黄河下游山东段沿岸土壤中重金属元素异常的成因

山东省多目标区域地球化学调查发现,沿黄河两岸分布有As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni等重金属元素异常,这类异常衬度不大,并多沿河呈不连续分布。研究结果表明,异常区土壤重金属元素的含量与SiO2、Al2O3、Fe2O3等常量组分间具有显著的相关性,多数微量重金属元素随SiO2含量的增加而降低,随Al2O3、Fe2O3含量的增加而增加。根据常量组分与土壤质地的密切关系可以推断,土壤质地对重金属元素异常的形成具明显的控制作用。

罗圈里撞击坑铂族元素异常及粗铂矿的发现及其意义

对 1998年 7月发现的辽宁岫岩县苏子沟镇罗圈里直径 1.8km的撞击坑构造作了一系列地质、地球化学测试工作。从坑内出露的基岩 (下元古界辽河群里尔峪组变质砂岩 )与充填碎屑物质界面上取样 ,经XRD定性分析显示有自然铂、锇铱矿、自然铑、自然铱的存在。进一步对这一类样品作等离子质谱分析 (ICP MS) ,则发现有PGE异常。特别是Pt,Pd ,Ru甚至高于原始地幔的丰度值。进一步淘选坑里重砂样品则发现数颗粗铂矿物。已作电子探针分析表明PGE质量分数 :Pt为 85 .30 % 98.6 8% ,Pd为 0 .45 % 0 .87% ,Rh为 0 .5 6 % 0 .74% ,Os为 0 .6 6 % 1.31% ,Ir为 1.72 % 2 .43% ,Ru为 0 .16 % 0 .31% ,此外Ni为 0 .0 0 % 0 .5 0 % ,Fe为 4.98% 5 .42 %。笔者认为这种PGE元素异常和粗铂矿的发现是陨石及其撞击作用的重要依据之一。

合肥市土壤重金属元素异常及其生态效应

通过对合肥市及其周边地区表层土壤重金属元素异常空间分布特征的分析,查明了生活和工业排污是形成Hg、Cd、Pb、Zn异常的主要原因;相对于深层土壤,表层土壤具有明显的富集特征,自地表向下重金属元素含量呈迅速下降趋势。探讨了土壤重金属元素全量与有效量、土壤pH值的关系,土壤重金属元素有效度大小排序为:Cd>Pb>Zn>Hg,Cd、Pb有效量与全量相关性显著,且与pH值呈负相关,随着土壤Cd、Pb元素全量的增加以及土壤不断酸化,其生态风险将显著增大。异常区土壤重金属的累积已造成部分蔬菜重金属超标,进而影响到蔬菜食用安全性,因此,加强土壤环境质量保护,对保证合肥市社会经济可持续发展具有重要意义。

山东省平阴县土壤中重金属元素异常成因

为改善平阴县生态环境,为农业区划、环境保护和地方病防治等领域提供全新的地球化学资料和科学依据,开展了平阴县生态地球化学调查。调查发现,平阴县周边及其西部农田区有As、N i、Cd、Cr、F、Cu、Mn、S、Hg等以重金属为主的元素异常,平阴县周边元素异常具有异常衬度较高、富集系数大等特征,西部农田区异常具有各元素套合关系好、多数异常衬度不高、富集系数小的特点。研究结果表明,西部农田区异常以As、Cd为主要成分,元素含量与S iO2,A l2O3,Fe2O3等常量组分间具有显著的相关性,随S iO2含量的增加而降低,随A l2O3,Fe2O3含量的增加而增加,说明土壤常量组分及其所决定的土壤质地是导致异常形成的主要因素;而平阴城区异常以S、Hg、As、Zn、Mn等元素为主,是典型的受人类综合污染而产生的异常。

山东省济阳县土壤重金属元素异常成因研究

基于山东省济阳县土壤地球化学调查数据,发现济阳县城北部农田区有As、Bi、Cd、Cu、F、Ni、Sb、Hg、Zn等重金属为主的元素异常,各元素异常套合较好,异常衬度相差较大,呈弱富集状态。异常查证结果表明,重金属元素含量与SiO2、Al2O3、Fe2O3等常量组分之间具有显著的相关性,随SiO2含量的增加而降低,随Al2O3、Fe2O3含量的增加而增加,说明土壤常量组分及其所决定的土壤质地是导致异常形成的主要因素,而人类活动的后期叠加作用是异常形成的次要因素。在异常区所抽检的小麦、黄瓜样品中,Hg、F等元素有不同程度超标现象,说明异常区土壤中有毒、有害元素已对农产品质量产生影响,应引起重视。科学合理施肥,加强各类污染源的控制,继续保持土壤碱性环境,是防止异常区危害人类健康的有效措施。

冲积平原区重金属元素异常解析中的矿物学方法

冲积平原区生态地球化学调查方法技术研究中矿物鉴定和化学分析结果对比研究表明 ,土壤中化学元素的含量及其分布特征主要取决于土壤对成壤母质中各种矿物成分的继承 ,元素的区域地球化学背景差异和在不同深度的含量变化均可通过矿物和矿物组合特征较为直接地示踪显现 ,土壤中矿物组成对其化学元素含量的影响是直接的、决定性的。因此 ,利用土壤的矿物组成确定其常量和微量元素的初始值具有重要意义。据此可进一步解析土壤中元素地球化学异常成因 。

基于MAPGIS的含量-面积分形法确定元素异常下限及圈定异常区：以湖南阳明山地区为例

地球化学元素的异常下限值确定是地球化学中重要的问题之一,目前还没有一个完善的具有科学依据的计算方法。传统的化探异常下限值计算是以元素含量或元素含量的对数值呈正态分布这一假设为基础的,而事实上地球化学元素含量的空间分布是极其复杂的。研究表明,地球化学景观可能是一个具有低维吸引子的混沌系统,元素的地球化学背景值和异常具有各自独立的幂指数关系,由此导致了一种多重分形分布,可以利用元素的分形分布求出其异常下限。对湖南省阳明山地区的化探水系采样分析数据采用分区的处理方法,根据每个区内数据的分布特征采用分形和传统方法混合应用来确定异常下限,勾绘出Sn元素异常图,与单独采用传统方法相对比收到了良好的异常圈定效果。根据新方法确定的元素异常下限所圈定的异常区与已知矿点高度拟合。

青海北祁连构造带1∶5万水系沉积物元素异常对区域构造环境演化的响应

北祁连构造带1∶5万水系沉积物测量元素Ag、As、Au、Ba、Bi、Co、Cr、Cu、Fe、Hg、Mo、Mn、Ni、Pb、Sn、Sb、Ti、W、Zn,其异常特征在不同地质时代随构造环境的演化而变化,与放射性同位素地球化学一样,水系沉积物元素自身在本质上包含了时间和构造背景的双重属性。通过衬值法对不同时代地层中的49 303个大数据样本元素含量原始数据进行处理,结合用以探讨地层元素地球化学特征的R型聚类分析进行分组研究。结果表明:北祁连造山带中Co、Cr、Ni的水系沉积物元素异常响应于古元古代之后造山带的裂解构造环境;Au、Bi和部分Cu异常与奥陶纪大洋的俯冲—闭合阶段构造环境对应;Pb、Zn异常可能是奥陶—志留纪北祁连弧盆体系中局部洋底火山活动中的热液喷流形成;泥盆系Hg、Sb异常尚无区域上合理的构造环境来解释;Mo含量于石炭系出现峰值,说明北祁连造山带周边处于强烈抬升剥蚀;W、Sn异常反映了奥陶纪、志留纪俯冲碰撞的构造背景。这种水系沉积物测量元素异常特征与构造带构造演化阶段同步响应的规律性表明,水系沉积物测量中幔源元素的相容(不相容)特性可很好地判别单一旋回造山带的构造环境,采用大数据样本将勘查地球化学理论拓展应用于大地构造学研究是可行的。

红原泥炭6000a以来元素异常及其可能反映甘青地区人类活动信息的初步研究

通过对红原泥炭沉积剖面Pb，Zn，Fe，Mn，Cu，Co，Ni，Ti，V，Al等10种元素和灰分的测试，发现多数元素在该剖面的变化与灰分变化较为一致，但Cu，Pb和Zn元素的变化在剖面300cm以上出现较大异常：这3种元素的变化与其他元素变化呈相反的规律，而且Pb和Zn两种元素的含量较之剖面下部出现数量级的增大。通过对比，发现元素含量的异常与位于剖面上风区的甘青地区新石器时代晚期一青铜时代文化在发生时间上较为吻合，认为这可能是人类活动环境效应的记录。用600—300cm段的元素变化作为背景值，用与Pb，Zn元素相关较好的4种元素分别计算出二者变化的自然背景值，从而分离出了人类活动强度信息与自然环境背景值，分离结果与著名的青海柳湾墓地出土人口规模对比较好。

城镇及其周边土壤重金属元素异常成因机理

普遍出现在城镇及其周边地区土壤中的重金属元素异常受到广泛关注,但是目前对此类异常的生态危害还没有明确的结论,原因之一是对异常的成因机理缺乏深入研究和客观认识。这里研究结果发现,城镇周边地区的土壤重金属元素异常,与燃煤(或金属矿石选冶)过程中释放出的"微球粒"物质和黄铁矿、磁铁矿等重矿物具有成因联系,因此为确认此类异常的成因机理提供了证据,对异常的生态效应评价以及预警预测研究具有直接意义。

基于反射光谱预测哈图-包古图金矿区地球化学元素异常的可行性研究

为了探讨采用遥感手段定量估算金矿区地球化学元素异常的可行性,本文基于岩石样本的Au、S、As、Fe四种元素的含量数据,分析了它们的相关关系,发现As与Au含量的关系最为密切,因此As元素含量异常从一定程度上反应了Au的异常;基于岩石样本的反射率光谱数据,采用偏最小二乘法对上述元素进行了回归分析与预测。结果发现,Fe、As元素的回归模型的相关系数在训练建模过程中分别为0.8241、0.8063以上,而在验证建模过程中分布为0.6485、0.5472,它们均远高于S和Au元素回归模型的相应的相关系数。因此,利用岩石样本反射率光谱定量估算As元素的含量是可行的。

平阴县土壤中重金属元素异常成因研究

通过对平阴县周边及其西部农田区采样调查,平阴县周边元素异常具有异常衬度较高,富集系数大等特征,西部农田区异常具有各元素套合关系好,多数异常衬度不高,富集系数小的特点。结果表明,西部农田区异常是以As,Cd为主要成分的异常,元素含量与SiO2,Al2O3,Fe2O3等常量组分间具有显著的相关性,随SiO2含量的增加而降低,随Al2O3,Fe2O3含量的增加而增加,说明土壤常量组分及其所决定的土壤质地是导致异常形成的主要因素;而平阴城区异常是以S,Hg,As,Zn,Mn等元素为主的异常,是典型的人为综合因素(化工烟尘、工厂污水、生活垃圾)产生的异常。

蒙古国13451矿区地表矿化元素异常分布特征及找矿方向

13451矿区位于蒙古国苏赫巴托尔省额尔德尼察干县境内,面积约600km2,在大地构造上处于华北地台与西伯利亚地台之间的北方造山带内(在蒙古国区域构造上处于南戈壁褶皱系内),该带是一条重要多金属成矿带,在地质历史上发生过多期岩浆活动和火山活动,为成矿物质的迁移和富集提供了良好的地质条件。矿区地表出露岩石主要为侵入岩(似斑状钾长花岗岩、巨斑花岗岩、中细粒花岗岩、花岗斑岩等)。

土壤元素异常成因研究及生态风险评价

山区岩石与水系沉积物,对山前平原土壤物质组成具有控制作用。土壤地球化学调查,查明北京某地区土壤存在着大面积同心圆状的镉、铜、铅等多金属元素异常。研究表明,西北侧山区分布着种类繁多的岩浆岩、变质与沉积岩,但与山前土壤具有高度正相关的元素组合特征的主要是燕山期中酸性岩浆杂岩体,而且杂岩体周边及其下游的BY沟水系沉积物中的多金属元素也呈现出明显的高背景含量特征。同时,铅同位素组成亦指示山前平原土壤铅与山区岩浆岩铅、沉积岩铅具有一致的物质来源,从而证实山前土壤多金属元素异常主要来源于山区岩浆杂岩体。由于山前平原土壤呈现为碱性且农田仅种植旱地作物,故富含多金属的土壤对农作物生长的生态风险程度低下。

西藏八乃学铜多金属矿元素异常分析

通过对西藏八乃学铜多金属矿预查化探分析,发现了该地区Au、Cu、Mo三大主要异常,推断该区具备较好的找矿前景。矿区产生于拉萨地体南缘的火山-岩浆带中,受强构造运动影响,区内构造裂隙发育,是良好的成矿构造。从单元素异常看,Cu、Mo元素异常分布相对较为集中,Au元素异常分散性较大。通过单元素异常,确定了6个综合异常,其中Ⅴ、Ⅵ号综合异常具有较好的找矿前景,Ⅰ、Ⅵ号Au元素异常具较好找金潜力。

关联规则算法在粤西庞西垌地区元素异常组合研究中的应用

以粤西庞西垌矿床远景区1∶5万水系沉积物地球化学测量及异常查证数据为基础,应用Python编程语言开展关联规则算法的应用案例研究。结果显示,Apriori算法可以有效挖掘元素组合之间的关联规则数据集。当Au、Cu、Sb在异常值范围内时,出现As为异常的可能性是95.5%。Apriori算法挖掘的关联规则符合实际,组合异常的强规则与研究区已知矿化地段的异常组合重合性较高。可以推论,面对海量的地球化学数据,逐个进行元素分析较为耗时而且无法观测到元素之间的关系,通过关联规则算法找出元素异常组合规律的办法,使之最大限度地保留元素之间的相关信息,可以用来寻找隐藏的元素组合以及其中的潜在相关性。未来构建指示找矿的成矿关联规则数据库并进行矿床预测,将比运用传统的方法更加便捷。

基于分形算法的粤北地区铀元素异常划分

地球化学背景及异常的圈定是勘查地球化学应用于矿产勘查的一个重要手段。人们已经论证了地壳中元素含量在空间分布上是分形的。因此,异于以样本数据呈正态分布为假设前提的经典统计学方法,以MapGIS为平台,利用其中的"空间分析"模块,对形成了区文件的等值线图,统计不同含量的属性值,得到一个含量与面积的数据文件,运用分形理论中的含量—面积关系算法,确定地球化学元素的异常下限,进而圈定出铀矿异常区域。与传统方法相比较,其预测效果更佳。

大兴安岭水系沉积物采样介质粒级段对圈定元素异常的影响

通过大兴安岭北部呼中地区1∶5万矿产调查中对以-10^+40目粒级段的采样介质与-10^+60目粒级段的采样介质分析结果进行对比,表明-10^+40目的采样介质能够有效圈定元素地球化学异常,并且异常的总体特征、主成矿元素的主体异常位置、形态和分带性、主体组合异常的元素组合特征均与以-10^+60目粒级段的采样介质具有总体相似性。在布置异常及异常检查工作时,-10^+40目粒级段的采样介质在森林沼泽景观区可以作为有效介质。

基于SVM的含约束地球化学单元素异常圈定方法及应用

地球化学元素异常的空间分布受限于地质背景、矿产空间分布和景观特征等因素,单元素异常图的绘制不应仅依据采样数据由计算机追踪等值线图的方法自动勾绘。传统的手工圈定方法效率低、受人为因素影响大。基于SVM(Support Vector Machine,支持向量机)提出了一种可以考虑地质约束的单元素异常圈定方法,并加入地质单元分区、地质构造等约束条件。该方法可以高效绘制出单元素异常图,并成功应用于2个实例中。

鄂东北梨木岭钼矿床元素异常分布与矿化富集规律对控矿断裂的指示

鄂东北地区梨木岭矿床为近几年新发现的一脉型钼矿床,矿区内钼矿(化)体受北北东走向的断裂控制,已发现32条赋存其中。通过对矿区内元素异常的分布特征以及矿化富集规律的研究,探讨其对北北东向控矿断裂的指示意义,认为土壤测量元素异常的分布对北北东向控矿断裂的等距性分布以及左行平移性质具有一定的指示意义;岩石测量元素异常分布显示北北东向控矿断裂普遍富集W-Sn-Bi(Ag)等高温元素,中温元素Mo-Cu-Pb-Zn由北西至南东方向则具有富集减弱的水平分带特征;目前工程控制钼矿化垂深600m,钼矿化富集受断裂性质、岩石破碎变形程度、节理裂隙发育状况及围岩岩性等多种因素影响,主矿体品位厚度显示了明显的水平变化规律,结合矿床地质特征以及成岩成矿的测年数据,认为北北东控矿断裂早白垩世脆性剪切变形作用是钼矿化富集的主导因素。