关键元素与生命健康:中国耕地缺硒吗?

地球上的生命和非生命都是由自然界已发现的92种化学元素组成的,通过全国土壤地球化学基准值与人体血液元素含量对比研究,发现血液中40~50种化学元素平均值与土壤地球化学基准值的分布高度一致,表明这些关键元素与生命息息相关。近年大家持续关注的硒(Se)元素是人体必需的微量元素,缺乏会产生健康风险,但摄入过量也会导致中毒,因此被称为健康窗口元素。过去研究认为,中国耕地缺硒是造成健康危害的原因之一。本文通过对全国3 382个网格化点位土壤采样,获得Se的地球化学基准值和空间分布数据,发现中国贫硒国土面积,按照世界卫生组织推荐值(0.1 mg/kg)和中国规范(0.125 mg/kg)计算,分别占21.1%和31.6%;适宜区(0.125~0.40 mg/kg)面积大约555万km²,占国土面积约57.1%;富硒区(>0.40 mg/kg)面积达110万km²,占国土面积约11.2%。贫硒国土主要分布在青藏高原和内蒙古局部地区,而中国9大平原的粮食主产区耕地总体上不缺硒,其中珠江三角洲平原、广西平原、成都平原、长江中下游平原是富硒区(>0.40 mg/kg),华北平原、东北平原、三江平原、关中平原是硒边缘区-适量区(0.125~0.40 mg/kg),只有河套平原是缺硒区(<0.125 mg/kg)。根据覆盖全国的网格化土壤采样分析结果,发现低硒带呈不连续的片状分布于内蒙古东部至青藏高原一带,与传统认为“低硒带分布于东北三省至西南云贵高原”不完全一致。硒的空间分布模式主要受地质背景、岩石类型、土壤类型和自然地理景观控制。     

长白山区暗棕壤成土作用地球化学特征

以代表性暗棕壤垂直剖面土壤地球化学数据为依据,研究了长白山区特定的森林景观条件下成土过程中元素的分异与富集特征。研究结果表明,在岩石风化过程中主要以CaO、Na2O、Sr淋溶为主,有机酸淋溶过程中SiO2、Al2O3、K2O部分被淋溶,部分游离铁下渗到土体中下部氧化成铁锰胶膜;微量元素在风化过程中被次生黏土矿物吸附,不同程度地富集,在腐殖质积累过程中Cd、Zn、Pb、Mo、Hg、Co、Mn、Cr等亲生物元素进一步富集于表层土壤,Ce、Ni、Sb、Ti、V、Y、Zr在表生环境中地球化学性质稳定,残留富集于土壤表层。母质层继承和保留了基岩元素地球化学分布的基本特征。     

空间因子分析与沉积地球化学旋回元素组合的确定

１９９５年５月,引用地矿部“七五”东北太平洋ＣＣＡ１２１柱状沉积物的８个元素地球化学分析数据,利用空间因子分析方法确定两种周期度（Ｄ１＝６５ｃｍ,Ｄ２＝１０５ｃｍ）内的沉积地球化学旋回元素组合,并据此探讨多金属结核成矿与物源环境的关系,研究表明,与小尺度周期（Ｄ１＝６５ｃｍ）对应的元素组合：Ｕｄ１（Ｍｎ,Ｃｏ,Ｃｕ,Ａｌ２Ｏ３,ＳｉＯ２和Ｕｄ２（Ｆｅ,Ｃａ,Ｃｏ,Ｃｕ）与大尺度周期对应的元素组合为     

高灵敏度元素分析仪-连续流同位素质谱法对硅酸盐岩中碳及碳同位素组成的精确测定

硅酸盐岩中含有微量的碳,对其精确地分析可以示踪流体的来源和形成过程。元素分析仪-同位素质谱方法(EA-IRMS)是一种使用样品量小、快速的分析方法,本文将EA-IRMS技术应用于硅酸盐岩中微量碳同位素组成的测定,基于一系列条件实验,确认了硅酸盐岩中微量碳分析的EA-IRMS连续流方法的关键条件参数。标准物质选择和归一化处理使用以下方法:(1)选择较宽碳同位素组成范围且合理的碳同位素分布的标准物质,以高纯石英粉末与之混合来模拟天然样品中的基质。(2)利用与样品类似含量的3个标准物质的测量值和标准真值建立校准曲线,对天然样品的测量值进行标准化,从而实现了对硅酸盐岩中低至600!g/g微量碳含量和同位素组成的精确测定。用国家标准物质GBW04416作为未知样品检验了不同含量下拟合的线性方程,在碳含量不低于600!g/g时,标准偏差分别约为0.02‰、0.04‰、0.05‰、-0.07‰、0.11‰;在MERCK+USGS24混合物中,测量的δ13C值在标准误差范围内与理论值是一致的。因此,对于碳含量不低于600!g/g的30 mg硅酸盐岩样品,本方法能够获得高精准度的碳同位素分析结果。根据不同碳含量的标准混合物的峰面积(峰强度)和相对应的含量所建立的线性曲线获得样品的碳含量,碳含量的分析误差在10%以内。     

山东安丘地区土壤-小麦系统重金属等元素间的相互作用

为了研究土壤-小麦系统重金属等元素间的相互作用,通过相关分析,探讨了安丘地区40件小麦籽实及其根系土中重金属元素间的相互关系。研究发现:(1)小麦籽实Cd、Hg、Pb、As、Ni、Cu、Zn富集系数与土壤pH、CEC、黏粒含量呈负相关,Cr富集系数与pH呈正相关;(2)小麦籽实重金属等元素富集系数间多数呈正相关;(3)小麦籽实Pb、Cu含量分别与土壤As、Pb含量呈正相关,籽实Cu、Zn含量分别与土壤Cd、Pb含量呈正相关。籽实除Cr含量与土壤Mg含量呈显著正相关外,籽实中其他重金属元素含量与土壤元素Ca、Mg含量关系不显著。小麦籽实中Cd、Pb、As等重金属元素含量与土壤中Mn、Mo、F等微量元素含量少数呈显著-极显著正相关;(4)小麦籽实中Cd、Hg、Pb、As等重金属元素含量与籽实中Ca、Mg、Mn、Mo等其他元素含量之间多数呈显著正相关。这些研究结果表明,土壤-小麦系统重金属元素之间、重金属元素与其他元素之间存在协同或拮抗作用,但具体机制尚需要进一步研究。     

分量化探法在铀资源勘查中的应用

介绍了分量化探法勘查铀资源的理论和在我国北方砂岩型铀矿与南方热液型铀矿勘查中应用的研究成果。     

Multifractal Analysis of Element Distribution in Skarn-type Deposits in the Shizishan Orefield, Tongling Area, Anhui Province, China

A series of element concentrations sampled from four drill cores with a length about 1000 m into different skarn-type deposits were selected from the Shizishan orefield, central Tongling, southeastern part of Anhui Province. Using the multifractal method, the distribution and migration characteristics of the major and trace elements are analyzed. The multifractal spectrum of the major elements is left-skewed, whereas the spectrum of the trace elements is right-skewed, which shows that in the process of skarn formation, the trace elements were enriched only locally, and major elements transported within a much larger range. The correlation coefficients of the multifractal parameters Aa （width of the multifractal spectrum） of the four drill cores are relatively low, but the correlation coefficients of the multifractal parameters R （spectrum symmetry parameter） and Af are relatively higher, indicating that although the non-homogeneous intensity of the distribution of elements is inconsistent, their spatial accumulation patterns are almost the same during the ore-forming process. The statistics of the mnltifractal parameters of various elements in the different locations show that the ore-forming processes and element migration pattern in the Shizishan orefield are consistent, and that the migrations of trace elements and major elements exhibit some differences.     

黔东南重磁异常与金异常特征及找矿意义

为了深入挖掘黔东南地区的找矿潜力,对黔东南地区区域重磁异常进行解释,研究东部地区的天锦黎金矿密集区及西部地区的金化探异常分布特征,发现金矿床(点)和金化探(元素、块体)异常的产出,同重、磁异常平面分布和推断的岩浆岩侵入体(基性岩类、酸性岩、构造蚀变岩)及区域性深大断裂构造(东西向、南北向)的分布,存在着空间、时间和成因上的联系,由此拓开了黔东南天锦黎金矿密集区及外围金矿地质找矿的新思路,不要只限于在相关地质层位里和北东向构造及伴生断裂(即“背斜加一刀”)交会处及其附近,来寻找变质碎屑岩中的脉型金矿。     

吉林红旗岭镁铁-超镁铁质岩体地球化学特征及其岩石成因意义

红旗岭铜镍硫化物矿床位于兴-蒙造山带东部。矿区出露30多个镁铁-超镁铁质侵入体,主要由橄榄岩、辉石岩和辉(苏)长岩组成。本文通过对红旗岭含矿镁铁-超镁铁质岩体的主、微量及铂族元素(PGE)的研究,探讨了红旗岭岩体成矿母岩浆性质、PGE亏损的原因以及岩体形成的构造环境。全岩主、微量元素地球化学分析表明,红旗岭岩体具有高MgO(平均28.75%)、低TiO2(平均0.44%),富集轻稀土元素(LREE)、亏损高场强元素(HFSE),极低ΣPGE(平均2.08×10~(-9))和高Cu/Pd(平均2916×10~3)的特征。岩石样品显示相似的微量和PGE配分模式,表明其来源于相同的岩浆源区。根据橄榄石-熔体平衡及质量平衡原理估算出红旗岭母岩浆为高镁玄武质岩浆(MgO=10.74%、FeO=7.78%)。红旗岭母岩浆在早期演化过程中发生硫化物熔离作用导致了红旗岭含矿岩体PGE的极度亏损。结合中亚造山带东段构造演化历史,本文认为红旗岭岩体形成于晚三叠世碰撞后伸展环境,矿床的形成受到了古亚洲洋俯冲结束后板片断离的影响。     

黔东南锦屏-天柱地区构造控岩控金特征模拟实验及其力学分析

在前人工作基础上,侧重研究石英脉型金矿床成矿的地质背景,建立了该类型金矿的成矿模式。进而开展三轴温压条件下的成岩成矿实验,构造形变特征及其与成矿物质活化、迁移、富集之间的相互关系的模拟实验。实验结果表明:(1)该区岩石、矿石在高温高压条件下,产生塑性变形(褶皱)和脆性变形(破裂);(2)在变形过程中使成矿物质活化、迁移和富集,形成顺层及穿层的含金石英脉,并在多期多次变形过程中使成矿物质叠加富集;(3)在褶皱(背斜)轴部形成富矿体。模拟实验结果与所建立的该类型金矿构造控矿和成矿模式非常相似。实验资料的力学分析表明,由轴压所产生的构造附加压力大大地提高了实际围压,从而促进了岩石流变、变形和物质的迁移,由此促进含矿流体向构造附加压力小的部位定向迁移、充填和成矿。构造附加压力是促进该区金成矿的重要动力条件。