琼北玄武岩建造区域岩石—土壤体系化学元素垂向分布规律

土壤由岩石风化而来,岩石—土壤是一个密切联系的体系,是地球系统科学中与人类关系最为密切的一部分。为调查研究地质建造单元岩石—土壤体系（简称：岩土体系）中的物质组成演化特征,我们必须选择原地风化的残积物出露区域来完成土壤垂向剖面采样。本文以海南岛区域生态地质背景调查项目的资料数据为基础,科学阐述了残积物剖面的确定方法,并依据琼北玄武岩垂向剖面地球化学数据,总结出如下结论：垂向剖面SiO2含量呈现出土壤表层A层和岩石的高,土壤B、C层含量低的“凹”字型特征,与Al2O3含量变化趋势相反（“凸”字型）,两个代表性组分存在明显的负相关性,其他组分根据其亲和性,与该两种组分协同变化,部分受表层活动影响较大的元素,例如有机质、I等部分微量元素,则不具有该规律,土壤表层（A、B层）与深层（C层）、岩石中差别通常较大。     

城镇周边和江河沿岸土壤中Hg和Cd存在形式解析与生态风险评估

受人类活动和自然作用双重影响,土壤中重金属元素异常普遍存在,其中尤以城镇周边的Hg异常和大江河沿岸区域Cd异常最为典型。近年来,通常采用化学分步提取的方式,探讨土壤水溶态、离子交换态、有机态、铁锰氧化物态等形态中Hg、Cd等重金属元素含量的状况,进而分析其生态效应,但对土壤中Hg、Cd等重金属元素的自然存在形式缺乏深入探讨。本文以Hg、Cd两元素为重点,选择我国代表性城市和地区,采集城镇周边Hg异常区和江河沿岸Cd异常区的土壤样品,采用王水溶样原子荧光光谱法(AFS)测定Hg含量,采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸溶样电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定Cd含量,同时配合其他相关实验手段,对Hg、Cd的自然存在形式进行解析;并以水稻中Hg、Cd含量为依据对Hg、Cd的生态效应进行了评价。结果表明:长春、南京、漳州和广州等城镇周边土壤Hg异常区Hg主体以硫化物形式存在,而且至少有一部分是以辰砂矿物形式存在,由此决定了土壤中Hg有效态在Hg全量中所占比例较小,土壤中Hg平均含量达到500μg/kg时,水稻籽实中Hg含量超过无公害食品标准的比例为3.4%,生态效应不甚敏感;长江、珠江等江河沿岸区域Cd异常区内Cd主要呈黏土吸附形式存在,由此导致50%左右的Cd以有效态形式存在,在土壤Cd全量中所占比例较大,当土壤中Cd平均含量达到1000μg/kg时,水稻籽实中Cd含量超过无公害食品标准的比例为43%,生态效应敏感。由此揭示出土壤中Hg、Cd等重金属元素生态效应敏感程度更直接地受到自然存在形式的影响。以辰砂矿物形式存在的Hg呈现"惰性",不容易被农作物吸收,故生态效应不敏感;以黏土矿物吸附形式存在的Cd活动性更强,容易被农作物吸收,故生态效应敏感。Hg、Cd等重金属元素被农作物乃至人体吸收后,其存在形式及其转化特性是评估该元素是否存在生态风险的关键。     

海南岛典型河口表层沉积物重金属和多环芳烃的累积和生态风险评价

重金属和多环芳烃具有致畸性、致癌性和致突变性,是生态研究和环境保护领域的热点。海南岛是中国首个生态文明试验区,城市化进程的不断加快会增加河口地区环境保护的压力。昌化江、罗带河和三亚河是海南岛重要的入海河流。目前缺少对昌化江和罗带河沉积物中重金属和多环芳烃的报道,对三亚河的相关研究结果也存在差异。为了解这三条河流河口表层沉积物中重金属和多环芳烃(PAHs)累积特征和生态风险,本文采用电感耦合等离子体质谱/发射光谱法(ICP-MS/OES)、原子荧光光谱法(AFS)测定重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)含量,气相色谱-质谱法(GC-MS)测定PAHs含量。根据污染物组成和相关性探讨其来源,并利用潜在生态风险指数和沉积物环境质量标准进行风险评估。结果表明：(1)昌化江沉积物中重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的平均值分别为3.24、0.03、7.03、5.33、0.007、3.06、16.9和14.1mg/kg;罗带河对应重金属平均值为4.81、0.02、7.69、4.56、0.010、3.29、18.3和14.7mg/kg;三亚河对应重金属平均值...     

土壤热磁组分形貌特征及元素富集方式

利用光学显微镜和带能谱的扫描电子显微镜（SEM）等方法研究了土壤热磁组分的形貌特征、结构、表面性质及矿物组成,并与化学分析相结合,探讨了土壤热磁组分对矿化指示元素的富集作用和机理。研究结果表明,土壤热磁组分以铁锰氧化物为主,是由土壤中非晶质铁锰氧化物转化而来的。通过对土壤、土壤热磁组分、土壤非磁性组分中铁锰氧化物与成矿及其伴生元素的相关关系分析,证实了土壤热磁组分对矿化指示元素的富集作用,为深化土壤热磁组分测量方法的基础理论提供了依据。对比试验结果表明,土壤热磁组分测量较常规土壤测量具有更强的发现由深部矿体引起的微弱矿化信息的能力。     

城市汞污染土壤中Hg的形态特征

介绍了我国13个城市及其周边地区汞污染土壤中汞的形态特征研究成果。通过对汞污染土壤化学分析、形态分析、热释汞研究、重矿物研究发现,我国城市汞污染土壤中HgS是Hg的主要存在形态,13城市汞污染土壤重矿物研究中辰砂的大量出现及其含量与分布特征也进一步佐证了这一结论。汞污染土壤中汞污染程度越高,HgS含量越高,辰砂出现几率越大,且含量越高。该成果对我国汞污染调查研究和汞污染土壤生态地球化学环境评价具有重要的理论价值和实际意义。     

渤海湾表层沉积物中有机污染物组成、来源及其生态风险

利用气相色谱—质谱方法对渤海湾表层沉积物中多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)和有机氯农药(OCPs)进行了测定,并研究了PAHs、PCBs和OCPs的组成与分布规律。结果表明,PAHs、PCBs和OCPs的均值分别为108×10-9、0.08×10-9和0.69×10-9,海域环境相对安全,但PAHs已呈现不利于人类及海洋生物健康的迹象。研究认为,PAHs主要来源于陆域的能源消耗;PCBs组成以低氯代联苯为主,高氯代组分极低;HCHs以工业输入为主,且发生了后期转化;DDTs主要是历史残留,且以厌氧方式降解。与国内同类研究相比,调查海域沉积物中PAHs、PCBs和OCPs的污染程度及生态风险均处于最低水平,并在近十年内呈现出降低的趋势。     

新疆东天山地区磁性组分测量有效性研究

经前期试验结果表明,在干旱荒漠景观区斑岩型铜矿勘查中,磁性组分测量具有较常规土壤测量更有效发现异常的能力,其实用性优势初现端倪。为进一步扩大磁性组分测量这一新技术的适用范围,同时也为了更进一步明确我国干旱荒漠景观区有色金属矿地球化学勘查方法,以新疆东天山铜镍硫化物矿为例,对磁性组分测量技术有效性进行试验研究。试验选择EDA数据处理技术对两种测量数据进行处理分析,结果发现,与常规土壤相比,磁性组分测量技术除具有异常下限较高、异常点数更多等特点外,还突显出强化弱小异常、发现新异常等优势,充分体现了该技术在干旱荒漠景观区勘查中独特的优越性。     

内蒙古准苏吉花铜钼矿区土壤热磁组分地球化学异常特征及意义

准苏吉花斑岩型铜钼矿床是内蒙古中北部新近发现的铜钼多金属矿床之一。这里对矿区地表土壤热磁组分中元素含量及异常特征进行了研究,结果表明元素异常在平面上出现明显的分带性,以地表矿化露头为中心向外依次为Mo-Cu-W-Te带、Ag-Bi-In-Zn-Cd带及As-Pb-Mn-Sb带,所有元素异常均包含在Fe2O3异常之内。通过土壤热磁组分地球化学测量,共圈出七个多元素组合异常,经野外异常查证,认为土壤热磁组分地球化学异常为有效的地质异常。因此,在风成沙覆盖区应用土壤热磁组分地球化学测量方法,配合多重分形(含量-求和法)和地质累积指数(Igeo)等统计方法,可最大限度消除风成沙干扰,快速、有效地确定异常下限,圈定多元素组合异常,提供有利找矿靶区。     

乌努格吐山斑岩型铜钼矿床地球化学异常结构研究

以乌努格吐山试验区钻孔岩芯中MgO、CaO、Na2O贫化现象为切入点,结合乌努格吐山斑岩铜钼矿床蚀变分带明显和矿化特征,发现钻孔中CaO、MgO、Na2O等组分相对各自丰度明显贫化的信息可以反映到地表岩石上来。讨论了这种贫化信息与成矿元素Cu、Mo在钻孔岩芯和地表岩石中的关系,并对该试验区47种元素的地球化学特征进行研究,讨论了这些元素的富集贫化特征与成矿元素和CaO、MgO、Na2O等组分构成的整体元素地球化学特征。根据该矿床的富集与贫化两类元素所表现的地球化学特征,建立该矿床地球化学异常结构。此项成果对斑岩型铜钼矿床地球化学勘查方法与理论的完善具有重要意义。