湖北恩施渔塘坝自然硒的分布及其环境意义

自然硒在渔塘坝富硒碳质岩层及其附近的土壤、废弃“石煤”堆中广泛发育。渔塘坝自然硒的空间分布与富硒碳质岩层密切相关，其纵向分布整体与富硒碳质岩层的走向一致，局部地段呈片状或环带状；横向上沿着富硒碳质岩层的倾向方向，从二叠纪茅口组的碳质硅质岩层到吴家坪组的碳质页岩层，自然硒的发现由易到难。渔塘坝当前的地质环境有利于自然硒的形成和保存，且一旦在表生环境形成后将会在特殊的地段发生次生富集。但是，自然硒形成的地质环境一旦被人类活动打破，暴露于地表的自然硒也能够发生迅速的氧化而再次迁移，进入河流和当地居民的食物链系统。因此，渔塘坝及恩施地区广泛分布的富硒碳质岩层为硒中毒的发生提供了必要条件，当荒地开垦或开挖“石煤”等人类活动为自然硒的氧化和迁移提供充分条件时，硒中毒的发生仍将不可避免。     

恩施渔塘坝自然硒的发现及其初步研究

在湖北恩施渔塘坝发现了罕见的自然硒矿物，同一地域内产生自然硒矿物的规模和多种成因类型并存的现象为首次报道。按自然硒的形成环境和赋存条件可将其分为三种，分别是碳质硅质岩和硅质碳质页岩中的原生自然硒，表生环境氧化还原作用形成的自然硒和“石煤”自燃形成的自然硒晶体。自然硒矿物的发现将为硒的矿物学、矿床地球化学和环境地球化学提供新的认识和研究空间。     

水硒铁石的再次发现及其环境意义

渔塘坝是湖北恩施地区较为典型的人畜硒中毒区之一.继渔塘坝富硒碳质页岩中首次发现水硒铁石矿物之后,又在渔塘坝废弃石灰窑附近的"石煤"废渣表层松散的堆积物中发现了水硒铁石矿物.同前期发现的微小晶体状水硒铁石相比较,此次发现的水硒铁石矿物粒度大小不等,粒径几μm至上百μm.颗粒主要呈他形,以细小颗粒的团聚体、充填岩石裂隙的脉状和颗粒粗大具有一定矿物晶形的方式产出.自然硒也与水硒铁石伴生,或分布在其内部,或分布在其周围.电子探针的成分扫描表明铁、硒的面分布略有差异,主要体现在自然硒的伴生方面.这表明表生氧化条件下硒阳离子与铁氧化物的强烈结合趋势,或形成低溶解度的矿物、或吸附与络合,在硒的表生迁移转化中起着固定硒的重要作用.     

湖北渔塘坝硒矿床中次生自然硒的特征与意义

在湖北渔塘坝硒矿床氧化矿石及地表松散堆积物中存在大量罕见的次生自然硒。自然硒呈柱状、板状和它形粒状。它的形成一方面与硒矿石的风化作用有关,另一方面系当地居民用石煤烧石灰过程中导致硒的蒸发而发生次生富集的结果。矿床中大量次生自然硒的发现,不仅对硒的矿物学、矿床地球化学、环境地球化学研究具有重要价值,而且对解决或改进含碳硒矿石或岩石中硒的冶炼回收工艺流程具有一定的启迪意义。     

恩施硒中毒区土壤高硒的成因:自然硒的证据

在湖北恩施渔塘坝土壤硒分布的调查过程中,发现不同地段田地土壤中存在异常高硒样品。其硒含量变化范围是346~2018 mg/kg,平均(899±548)mg/kg(n=11),相对于坝内成土基岩和耕作土硒含量0.5 mg/kg与3.5 mg/kg的水平而言,表明这些土壤硒受到了外来源硒的严重污染。扫描电子显微镜的观察表明,这些土壤样品中均有大量晶体状自然硒的出现,其特征类似燃煤型成因的自然硒,证实了上世纪50年代后期恩施当地居民石煤火熏土作肥的耕作方式,并直接导致了田地土壤硒的骤然增加。渔塘坝当地居民在1963年间的硒中毒爆发性流行,乃至恩施地区人畜硒中毒的普遍流行,极可能是人为因素引起。     

恩施渔塘坝富硒碳质岩中硒的赋存状态

在渔塘坝富硒碳质岩中发现了自然硒及其系列硒矿物的组合.这些硒矿物有自然硒、方硒铜矿、硒铜蓝、水硒铁石、硒银矿、含硒黄铁矿、含硒黄铜矿和难以确定名称的Fe-Se矿物.其中自然硒、方硒铜矿和硒铜蓝的矿物组合主要分布在断层面附近的碳质硅质岩中,自然硒与方硒铜矿的矿物组合主要分布在高碳质泥岩中,水硒铁石及未确定的Fe-Se矿物主要赋存于露头处的富硒碳质岩中.硒矿物中除自然硒较普遍地存在外,其他矿物并不是均匀地分布于富硒碳质岩中,而是局部性地出现.Cu-Se矿物的大量发育表明铜可能在硒的表生迁移转化中起着某种重要的作用.     

湖北渔塘坝硒矿区发现超富集硒植物

通过野外调查在渔塘坝硒矿区首次发现了一种新的硒超富集植物─遏蓝菜(Thlaspi arvense L.).调查结果发现,在自然生长条件下,一年生遏蓝菜叶子中富集硒可高达1427 mg/kg,生物富集硒系数可高达68,地上部硒含量最低也超过了500 mg/kg,生物富集硒系数最低也超过了10,表现为叶＞根＞叶柄的硒富集特征.多年生遏蓝菜叶、茎和根的硒含量分别为104～163;231～346;444～459 mg/kg,生物富集硒系数为2.6～12.4,均大于1,显示出根＞茎＞叶的硒富集特征.尽管多年生遏蓝菜远没有一年生遏蓝菜的硒含量高,但远比一般植物硒含量高,达到了次生硒蓄积植物富集硒的水平,显示遏蓝菜植物可以超富集硒.渔塘坝遏蓝菜的发现将为研究硒在植物中的吸收、转化、富集机理以及提取有效抗癌有机硒化物和修复硒污染生态环境提供新的材料.     

湖北渔塘坝硒矿区发现超富集硒植物

通过野外调查在渔塘坝硒矿区首次发现了一种新的硒超富集植物-遏蓝菜（Thlaspi arvense L．）。调查结果发现,在自然生长条件下,一年生遏蓝菜叶子中富集硒可高达1427mg／kg,生物富集硒系数可高达68,地上部硒含量最低也超过了500mg／kg,生物富集硒系数最低也超过了10,表现为叶〉根〉叶柄的硒富集特征。多年生遏蓝菜叶、茎和根的硒含量分别为104～163;231～346;444～459mg／奴,生物富集硒系数为2．6～12．4,均大于1,显示出根〉茎〉叶的硒富集特征。尽管多年生遏蓝菜远没有一年生遏蓝菜的硒含量高,但远比一般植物硒含量高,达到了次生硒蓄积植物富集硒的水平,显示遏蓝菜植物可以超富集硒。渔塘坝遏蓝菜的发现将为研究硒在植物中的吸收、转化、富集机理以及提取有效抗癌有机硒化物和修复硒污染生态环境提供新的材料。     

湖北恩施地区发现超富集硒植物

重金属元素超富集植物(Hyperaccumulator)是生物修复生态环境污染的最佳选择材料,在矿山土地复垦,污染土壤和水体修复方面发挥了越来越重要的作用。国内外对超富集植物的调查筛选和研究颇为重视,是当前研究的热点。硒超富集植物,不仅可用于修复生态环境污染,而且可用于提取有效的抗癌药物和开发富硒保健产品,具有重要的研究利用价值。国外早已富硒地区发现了包括豆科黄芪属(Astragalus spp),十字花科鸡冠花属(Stanleyaspp)、假含羞草属(Neptuniaspp)等几十种超富集硒植物[1]。我国分布有发生过典型人畜硒中毒地方病的湖北恩施、陕西紫阳富…     

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。     

鄂西南恩施高硒土壤中硒的结合态与自然硒

自然界中硒能够以多种氧化态形式存在,如Se0、SeO32-,HSeO3-,H2SeO3、SeO42-和H2SeO4等.不同形态的硒具有显著差异的地球化学特性,影响着地质环境中硒的迁移、循环、生物可利用性和毒性.     

渔塘坝独立硒矿床中硒赋存形式的电子探针分析研究

利用电子探针手段分析了渔塘坝独立硒矿床中硒的赋存方式，发现硒的赋存形式为：①独立硒矿物：硒铜蓝、蓝硒铜矿、方硒铜矿、自然硒等；②类质同象方式：主要进入黄铁矿晶格。     

湖北恩施硒中毒区土壤硒的分布及其控制因素

将湖北恩施地区高硒环境的土壤划分为（1）高总硒高水溶性硒，（2）低总硒高水溶性硒，（3）低总硒低水溶性硒。前两种类型可定义为高硒中毒危险区土壤，后一种类型为非中毒区正常土壤这种分类便于对高危险区的预测和制定预防措施，控制高硒区不同类型分布的因素主要有土壤母质和出露的岩石型、产状。     

硒矿物综述

本文对分散元素硒的矿物种类进行了初步总结,列出了自然界发现的已被ＩＭＡＣＮＭＭＮ承认的９０种硒矿物,并对硒矿物的元素组成、产出条件以及中国的硒矿物学研究进行了综述,指出了硒矿物学研究中存在的问题。     

自然界中的辉锑矿-硒锑矿矿物系列

自然界中的辉锑矿-硒锑矿系列发现于西秦岭寒武系拉尔玛、邛莫金矿床中。与其密切共生的矿物有硒汞矿、硒铅矿、硒质块硫锑铜矿、硒镍矿、自然金以及石英、重晶石等。辉锑矿–硒锑矿系列的显微压力硬度为101.26~103 kg/mm²。主要元素的质量分数为: Sb 43.78%~73.81%,S 0.00%~28.76%,Se 0.00%~49.72%(但缺乏30.59%~43.04%之间的数据)。根据电子探针分析数据中Se/(S+Se)比值(原子比),可将所测矿物系列划分为(含硒质)辉锑矿、硒质辉锑矿、硫质硒锑矿和(含硫质)硒锑矿。矿物系列代表性的反射率(%)：(470 nm)Rg’=42.62~47.62,Rp’=30.83~40.55;(550 nm)Rg’=41.84~46.75,Rp’=31.48~38.85;(590 nm)Rg’=42.25~46.63,Rp’=30.73~39.46;(650 nm)Rg’=43.30~46.48,Rp’=30.01~41.56。两个含Se量为3%~5%含硒质辉锑矿的晶胞参数值为:a=1.120 9~1.121 2 nm,b=1.1299~1.130 3 nm,c=0.384 7~0.384 9 nm;而硫质硒锑矿、硒锑矿的晶胞参数值分别为：a=1.159 1~1.159 3 nm;b=1.172 4~1.174 7 nm;c=0.394 1~0.398 4 nm。晶胞参数的变化与矿物中硫、硒含量变化密切相关。     

土壤硒含量影响因素及富硒土地资源区划研究——以湖北恩施沙地为例

硒是人体必需的微量元素之一。为了研究土壤硒含量分布特征及其主要影响因素,并对富硒土地资源进行安全利用区划,本研究在恩施市沙地乡系统地采集并分析化验了199件表层土壤样,60件农作物样。分析了玉米籽实及对应的表层土壤中硒含量等地球化学参数的相关性,建立了玉米籽实硒元素吸收模型。结果表明：研究区表层土壤硒含量变化范围为019~1557 mg·kg-1,算术平均值为188 mg·kg-1,远超过湖北省及全国表层土壤硒含量水平,足硒、富硒土壤面积占研究区总面积的8443%;表层土壤硒含量分布受控于地质背景,不同地质背景的表层土壤硒含量分布存在较大差异,二叠系茅口组地层表层土壤硒含量显著高于其他地层分布区域;土壤有机碳含量及海拔高度是影响研究区表层土壤硒含量的重要因素;农作物硒含量变化范围较大,其中处于富硒水平的农作物所占比例最大,为4322%;研究区富硒土地面积和潜在富硒土地面积分别占研究区总面积的6533%和2312%。     

恩施富硒碳质岩风化体系中硒的结合态与形态分析

地质环境中硒具有多种形态,不同形态的硒具有显著差异的地球化学特性差异,影响着地质环境中硒的迁移、循环、生物可利用性和毒性.     

渔塘坝硒矿床硒赋存形式的高分辨透射电镜研究

高分辨电镜研究发现渔塘坝硒矿石中硒主要以独立硒矿物和类质同象两种形式存在.独立硒矿物主要以自然硒大量出现,以有机吸附所占比重较大,而较少出现硒铁矿、硒银矿、蓝硒铜矿、硒铜蓝、方硒铜矿等独立硒矿物.以类质同象形式存在的硒,在Fe-S-Se系列中,以不同量替代S,形成的含硒黄铁矿和硒黄铁矿,颗粒很细,大多为纳米级(＜100nm).     

魅力硒都 云蒸霞蔚的山与水——湖北恩施大峡谷

硒是人与动物不可缺少的微量元素之一,被称为点燃人类健康的＂生命火种＂,有效地摄入硒,可以防治多种疾病的发生。湖北恩施是迄今为止＂全球唯一探明独立硒矿床＂所在地,境内硒矿蕴藏量居世界第一,还是世界天然生物硒资源最富集的地区,被誉为＂世界硒都＂。恩施市境内由富硒土壤、富硒山泉水、富硒动植物资源聚集形成了天然富硒生物圈,在这里生长的植物、动物、微生物等,它们的硒含量明显高于世界上其他地区的同类物种。上世纪60年代,恩施市发现硒矿。     

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.