海洋环境有关,不同剖面的区域因素也造成了富集程度的不同。与前寒武纪的黑色页岩相比,Se含量发生了明显富集,暗示这一时期强烈的大陆风化输入,进一步指示大气的氧化。     

扬子地台西缘下寒武统黑色页岩土壤元素地球化学特征北大核心CSCD

本文分析扬子地台西缘黑色页岩土壤(BSS)及其成土新鲜黑色页岩(FB)的主、微量元素的地球化学特征,探讨黑色页岩土壤成土地球化学作用机制。结果表明,黑色页岩土壤明显亏损MgO、CaO、Na2O、P2O5和LOI(有机质),而富集Al2O3和Fe2O3等主量组分;且明显亏损Ba、V、Ni、Cu、Zn和Sr等微量元素,但其他微量元素则不然。与成土母岩相比,黑色页岩土壤的化学组成相对均一。主量组分对黑色页岩与黑色页岩土壤之间化学组成有不同的影响,这种影响与CaO、Na2O和MgO等碱质组分、LOI所代表的有机质等的淋滤释出,及Fe2O3和Al2O3等氧化物的次生富集有关,其影响程度顺序为:CaO>Na2O>LOI>MgO>Al2O3>Fe2O3>MnO>K2O>SiO2>P2O5。推断黑色页岩风化-成土过程中有机质、黄铁矿、方解石、钠长石、斜绿泥石等不稳定矿物的化学蚀变分解和长石等硅酸盐矿物的水解导致CaO、LOI、Na2O、MgO、K2O和SiO2等主量组分,以及V、Cr、Ni、Cu、Zn、Ge、Ba、Sr等微量元素的淋滤释出;而黏土矿物、铁-锰氧化物等次生矿物的次生富集,导致Fe2O3、MnO和Al2O3等主量组分,以及Pb、Cs、Co、Th、Sc、Ga、Rb、REE等微量元素在土壤中形成次生富集。故而黑色页岩可为环境重金属污染源,而黑色页岩土壤本身也可存在重金属污染。     

扬子地台西缘下寒武统黑色页岩土壤元素地球化学特征

本文分析扬子地台西缘黑色页岩土壤(BSS)及其成土新鲜黑色页岩(FB)的主、微量元素的地球化学特征,探讨黑色页岩土壤成土地球化学作用机制。结果表明,黑色页岩土壤明显亏损MgO、CaO、Na_2O、P_2O_5和LOI(有机质),而富集Al_2O_3和Fe_2O_3等主量组分;且明显亏损Ba、V、Ni、Cu、Zn和Sr等微量元素,但其他微量元素则不然。与成土母岩相比,黑色页岩土壤的化学组成相对均一。主量组分对黑色页岩与黑色页岩土壤之间化学组成有不同的影响,这种影响与CaO、Na_2O和MgO等碱质组分、LOI所代表的有机质等的淋滤释出,及Fe_2O_3和Al_2O_3等氧化物的次生富集有关,其影响程度顺序为:CaONa_2OLOIMgOAl_2O_3Fe_2O_3MnOK_2O SiO_2P_2O_5。推断黑色页岩风化-成土过程中有机质、黄铁矿、方解石、钠长石、斜绿泥石等不稳定矿物的化学蚀变分解和长石等硅酸盐矿物的水解导致CaO、LOI、Na_2O、MgO、K_2O和SiO_2等主量组分,以及V、Cr、Ni、Cu、Zn、Ge、Ba、Sr等微量元素的淋滤释出;而黏土矿物、铁-锰氧化物等次生矿物的次生富集,导致Fe_2O_3、MnO和Al_2O_3等主量组分,以及Pb、Cs、Co、Th、Sc、Ga、Rb、REE等微量元素在土壤中形成次生富集。故而黑色页岩可为环境重金属污染源,而黑色页岩土壤本身也可存在重金属污染。     

鄂西富硒岩层中硒富集规律及成因研究

硒是分散元素,只有在极罕见的情况下才会形成富硒地质体。1981年杨光圻教授在国内首次报导了湖北恩施市双河乡鱼塘坝村的地方性硒中毒。1983年我们在对这一地区的地方性氟中毒进行考察时了解到,地方性硒中毒并不局限在鱼塘坝。造成硒中毒的岩层在鄂西土家族、苗族自治州境内大量分布。研究富硒岩层的分布和成因,搞清地方性硒中毒的致病途径,开发硒资源,是在理论和应用上都有重大意义的课题。现将三年来我们得到的新认识简述如下。富硒炭质硅质岩和富硒炭质页岩(俗称石煤)在湖北省西南部、鄂西土家族按劳苗族自治州     

硒硫锑矿的首次发现及其初步研究

硒硫锑矿首次发现于西秦岭南亚带拉尔玛金-铜-铀建造矿床中。与其共生的矿物有:自然金,灰硒汞矿,灰硒铅矿,硒锑矿,辉砷铜矿,辉砷镍矿,硒硫锑铜矿,另外还有两种含硒的矿物可能是硒镍矿,硒金矿。该矿物颗粒细小,粒度为0.01—0.5mm。显微硬度VHN_(50)=68.25—128.0kg/mm~2。电子探针分析结果(W_B/%):Sb 59.75—68.52,S 12.08—23.71,Se6.88—27.50。据其平均值所计算的分子式为Sb_(2.0455) Hg_(0.0051) (S_(2.1818)Se_(0.8182)_3,简写式为Sb_2(S,Se)_3。含硒量低的硒硫锑矿的粉晶数据与辉锑矿大致相似。     

川西高原地区岩石中硒的地球化学特征和影响因素

川西高原土壤、水体等多种介质研究表明,该地区的硒含量偏低,天然土壤剖面硒为0.06～0.16μg/g,表层土壤中硒含量为0.075～0.204μg/g,沉积物中硒含量为0.069～0.310μg/g,地表水中硒含量为nd～0.096μg/L,地下水中硒含量为nd～0.058μg/L,均低于我国相应环境介质中硒的平均含量,影响到当地人体健康。本文采集川西高原地区80件岩石样品,同时采集6套岩心样品,这些样品主要以板岩、砂岩、灰岩和页岩为主。采用原子荧光光谱法(AFS)测定硒含量,研究川西高原阿坝地区岩石与岩心样品中硒的地球化学特征和低硒的影响因素。结果表明:岩石硒含量范围为0.030～0.282μg/g,平均值0.09μg/g,低于硒土壤背景值。不同类型岩石中的硒含量大小为:页岩灰岩板岩砂岩。岩石中硒含量在不同地区也表现出较大的差异:松潘阿坝壤塘马尔康九寨沟若尔盖红原,可能是受到岩石类型及有机质和地质环境的影响所致。岩心各剖面的硒含量最小值为0.02～0.07μg/g,最大值为0.21～0.34μg/g,平均值为0.06～0.17μg/g,各钻孔的硒含量明显低于硒的地壳丰度。本研究认为,硒的分布受地质环境、有机质、岩石致密性等条件限制,低硒的地质环境是导致岩石中的硒含量较低的最主要因素。     

页岩气及其成藏机理

页岩气是以多种相态存在并富集于泥页岩 (部分粉砂岩 )地层中的天然气。 182 1年在美国Chautauqua县钻探的第一口天然气生产井就是页岩气井 (在井深 2 1m处 ,从8m厚的页岩裂缝中产出天然气 )。 1998年美国的页岩气当年采气量超过了 10 0亿m3 ,其发现储量占美国天然气探明储量的 2 3 %。页岩气是目前经济技术条件下天然气工业化勘探的重要领域和目标。根据Curtis等人的资料分析页岩气具有如下基本特征 :( 1)岩性多为沥青质或富含有机质的暗色、黑色泥页岩(高炭泥页岩类 ) ,岩石组成一般为 3 0 %～ 50 %的粘土矿物、 15%～ 2 5%的粉砂质 (石…     

恩施渔塘坝富硒碳质岩石中硒的形态分析

湖北恩施渔塘坝是中国人群硒中毒爆发性流行的地区，也是恩施较为典型的高硒地区之一。其北部出露的富硒碳质岩石，通常认为是渔塘坝硒的主要来源。采用7步连续化学浸提技术，将富硒碳质岩石中硒分为水溶态、可交换态、有机态、元素态、酸性提取态、硫化物／硒化物态和残渣态硒，使用氢化物-原子荧光法测定了岩石总硒和硒形态。结果表明，碳质页岩和碳质硅质岩中硒主要以有机态、硫化物／硒化物态和可交换态硒为主，碳质泥岩中硒以有机态、元素态和硫化物／硒化物态硒为主。碳质泥岩中的水溶态硒显著低于碳质页岩和碳质硅质岩中的水溶态硒，但元素态硒的比例显著高于后两者，说明碳质泥岩是富硒碳质岩层中硒易于富集的场所。富硒碳质岩中的可利用态硒主要以Se^4＋为主，而非是Se^6＋和有机硒。可交换态和有机结合态硒中Se^4＋与岩石总硒的显著正相关关系表明，Se^4＋离子的分布影响着岩石总硒，有机质与粘土在硒富集的地球化学过程中承担了重要作用。     

我国陆相中高熟页岩油富集条件与分布特征

我国相继在多个盆地陆相页岩油勘探中获得突破,展示了良好的发展前景。基于现阶段勘探认识,本文认为陆相页岩油富集主要条件是：(1)稳定且有规模和适宜热成熟度的富有机质页岩是重要物质基础,以TOC含量>2%,最佳为3%～4%、母质类型Ⅰ和Ⅱ₁型为主,R_o>0.9%或更高(咸化环境0.8%);(2)有一定容积规模的微纳米孔隙且具脆性的多类储层是重要条件,页岩储层有效孔隙度宜>3%～6%;成岩阶段偏低时,纯页岩段不是中高熟页岩油富集段,致密砂岩和混积岩黏土含量宜<20%;成岩阶段高时,页岩黏土含量可高至40%左右;(3)滞留烃数量大且品质好是重要保证,以S₁>2 mg/g为门限,最佳>4～6 mg/g;气油比>80 m³/m³,最佳150～300 m³/m³;(4)顶底板具封闭性保持超压且滞留足够多轻-中组分烃类。陆相页岩油分布特征是：(1)有外物质注入的深-半深湖相是页岩油主要富集区;(2)具备“四高...     

山东沂南土壤-植物系统中硒生物有效性评价

为评价山东沂南富硒土壤中的硒在不同作物中的生物有效性并推测其来源,对研究区的土壤、植物和岩石样品进行对应采集,采用ICP-MS等测试了各样品硒元素的总质量分数和水溶态、弱酸提取态、可还原态、可氧化态、残渣态5种形态分量的质量分数,并对结果进行对比分析。结果表明：土壤硒总质量分数受空间位置及水系约束明显;有效硒质量分数与硒总质量分数正相关,空间分布一致;土壤硒总质量分数与氮、磷质量分数正相关;土壤中硒的存在形态以亚硒酸盐为主。研究区富硒土壤上生长的花生、西瓜和核桃3种作物果实中硒元素富集;富硒土壤中硒的来源与区域地层中页岩、泥岩及上游铁矿相关,推测上述岩石经风化成土及后期水流搬运至黏土及砂质黏土区域被土壤黏土吸附沉积形成富硒区。