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。

华南红土主元素表生地球化学特征

华南红土从其母岩到表土,普遍表现为主元素SiO2、K2O、Na2O淋失,Fe2O3、Al2O3、N、S富集。红土饱和水含量最高的是D2型红土,最低的是老红沙型红土。在岩石与上层红土风化特征中,风化强度以γ型红土最强,而灰岩型红土最弱;淋溶系数最大的是灰岩型红土,最小的为γ型红土;变异系数最大的为灰岩型红土,最小的为Q2型红土。从空间上看,红土的表生地球化学特征、红土成分的变异系数、红土的淋溶系数、红土的风化率和风化强度、红土湿度和温度等均受母岩、气候纬度效应制约。相关分析表明,华南红土中的水含量和土温与Fe2O3含量呈正相关关系。初步研究表明,华南红土的表生地球化学特征是长期和多种环境变化的真实记录。

铅锌矿床中镉的表生地球化学研究现状

铅锌矿床是镉主要来源,在其开采过程中,镉等重金属有毒元素会产生次生富集,同时不可避免向环境大量释放,严重影响周围环境。本文介绍了铅锌矿的表生地球化学研究现状,提出应加强镉等重金属元素在表生风化作用下活化-迁移-富集机理及影响因素,定量地描述镉等重金属元素的释放过程等地球化学研究,以揭示镉等有害元素在铅锌矿山表生风化过程中的活化、迁移、次生富集的规律及机理,探讨其通过岩(矿)石-水-土壤-植物影响环境和人类健康过程,这不仅对于铅锌矿山环境有重要意义,而且也将揭示一些矿床中镉高度富集机理,从而在理论上丰富镉的地球化学内容,对研究铅锌矿床中元素循环、矿山修复、环境评价及生态效应等具有重要意义。

甘肃省白银市土壤重金属污染地球化学特征及其表生地球化学成因

基于以土壤为主的多介质地球化学测量,对生态环境问题严重的白银市进行土壤环境质量评价,得出研究区重金属元素在全区呈综合表生富集性污染、中度以上农田生态化学污染及潜在生态风险,重金属元素的表生富集是农田生态化学污染及潜在生态风险的主要原因。污染性重金属元素输入源及污染方式为:白银市区工矿企业、机动车辆产生的废气和烟雾形成的干湿沉降;矿渣及岩矿石水岩反应产生重金属物质的水化学迁移分散;工矿企业污水在渠系径流中的重金属元素沉淀。重金属元素经历氧化还原、水解、络合(螯合)、吸附-解吸、溶胶聚沉等土壤和水化学反应,主要经水化学迁移和大气飘移等空间分散过程,并经沉淀、吸附等表生作用而在区内土壤局部集中形成污染。

山地表生地球化学研究现状与展望

山地是地球上重要的地貌单元,占全球陆地面积的20%,中国山地占国土面积的2/3。山地是全球物质和能量循环的起点,是对全球气候变化最为敏感的区域。山地表生地球化学包括山地生物地球化学、山地环境地球化学和山地生态地球化学,是山地科学的主要内容。结合当前研究热点,山地表生地球化学重点关注山地表生生态系统对全球气候变化的响应与适应以及山地表生生态系统物质循环对山地生态环境健康的影响。未来需要在山地生态系统中将大气圈、水圈、土壤圈、生物圈作为一个整体,系统地开展山地表生地球化学研究;从初期的单一要素着手积累基础数据,到后期的多单元、多因素研究的整合;通过长期的野外监测和室内分析,最终建立适合山地生态系统的物质地球化学循环模型,预测将来全球气候变化和人类活动影响下山地生态环境的发展趋势和可能的潜在影响,这对山地自身的生态环境安全以及山区社会、经济和文化的可持续发展具有重要的现实意义。

华南红土微量元素表生地球化学特征及环境效应

华南红土从岩石到表土，普遍表现为微量元素B、Mo、Pb、Zn、As和Cr都有不同程度的富集。同族微量元素相比，原子量小的元素含量大于原子量大的元素。偶数微量元素含量均高出奇数的2～10倍。从空间上看，以上表生地球化学特征、红土化学成分、淋溶系数、土壤湿度和土壤温度等环境因素均受母岩和气候纬度效应制约。相关分析表明，华南红土中的水含量和土壤温度均与Cr、As等含量呈正相关。初步研究表明，华南红土微量元素的表生地球化学特征和环境效应特征，是全球变化事件在华南红土地区的具体响应。

矿山尾砂表生地球化学过程实验研究

在对石铜钼矿和河台金矿尾砂矿物物相及化学组成研究基础上 ,利用自行设计的大口径淋滤柱开展了淋滤实验和静置浸泡 (溶解 )实验。研究结果表明 ,矿山尾矿排放水不一定是酸性 ,它取决于矿床脉石矿物、赋矿的岩石及其次生蚀变矿物的酸缓冲能力。矿山排放水的组成是地表或地下水与矿山尾砂中矿物和氢氧化物及非晶态物质相互作用的结果 ,元素的赋存状态对其被淋滤的程度有很大影响。优先流能使重金属大量带出 ,因此要尽量防止优先流的形成。研究结果可为矿山综合整治和修复提供重要依据。

内蒙古东部半干旱草原残丘景观区敖格道仁诺尔铜多金属矿(化)区表生地球化学异常特征

本文通过对内蒙古呼伦贝尔盟新巴尔虎石旗敖格道仁诺尔铜多金属矿 (化 )区内成矿及伴生元素表生地球化学的研究 ,分析了钙积层、风成沙等制约因素对铜多金属元素表生地球化学异常发育的影响 ,总结了该类特殊景观条件下铜多金属元素表生地球化学异常特征及其在垂向和侧向上的迁移规律。

铂族元素的表生地球化学研究进展

基性 超基性岩及黑色页岩等风化过程中铂族元素发生了活化和迁移。铂族元素在岩体附近土壤、植物和水体等表生介质中的迁移富集特征可以用来寻找岩浆型铂族元素矿床。黑色页岩风化过程中,Os的表生迁移对海洋187Os 188Os值上升有重要意义。此外,作为重金属元素,机动车铂族元素催化剂在环境中的释放,也会带来潜在的生态环境和人体健康问题。

青海省高寒草甸区西部表生地球化学作用

依托大场大型金矿床对青海省高寒草甸区西部的表生地球化学作用进行了研究,发现风成沙集中在-40～+160目粒级段,富含SiO2,而绝大多数元素的含量均很低;-20目残坡积土和-5～+20目草皮层土富集或基本富集了大部分金矿化指示元素,均可代表近源物质。从基岩→残坡积层→草皮层→水系沉积物,金矿化主要指示元素Au、As、Sb的平均含量在逐步降低,其他元素也多如此。在高寒准平原—丘陵区,地表存在着元素(特别是Au、As、Sb)被不同程度贫化或均一化的地球化学作用。

内蒙古东部半干旱草原残丘景观区铜多金属元素表生地球化学异常特征及其评价指标体系的构建

分析了研究区内钙积层、风成沙等制约因素对铜多金属元素表生地球化学异常发育的影响，总结了该类特殊景观条件下铜多金属元素表生地球化学异常特征及其在垂向和侧向上的迁移规律。在此基础上。

森林沼泽景观区有机质对元素表生地球化学特征的影响机制

有机质干扰是困扰森林沼泽景观区化探工作多年的问题。对有机质对元素表生地球化学特征的影响机制进行了初步研究,结果表明:有机质主要通过直接吸附元素和改变环境的物理化学条件这两种方式对元素表生地球化学特征产生影响,两者之间又存在着密切的关系。研究结果较好地解释了由于有机质的干扰而使化探异常发生的变化。

江西武宁县石门寺钨铜矿区风化作用过程中W、Cu等元素的表生地球化学行为(之一)

以江西省武宁县石门寺钨铜矿区燕山期和晋宁期岩体风化作用过程中W、Cu等元素的表生地球化学行为为研究对象,通过反映风化程度的化学风化指数CIA、风化作用过程中组分得失的估算、不同介质中W、Cu等成矿元素的含量变化及大离子亲石元素表生地球化学行为等方法的研究表明,石门寺钨铜矿区2个时期岩体元素淋失与风化强度有关,土壤剖面中碱金属、碱土金属元素大量淋失,而W、Cu等成矿元素在土壤B层中显著富集;从岩石到土壤、再到水系沉积物风化过程中,W、Cu等成矿元素含量逐渐升高,为此,一级水系沉积物和B层土壤是赣北九岭W、Sn、Cu、Mo多金属矿集区地球化学找矿的绝佳采样介质,是矿集区内找矿新突破的有效手段。

基于穆斯堡尔谱技术的铁化学种及其在相关表生地球科学研究中的应用

由于铁元素分布的广泛性和化学反应的活泼性,它在地球科学研究中具有极为重要的应用意义。与其他多种方法相比较,穆斯堡尔技术是铁元素化学种检测最为有效的方法之一,许多研究结果显示铁元素化学种在相关表生地球科学研究中的应用前景广阔,例如滑坡带地球化学、湖泊沉积环境、岩石光谱特征、重金属污染沉积物及其环境修复技术等。

亚热带岩溶景观区金的表生地球化学异常特征——以云南东部富源胜境关金矿区为例

利用土壤地球化学和相态分析方法 ,对云南东部亚热带岩溶景观区内富源胜境关金矿区及其外围金的表生地球化学进行了研究。结果表明 :该区金的原生异常是经过表生带而被放大的 ,表现为在表生介质中形成强化的表生异常 ,是由于表生带中存在多种地球化学障而引起的 ;金的表生异常元素组合特征与原生异常基本一致 ;区内土壤中金的赋存主相态是铁锰氧化物相、吸附相和水溶相 ,且金趋于在土壤腐殖层 (A层 )富集 ;金的表生地球化学异常的发育主要受地理景观条件、土壤中的化学物理因素、土壤结构类型、区域构造及岩性和金的表生地球化学性质等因素制约。该景观区内金的表生地球化学异常特征及其制约因素的研究结果 ,为该区金的表生异常评价提供了理论依据。

表生地球化学研究现状及进展

在界定表生地球化学研究对象及内容的基础上 ,总结了表生地球化学的五种研究方法 ,其中非常规研究方法将占据重要地位 ,整体论是各种研究方法的基础。同时 ,对国内外表生地球化学研究的现状及进展进行综述与分析。区分了狭义表生地球化学与广义表生地球化学的研究范围 ,提出二者协调与整合发展是 2 1世纪表生地球化学研究发展的趋势 ,也是其在地球系统科学研究和实施“可持续发展”

内蒙古东部半干旱草原残丘景观区铜等金属元素表生地球化学异常特征及其评价指标体系的初建

通过对内蒙古新巴尔虎右旗敖格道仁诺尔银铜多金属矿（ 化） 区内成矿及伴生元素表生地球化学的研究，分析了钙积层、风成沙等因素对铜多金属元素表生地球化学异常发育的影响，总结了该类特殊景观条件下铜等金属元素的表生地球化学异常特征及其在垂向和侧向上的迁移规律。

江西临川茅排地区金表生地球化学作用研究

本文从水文地球化学角度研究了金的表生地球化学作用，并应用热力学方法计算了茅排地区水中金的存在形式，研究了水溶金的迁移和沉淀条件，得出了一个重要结论：是该区水中金的主要存在形式。在此基础上初步探讨了砂金矿的形成条件。

表生地球化学研究若干方面现状

表生地球化学研究十分广泛。表生地质地球化学的研究包括有表生地球化学过程中各种动力学模型的研究，微生物对各种元素地球化学循环的控制作用及机理研究，岩石风化过程中定量指标的研究与应用，稀土元素在表生作用过程中的地球化学行为及有机质在表生矿产特别是金属矿产成矿机制中的作用的研究。上述诸方面的研究近年来已取得了不少新的成果，对表生矿产的形成机制及合理地开发和利用作出了应有的贡献。

表生地球化学异常形成机理及异常解释

目前对异常的解释和评价处于以元素浓度论异常,以异常强度定靶区的简单化过程中。本文试图拓宽异常解释思路,将次生异常的形成机理、地球化学环境、异常特征及地质背景一并考虑,通过综合分析,充实异常解释依据,建立地球化学标志,增强找矿信息。