基于地质大数据技术对云南土壤重金属地质高背景区的划定

为系统研究云南省土壤重金属地质高背景区的分布范围及超标元素,以全省1∶20万水系沉积物重金属元素含量数据和区域地质图为基础,采用GIS空间分析功能,并利用昆明、玉溪、昭通等地区的土壤重金属数据进行验证,确定云南省土壤重金属含量值超农用地筛选值的地质单元61个,占全省国土面积的21.09%,其中位于地质高背景区的耕地面积约284.41万公顷,占全省国土面积的7.22%;影响土壤重金属超标的岩性主要为碳酸盐岩、基性—超基性火山岩、中基性侵入岩、含煤碎屑岩和含基性组分碎屑岩;地质高背景区超标重金属元素主要为Cu、Cr、Ni、Cd,而As主要于碳酸盐岩地层中存在超标风险,Pb、Zn仅于个别地层中存在超标风险,Hg基本无超标风险。

滇东北高原盆地土壤—苹果作物系统硒时空分布及影响因素

在滇东北典型高原盆地地区以岩石、土壤和农作物(苹果)为主要研究对象,采用元素赋存形态和生物富集系数等研究方法,对土壤Se元素开展持续监测与分析研究,获取高原盆地土壤Se时空变化规律及其影响因素信息.结果表明:昭阳区富硒土壤集中分布于洒渔和旧圃两镇,土壤Se主要为碳酸盐岩、含煤黏土岩、玄武岩和四纪沉积物的岩石继承性富集,碳酸盐岩和黏土岩区同时受表生富集作用影响强烈.不同母质区土壤表现出在不同深度Se活动态比例变化,在20~60cm深度尤为明显.Se生物累积研究结果显示:玄武岩区>含煤黏土岩区>第四系沉积物区≈碳酸盐岩区,Se在盆地复杂母质区显示更高的生物活性,而土壤Se更倾向于向苹果树叶中累积,其次是根系、树枝和果实.对区内土壤多年持续监测结果表明,成土母质、pH值和有机质是影响土壤及作物Se迁移累积的三个主要因素,土壤Se趋向于在pH值在6.05~7.15向作物内迁移.区内土壤Se随时空变化主要受土地耕作方式差异和非自然来源带入的影响,变化主要发生在“高Se”和“边缘Se”区域.非自然Se源的带入同时伴随其他污染物的累积,建议加强源区监测与污染物风险评估.

中国南方存在印支期的油气藏——Re-Os同位素体系的制约

利用Re-Os同位素方法开展富含有机质的沥青、原油等的研究,是确定油气成藏时间和破坏时间有效的但极富挑战性的新途径,在国内尚无研究实例报道。以我国南方最大的古油藏之一的麻江古油藏中的沥青为主要对象,采用Re-Os同位素方法试图限定油气的成藏时间和破坏时间。研究表明,麻江古油藏的固体沥青Re、Os同位素质量分数分别在41.5×10-6～642×10-6和0.21×10-6～12.15×10-6之间,N(187Re)/N(188Os)比值较高,且变化范围较大,在270.90～4074.99之间,Os同位素组成指示中等放射成因,其N(187Os)/N(188Os)比值在0.3400～3.6557之间变化。所有沥青样品的模式年龄在28～144Ma之间变化,集中在85Ma左右。通过沥青Re-Os同位素研究,结合详细地质资料,认为麻江古油藏的成藏时间为印支期—早燕山期(144Ma之前),而油藏破坏时间为燕山晚期即85Ma左右。

华南燕山晚期构造-岩浆事件与成矿作用——来自广西大瑶山龙头山金矿床的地球化学约束

广西贵港大瑶山成矿带位于华南东南沿海成矿带西南端,对矿带内龙头山金矿黄铁矿化斑岩进行定年的结果为96.1±3.0Ma,与区域内邻近的平天山侵入岩体(96.2±0.4Ma)相同。龙头山矿床的Sr同位素组成与其锆石的REE特征表明,成矿作用伴随有大量的流体参与;矿化斑岩与区内侵入相岩石相同的形成时代以及矿化斑岩中锆石Ce的正异常明显强于侵入岩锆石的现象指示,成矿过程经历了快速的区域地壳抬升和体系氧逸度大幅增高;两类岩浆岩Nd同位素组成与华南低Nd模式年龄带相当,反映岩浆活动有不同比例的幔源物质参与。因此,大量成矿流体的参与、区域地壳抬升、流体沿深大断裂上迁过程中的突然冷却以及氧逸度增高是导致龙头山金矿成矿作用发生的重要条件;中生代古太平洋板块的低角度俯冲作用导致了区域地壳较大范围的流体释放,而地幔岩浆物质的板底垫托作用导致高溶解度成矿流体沿构造通道向上迁移,应是华南中生代大规模成矿发生的重要背景。

峡东南华纪—震旦纪碎屑岩Ce同位素组成及地质意义

元素La和Ce同属低活动性的稀土元素,能够对碎屑岩物源进行示踪。但目前尚缺乏对碎屑岩LaCe同位素体系的研究。本文以峡东泗溪南华纪—震旦纪碎屑岩为研究对象,进行了Ce同位素组成分析。结果显示：这些碎屑岩的138 Ce/142 Ce比值为0.022 583 2~0.022 587 8,εCe（t）值变化于1.06~6.13,整体上呈逐渐升高的演化特征,并与εNd（t）值呈耦合关系。结合碎屑岩Nd同位素分析结果认为,峡东南华纪—震旦纪碎屑岩的主要来源,以古元古代—中元古代甚至更老的地壳岩石为主,并存在幔源初生地壳物质加入。

表生地球化学动力学与中国西南土壤中化学元素分布模式的驱动机制

地球表层是由山水林田湖草等要素构成的互动和互馈的复杂系统,这些要素中化学元素的互动和互馈过程均可驱动化学元素分布模式的变化。本文以系统的1∶25万土地质量地球化学调查数据为基础,讨论了中国西南地区土壤中常量元素、亲生物元素、卤族元素、重金属元素分布模式的驱动机制和互动过程。结果发现成土母质决定了土地资源中化学元素的自然状况,表生地球化学动力学过程重塑了表层土壤中元素分布模式,生物地球化学过程驱动了土地质量的演化趋势,强烈的人类活动(如矿业活动)破坏了元素分布的自然演化规律。表生地球化学动力学理论的提出将引领山水林田湖草生命共同体知识体系构建和土地资源地球化学综合调查技术的革新。

云南省盐津县1∶5万土地质量地球化学 评价方法研究

土地资源质量和数量管控、特色土地资源开发利用、耕地保护规划和生态管护是当前生态文明建设中的一项非常重要的工作。以云南省盐津县兴隆乡、落雁乡和牛寨乡耕地连片分布区为研究区,开展1∶5万土地质量地球化学评价,并对耕地(园地)养分、环境和综合质量进行评价,尝试性地将土地质量地球化学评价成果与绿色食品、无公害农产品产地相关标准和《土壤污染防治行动计划》结合,开展特色土地资源开发利用和耕地保护规划研究。结果显示,研究区土壤和耕地(园地)综合质量均以三等以上(中等、良好和优质)为主,分别占研究区总面积、耕地(园地)总面积的72.88%、69.17%。圈定富硒土地资源191.73 km^2,占研究区总面积的75.53%;圈定富硒耕地(园地)66.84 km^2,占耕地(园地)面积的70.92%。发现符合绿色食品产地的耕地(园地)面积11.60 km^2,符合无公害农产品种植业产地环境条件的耕地(园地)面积11.76 km^2。根据《土壤污染防治行动计划》的规定,将研究区耕地(园地)划分成优先保护区、安全利用区和严格管控区,面积分别为65.57 km^2、21.67 km^2和7.00 km^2,占研究区耕地(园地)面积比依次为69.59%、22.98%和7.43%。该成果可为研究区所在地方政府履行土地资源管理、进行农业结构调整、实施土壤环境保护、支撑脱贫攻坚等管理职能提供科学依据,为提升土地质量地球化学评价成果的利用程度及成果转化提供借鉴,对丰富和完善土地质量地球化学评价体系具有重要意义。

云南会泽东北部地区重金属环境污染评价

按照多目标地球化学填图计划,云南省地质调查院开展了"云南省滇中-滇东北地区1:25万土地质量地球化学调查"工作,获得了54项元素或氧化物的含量数据。本文基于此次调查中云南会泽东北部地区的182件表层土壤样品,参照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管制标准(试行)》(GB15618—2018),基于新标准本文提出农用地重金属单项污染指数和综合污染指数的计算及其定性赋值方法。对于标准中背景级、筛选级、管制级的定性分级,在单项污染指数中分别赋值0、1、10,而综合污染指数取值为单项污染指数取值的累加。针对研究区5个重金属Pb、Cd、As、Cr、Hg进行了农用地环境质量评价。结果表明,研究区土壤的pH值介于4.66~8.16,土壤整体偏酸性;Pb和Cd含量局部高于GB15618—2018规定的污染风险管制值;Cr和As含量局部高于土壤污染风险筛选值,但均低于管制值;Hg含量均低于污染风险筛选值。为便于重金属单项污染指数和综合污染指数的计算,本文开发了EGAPI-GB15618软件供参考使用。

云南红山—红山牛场铜钼矿区物化探特征及找矿方向

通过香格里拉县红山—红山牛场铜钼矿区及外围开展的地质、物化探特征综合研究,对隐伏中酸性斑岩体分布、矿体延伸及深部找矿潜力、矿区外围找矿方向进行分析推断,结果表明:红山隐伏石英二长斑岩—花岗斑岩体主要分布在矿区至欠虽一带,其中红山铜钼矿段多个矿体往南仍有延伸,其深部有较大找矿空间;红山牛场矿段两侧有矿(化)体分布,其西侧Pb、Zn、Cu化探异常高值区有较好的找热液型铅锌多金属矿前景,是今后地质工作的重要地段。文章总结出在香格里拉地区采用重力+化探+磁电+钻探等组合方法寻找斑岩—矽卡岩型矿床是行之有效的。

牟定-元谋地区航磁异常查证及找矿意义

通过对云南省牟定-元谋地区航磁异常开展的1∶2.5万地面磁测查证工作,基本查清了异常源,划分确定了两大类找铁磁异常:一类为与龙川群路古模组、海资哨组含铁石英绢云千枚岩、绿泥石英片岩有关的磁异常,其代表为大弯山磁异常,是寻找层控型低品位磁铁矿的重要地段;另一类为与基性-超基性侵入岩体有关的磁异常,其代表为安益磁异常,产有大型贫铂钯磁铁矿体。全区定性推断圈定出与铁有关的铁矿(化)带2个、含铁绿片岩带2个、贫铂钯磁铁基性-超基性岩体2个,分析了其找矿意义,为该区寻找低品位铁矿提供了方向。

云南北衙超大型金矿床控矿因素的重磁解释及探讨

北衙超大型金矿床属与喜马拉雅期正长斑岩有关的复合成因矿床,通过对北衙地区的地层、构造、岩浆岩的重磁解释及综合研究,对该矿床特殊的成矿环境进行了分析和探讨,认为其形成主要受岩体、构造、地层、古盆地4个因素控制,并预测红泥塘、炉坪村、金井山一带有较好的找矿远景。

基于成土母质分区的土壤-作物系统重金属累积特征与健康风险评价

滇东北是中国西南典型的土壤重金属高背景地区,土壤中重金属普遍富集,土壤重金属分布和区域内农作物的安全性值得关注.根据滇东北土壤成土母质分区,以1137组农作物和对应的根系土壤为研究对象,采用元素赋存形态分析和慢性健康风险评价法开展土壤-作物系统重金属累积特征和农作物健康风险评价.结果表明,铅锌矿集区土壤Cd和Pb重金属均高于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2018)土壤污染管制值,其余母质区土壤Cd介于筛选-管制缓冲区内,Pb则低于最低土壤风险筛选值.依据《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2017),区内土豆和黄豆中重金属Cd超标严重,苦荞和核桃中重金属Pb超过限量值,农作物重金属Cd超标率为:碎屑岩母质区>玄武岩母质区>铅锌矿集区>碳酸盐岩母质区≈第四系沉积物区>砂(泥)岩母质区.同时,根据美国环保署对于人体摄入重金属慢性健康风险评估方法可知,谷薯类主食和水果类均存在重金属摄入慢性健康低风险,其中碎屑岩母质区、砂(泥)岩母质区、第四系沉积物区和铅锌矿集区这4个区域内农作物显示较高的人体健康风险,且随着土壤理化性质改变和食用农作物种类的增加,风险将逐渐增大.

扬子克拉通核部中元古代-古生代沉积地层Nd同位素演化特征及其地质意义

扬子克拉通陆核位于湖北西部宜昌和神农架地区,区内出露了前寒武纪早期结晶基底和较完整的元古宙-显生宙沉积盖层.论文报道了对区域内中元古代至早古生代沉积地层细粒沉积岩开展系统的Nd同位素地球化学研究的结果.从中元古代晚期经新元古代南华纪至古生代奥陶纪,研究区沉积地层的Nd同位素模式年龄显示了由2.5~2.8Ga,经1.5~1.7至1.8~2.1Ga的＂V＂字型演化,相应的εNd（t）值发生了由低（？11~？14）经峰值（？1.1~？5.3）至新低值（？7.9~？9.9）的变化.该演化趋势与前人发表的扬子克拉通东南缘和江南造山带同期沉积地层的演化特征相似,指示了约0.8Ga的新元古代或稍早时期,整个华南陆块发生了有地幔物质加入的大规模构造岩浆事件.然而,扬子陆核区中元古代早期地层具有大范围变化的模式年龄（约1.5~2.7Ga）和εNd（t）值（1.38~？12.0）,且中元古代晚期地层为太古宙模式年龄,指示扬子克拉通的核部和东南缘中元古代盆地具有不同的沉积物源,两区域之间应存在陆内裂（凹）陷或分隔的大洋.此外,新元古代扬子陆块和江南造山带相似的演化形式和古生代早期地层相近的模式年龄,指示经约0.9Ga的扬子-华夏陆块拼合后,华南陆块开始具有了共同的沉积盆地和物源.因此,扬子克拉通于前新元古代可能由次一级的不同陆块组成,直至Rodinia超大陆的聚合过程才导致了原始华南陆块的形成.

扬子克拉通峡东地区新元古代-寒武纪黑色岩系Os同位素地球化学特征及其地质意义

报道了扬子克拉通峡东地区新元古代至寒武纪含碳黑色泥质岩的Re-Os同位素和微量元素地球化学组成特征,并对地层沉积环境的演化性质及其地质意义进行了讨论.研究表明:(1)峡东地区新元古代晚期-寒武纪早期细粒碎屑沉积岩Os同位素初始比值呈规律变化,且具高Os同位素初始比值的层位与前人研究中发现的C同位素负漂移地层相对应;(2)南沱组冰碛岩具高放射成因Os同位素组成特征,而其上覆盖帽碳酸盐岩为低放射成因Os同位素比值,向上地层Os同位素初始比值表现为局部波动、总体增高的演化趋势;(3)微量元素U/Th比值与δU值指示莲沱组砂岩与南沱组冰碛岩具氧化环境的特征,而陡山沱组、灯影组以及水井沱组底部黑色泥质岩则形成于相对还原环境;(4)Y/Ho比值和δCe值的负相关性特征指示部分地层沉积过程中有海底热液物质参与,应为导致剖面上部分层位出现低放射性成因Os同位素组成的重要原因之一.高Os同位素比值和深海的脉冲式演化以及古生物群的产出之间很好的对应关系为探讨大陆风化与大气和海洋中氧气含量增加的联系提供了新的地球化学证据.南沱组冰碛岩Os同位素以及微量元素特征暗示其并非形成于完全冰封的地球表面环境,而是存在较强的大陆岩石风化作用.

La-Ce同位素体系应用现状和研究进展

铈在自然界中属变价元素,可导致地质样品La-Ce与Sm-Nd同位素体系之间发生脱偶现象.除了在同位素年代学中的应用外,放射成因Ce同位素地球化学在地壳物质再循环示踪、地球表层演化过程中的氧化—还原事件和成矿作用等研究领域具有独特优势.总结了La-Ce同位素体系目前的应用现状及其尚存在的问题,并对实验技术与应用的发展趋势进行了分析.介绍了采用无机酸进行La-Ce同位素样品化学制备的实验流程及应用该流程对部分国际标样和扬子克拉通核部辉长岩样品进行Ce同位素分析的结果.

元素地球化学特征分析及隐伏矿床预测——以珠琳镇芦柴冲式铅锌银矿预测为例

元素地球化学异常分析对矿体原生晕具有较好的指示意义,因此,元素地球化学分析结合地质背景资料及地球物理探测等方法的多学科综合找矿方法是隐伏矿勘察的必要手段。珠琳镇地区元素地球化学异常水平分带显示元素成矿温度以大拖枯为热中心向外逐级递减,因子分析结果F_1因子为Bi,Pb,Fe_2O_3,Sn,Th元素组合,推断在旋转因子F_1得分高值区存在大拖枯隐伏岩体,而这一结论得到剩余重力异常资料验证。滇东南地区重要矿源层坡脚组(D_1p)与坡松冲组(D_1ps)在此出露,加之区内弧形构造普遍发育,为区内隐伏岩体及与岩体有关的铅锌银隐伏矿的存在提供依据。

基于乡镇尺度的西南重金属高背景区土壤重金属生态风险评价

西南地区土壤重金属具有天然的高背景属性,在重金属高背景区开展生态风险评价和识别重金属潜在来源具有重要意义.以往工作主要以区域尺度的调查工作为主,调查精度难以满足空间规划和自然资源管理的需求,迫切需要在乡镇尺度上进行生态风险评价.云南省宣威市热水镇是典型的碳酸盐岩覆盖区,重金属来源复杂,潜在生态风险较高.本文在热水镇采集土壤表层样品(0~20 cm)1092件,分析表层土壤中8种重金属(Cd、Cr、As、Hg、Pb、Cu、Zn和Ni)含量,采用统计学、地理信息系统、地累积指数、生态风险指数和正定矩阵因子分析模型(PMF)等方法开展生态风险评价和重金属源解析.研究发现,土壤中重金属Cd、Cr、Cu、Hg、Ni和Zn含量平均值和中位数均超过云南省土壤背景值,Cd、Cr、Cu和Ni平均含量均超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2018)规定的筛选值.地累积指数结果表明,研究区表层土壤污染最严重的是Cu,其次是Cr和Cd.土壤重金属Cr、As、Pb、Cu、Zn和Ni多以残渣态存在,多来自于地质背景,生物有效性较低,Hg的潜在有效组分较高,但是Hg全量较低,污染风险较小.Cd生物有效性比例较高,易于进入土壤溶液并被农作物吸收,是研究区污染风险最高的重金属元素.土壤重金属潜在生态风险指数统计结果显示,生态风险较低、中等生态危害和强生态危害比例分别为44.23%、54.40%和1.37%,无很强生态危害样品,贡献率最高的元素为Cd和Hg,贡献率分别为34.62%和34.33%.PMF结果显示研究区重金属来源包括人类日常活动来源、自然来源、煤矿开采及交通排放引起的综合污染源和农业生产来源,各种来源的贡献率分别占9.29%、53.67%、11.23%和25.81%.PMF可以有效识别和量化污染物来源,为政府部门进行土地规划提供重要的参考依据.

浅析云南省金成矿地球化学背景及异常特征

云南省金矿具有较好的成矿地球化学背景,数据离差大、变化系数特别高,分配极不均匀,在局部呈现极度贫化或极度富集现象,具有形成重大矿床的基础,找矿前景极好.在后期地质地球化学成矿作用过程中分散或富集作用非常明显,具有形成大型、超大型矿床的地球化学前提.控制金高背景的主要因素为超基性、基性、中基性,碱性岩浆岩和具有继承性的地层;低背景区主要分布于滇西地区,受酸性岩浆岩、一些元古界老变质岩、震旦系、寒武系和中生界侏罗系、白垩系控制.

北衙金矿区东西向隐伏构造的磁重解释

北衙地区南大坪—马头湾—红泥塘一带存在着近东西向的隐伏构造,通过磁重解释及综合地质研究,推测该断裂为基底隐伏断裂,西起南大坪村,向东经干海子、马头湾、红泥塘至鸡鸣寺一带,全长约20 km.喜马拉雅期在基底及深部古构造基础上再度活动,诱发含金富硅碱性岩浆上侵,对区内岩浆及成矿有着重要的控制作用.

邦歪稀土元素成矿地球化学特征分析

稀土金属在国民经济建设中占有重要地位.稀土元素化学性质非常活泼,由于"镧系收缩",元素间具有极为相似的化学性质和相近的地球化学行为,在自然界常紧密共(伴)生在一起.邦歪地区处于较好的地质-地球化学成矿带上,稀土元素地球化学背景含量高,分配分布较均匀,稀土元素组合非常具规律性,找矿前景良好,成矿以轻稀土(La-Ce-Nd)为主,共(伴)生Dy、Pr、Eu、Gd、Sm等重稀土.