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关键词： 宁安市   土壤   重金属元素   地质累积指数法   污染评价   富集特征  

摘要： [研究目的]黑龙江省宁安市是全国83个黑土地重点保护县市之一，查明宁安市土壤重金属元素分布特征及环境质量情况，对打造“百公里东北亚高端食品农产品和文化生态产业走廊”有重要意义。[研究方法]系统采集70个表、深层土壤样品，测定Zn、Ni、Cd、Cu、Cr、Pb、As、Hg 八项重金属元素含量，采用数据统计和地理空间分析方法，揭示其分布及富集特征，采取相关性和主成分分析方法追溯重金属来源，运用地质累积指数和内梅罗综合指数法开展土壤污染评价。[研究结果]（1）宁安地区Hg、Cd、Ni、As 四类重金属元素变异系数均＞36%，受人类活动影响较大。（2）Ni、Cu、Cr 三类元素来源主要为深部母岩或风化物母质；Pb和As元素主要受农业活动影响；Zn、Cd和Hg元素主要受人类活动和地质背景双重影响。（3）宁安地区不同重金属元素深层土壤富集程度差异较大，大部分以无富集、轻度富集为主。（4）地质累积指数法评价结果显示，除Cr元素轻微污染点位占比达71.02%外，其他重金属元素轻微污染点位未超过50%。（5）内梅罗综合污染指数法结果表明，宁安地区重金属元素单项污染指数大小排序为Cr＞Ni＞As＞Cd＞Cu＞Zn＞Pb＞Hg。除Hg元素尚清洁和Cr元素中度污染外，其余土壤中重金属单项污染指数均以轻污染为主。[结论]宁安地区土壤存在重金属轻微污染问题，建议在采矿作业，农业生产等人类活动中注意加强防范措施。

关键词： 金川铜镍(铂)硫化物矿床   金云母   元素地球化学   熔体流体流  

摘要： 中国金川铜镍(铂)硫化物矿床是世界第三、亚洲第一的铜镍硫化物矿床,是重要的战略性资源宝库。关于洈该矿床的成因、机制等目前还存在很多的争议。金云母是金川岩石、矿石中常见的含水矿物,其与造岩矿物、金属矿物的关系可以指示岩浆作用、成矿作用以及流体作用的相互关系。本文通过对金云母的系统镜下观察,结合元素地球化学特征,划分了金川矿床中金云母的2种类型:A型金云母和B型金云母。A型金云母多呈半自形自形结构,深黄褐色无色的多色性明显,多产出于贫矿或无矿的岩石中,与橄榄石、辉石等颗粒呈共结结构,应为同时从幔源超基性岩浆中结晶的产物。元素分析显示,其与美国、南非等金伯利岩、煌斑岩中的金云母类似,属于重平衡金云母,不属于岩浆型金云母,表明其受到了幔源熔体流体流的轻微改造;B型金云母亦多呈半自形自形,但无多色性,产于较富的矿石和蚀变较重的岩石中,发育于造岩矿物之间,有时呈共结结构,常与金属矿物共生或被金属矿物穿切交代,与其周围的橄榄石、辉石呈共结结构,这些橄榄石、辉石通常已发生蛇纹石化或绿泥石化,推测B型金云母亦为岩浆结晶生成。元素分析显示其与南非的部分橄榄岩中的金云母类似,属于新生金云母,受幔源熔体流体流改造较强,与成矿主期相关。A型金云母形成于相对贫硅、贫镁、贫钠,富铁、富铝的高温、高钛、高氧逸度的环境,利于Fe等金属元素的富集。B型金云母是A型金云母经改造后形成的,其元素特点可能说明改造B型金云母的是来自幔源的富含(Cl)挥发分的富镁、富硅、富钠,贫钛、贫铁、贫铝的熔体流体流,在此过程中,造岩矿物吸收Mg,析出Fe,形成矿床。利用Ti计算了金云母的结晶温度,其温度的连续性垂直变化可能代表了长期持续的熔体流体作用,说明金川超基性岩体更可能是熔体流体的长期通道,这可能是导致金属元素不断富集从而成矿的原因。

关键词： 黄芪   电感耦合等离子体质谱法   化学计量学   风险评估   AHP-CRITIC   逼近理想解排序法   品质评价  

摘要： 结合化学计量学,探究25种元素在黄芪各部位和组织结构的富集规律,对重金属有害元素进行健康风险评估,并建立用于黄芪品质评价的层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)-指标相关性的指标权重法(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation,CRITIC)复合权重,联用逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,TOPSIS)多指标综合评价模型。采用微波消解-电感耦合等离子体串联质谱法测定黄芪各部位和组织中无机元素含量,综合化学计量学探究元素径、轴向分布规律,筛选特征元素。计算重金属有害元素的污染指数、靶标危害系数,以进行安全性和健康风险评估。利用AHP-CRITIC设定元素权重,构建TOPSIS模型评价黄芪品质。结果表明,仅S1和S4周皮中Cu超出《中国药典》限量。但超半数周皮中As和Pb不符合药食目录的限量。无机元素主要集中于根的周皮,Al在周皮中的含量可达其他组织的50~100倍。而Zn、Mo等元素在韧皮部或木质部含量高于周皮。正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)结果显示,仿野生芪能明显分为周皮、韧皮部、木质部3类,B、Na、K、Ca、Zn、Mo为特殊指征元素。黄芪原粉使用时Al、Pb对人体存在一定的健康风险,水煎服无明显健康风险。AHP-CRITIC加权TOPSIS模型结果显示,山西朔州、陕西榆林、甘肃定西整体的黄芪品质较好。建立的分析方法适用于黄芪各部位结构中无机元素的含量测定,其健康风险评估体系可为黄芪无机元素的控制、去皮加工和药食用方式提供参考。基于补充无机元素方面,构建AHP-CRITIC加权TOPSIS模型可用于评价黄芪品质。

关键词： 元素地球化学   物源区   泥岩   三湖坳陷   柴达木盆地  

摘要： 【目的】明确柴达木盆地三湖坳陷第四系泥岩的物源属性和构造背景，可为三湖地区第四系生物气勘探开发提供地质依据。【方法】对涩北地区涩探1、2井（ST1、ST2）第四系不同深度的岩心样品进行主、微量元素及稀土元素分析。【结果】（1）涩北地区第四系泥岩具有低硅(SiO2=48.17%)、高铝(Al2O3=15.23%，铝指数A/NK=2.54，铝饱和指数A/CNK=1.59)、富镁钙（MgO=3.81%，CaO=7.91%）、较富铁(Fe2O3=4.99)、全碱含量较低(K2O+Na2O=5.94%)、Ba和Cu相较于UCC明显富集、Nb亏损、其余微量元素和稀土元素含量与上地壳相当的特征；（2）涩北地区样品受沉积分选和再循环、化学风化和成岩作用影响小，其元素特征可以有效地指示物源和构造背景。主微量元素和稀土元素比值均指示三湖坳陷第四系泥岩沉积物源主要来自上地壳长英质沉积岩和火成岩源区，物源区构造背景为活动大陆边缘环境；（3）三湖坳陷第四系沉积物的潜在物源区为坳陷南侧的东昆仑造山带、坳陷北侧的南祁连造山带，其中ST1以来自北侧的南祁连造山带为主要物源，ST2以来自南侧的东昆仑造山带为主要物源。【结论】三湖坳陷第四系泥岩物质来源具有南北双向供给特征，其地球化学参数为活动大陆边缘背景下沉积岩—火成岩混合源区的可靠指示。

关键词： 准东煤田   元素地球化学   煤中硫   黄铁矿成因  

摘要： 为揭示低硫煤中黄铁矿的赋存特征和成因机制，以新疆准东煤田将军戈壁二号矿煤层为研究对象，对其进行了偏光显微镜、SEM-EDS、XRF、ICP-MS和EPMA等分析测试，系统分析了该矿煤岩煤质、矿物学、地球化学特征和黄铁矿赋存特征，重点讨论了煤中黄铁矿成因机制。结果表明，煤中主要矿物为黄铁矿和高岭石，黄铁矿主要呈粒状、脉状和浸染状等；煤中元素含量整体较低，稀土元素配分模式为轻稀土富集型，具Eu、Y、Ce正异常。本研究表明，该煤层形成于陆相沼泽环境，淡水输入、成煤植物及后期热液共同提供了硫源和铁源，但受限于硫和铁供应不足及弱氧化条件，导致黄铁矿仅在煤层中局部发育。粒状黄铁矿形成于早期成岩阶段，后期热液淋溶作用导致其表面普遍发育有含赤铁矿的孔洞；脉状黄铁矿则形成于后生阶段，由含硫和铁元素的流体沿煤层孔裂隙系统运移沉淀形成。

关键词： 元素地球化学   还原环境   构造改造   淋积作用   下约铀矿  

摘要： 下约铀矿床是贵州省唯一赋存于二叠系煤系中的碳硅泥岩型铀矿床,有关该矿床的地球化学特征、成矿机制和成因等研究甚少。文章通过对下约铀矿床矿石、围岩的主量、微量和稀土元素分析,总结、探讨了矿床成矿环境、成矿物质来源和成矿机制及成因。结果表明:下约铀矿床矿石、围岩化学成分主要以SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、TFe_(2)O_(3)为主,以富SiO_(2)、高LOI和极贫CaO、MgO、Na_(2)O、K_(2)O等为显著特征;矿石中U、Mo、V等元素超常富集,U与Cr、V、Mo、Pb、Ni等元素呈正相关;轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,矿石和围岩中Eu的异常均表现为负异常;根据氧化还原环境判别指标U/Th值、δU值、V/(Ni+V)值、Cu/Zn值、Ni/Co值和相对盐度、酸度环境指示指标CaO/(CaO+TFe)值、MgO/TFe值、(CaO+MgO)/(SiO_(2)+Al_(2)O_(3))值、MgO/Al_(2)O_(3)×100值,反映下约铀矿床形成于缺氧的还原环境,低-中盐度、酸性的陆海过渡性沉积环境相有利于铀的富集沉淀;下约铀矿床成因与构造改造和后期淋积作用关系密切,成矿物质来源具有多源性和深源性,铀一部分来自于区内富铀地层岩石,另一部分可能来自深源含铀流体。综合分析认为下约铀矿床的形成经历了同生沉积、成岩预富集、构造改造和后期淋积作用富集成矿3个阶段,成因属于沉积成岩、构造+淋积改造型铀矿床。

关键词： 沥青   油源对比   稀土元素   微量元素   长城系   鄂尔多斯盆地  

摘要： 鄂尔多斯盆地南缘中元古界露头区长城系北大尖组灰白色石英砂岩中发育不连续分布黑色薄层干沥青。为了揭示沥青的来源,本次研究采集了山西永济市凤伯裕长城系露头剖面的4个崔庄组页岩样品和5个北大尖组沥青样品。通过对沥青样品野外露头和岩石薄片的观察,将其与盆地南缘下古生界—中元古界几套潜在烃源岩的微量元素与稀土元素特征进行油源对比。结果表明:沥青样品的微量元素V/(V+Ni)比值0.78~0.86,Sr/Ba比值0.18~0.45,反映了缺氧、半咸水的沉积环境。总稀土元素含量(ΣREE)介于3.36×10^(-6)~651.30×10^(-6),平均值为170.16×10^(-6);轻重稀土元素比值(ΣLREE/ΣHREE)介于2.96~34.90,平均值为9.81,轻重稀土元素分异显著。沥青样品与崔庄组烃源岩的灰色关联系数平均值超过了0.95,二者的微量元素聚类也显示具有同源性;而沥青样品虽然和奥陶系平凉组及下寒武统东坡组烃源岩的稀土元素灰色关联程度也较高,但在微量元素特征上存在差异,因此沥青应该是来自盆地南缘中元古界长城系崔庄组暗色页岩/泥岩。早奥陶世崔庄组烃源岩进入生油门限,大量石油向上运移至北大尖组储层中,并在圈闭中聚集下来;早二叠世崔庄组烃源岩开始生气,部分气态烃类也运聚至北大尖组圈闭中,受强烈的岩浆活动影响,热异常导致长城系古油藏发生高温裂解,重质烃组分残留下来并最终转化为沥青。

关键词： 元素地球化学   草莓状黄铁矿   沉积古环境   有机质富集   羌塘盆地  

摘要： 为明确羌塘盆地中部下二叠统展金组细粒沉积岩有机质富集的控制因素,基于40件细粒沉积岩开展薄片显微特征、有机碳、元素地球化学及矿物学研究,剖析了沉积古环境演化过程及其对有机质富集的控制作用。该细粒沉积岩基于化学成分、粒径和沉积构造可划分为块状硅质泥岩、块状硅质粉砂岩、块状硅质粉砂质泥岩、纹层状硅质泥岩和纹层状硅质粉砂岩五种岩相类型,但有机碳含量受岩相变化影响较小;地球化学指标及草莓状黄铁矿粒径变化规律反映该细粒沉积岩沉积期形成于氧化—贫氧的水体环境,并伴随有大量的铁镁质陆源碎屑输入及微弱的热液活动。输入的碎屑营养物一方面促进生物繁殖,提高了表层水体的古生产力水平,另一方面增强了对有机质的吸附能力。研究表明该细粒沉积岩有机质富集主要受古生产力水平、黏土矿物吸附作用及快速沉积速率控制,基本不受氧化还原影响。

关键词： 早白垩世   阿普特阶   九佛堂组   黑色页岩   元素地球化学   富锂盐湖  

摘要： 辽西朝阳-凌源地区喀左盆地主要由早白垩世阿普特阶九佛堂组湖相黑色页岩组成。九佛堂组承载热河生物群晚期沉积历史,其湖泊水环境具有重要研究意义。本文对喀左盆地中部九佛堂村-旧烧锅村九佛堂组建组剖面以及盆地西南缘佛爷洞乡九佛堂组湖相黑色页岩开展野外地质调查与露头采样工作,分析14件样品的全岩主量和微量元素组成。结果表明,九佛堂组黑色页岩的CaO与MgO含量、烧失量呈正相关关系,与SiO_(2)、TiO_(2)、Al_(2)O_(3)、K_(2)O含量呈负相关关系,指示化学沉积与陆源碎屑输入的波动。微量元素组成与平均大陆上地壳组成相近,指示长英质上地壳物源。喀左盆地黑色页岩整体富集Li、Cs、Rb等水溶性元素,指示蒸发浓缩作用。毗邻的建昌、朝阳等盆地九佛堂组水溶性元素富集特征较弱,且沉积厚度显著小于喀左盆地。因此,喀左古湖为内流盐湖,是区域汇水中心。喀左盆地九佛堂组下部出现Li-Cs含量异常升高现象,推测其与全球规模的火山喷发和气候变化有关。

关键词： 龙潭组   元素地球化学   沉积环境   形成模式   川东地区  

摘要： 为探讨川东地区上二叠统龙潭组泥页岩形成的沉积环境特征、主控因素和富有机质泥页岩形成模式,以华蓥山剖面为研究对象,开展了系统的有机岩石学、有机地球化学和元素地球化学等测试。结果表明,研究区龙潭组泥页岩的物质来源复杂,Co/Th-La/Sc、La/Yb-ΣREE和TiO_(2)-Al_(2)O_(3)/TiO_(2)图解指示源岩主要为峨眉山高Ti玄武岩和中酸性火山岩;Th-Sc-Zr、Th-Co-Zr和La-Th-Sc图解表明龙潭组泥页岩物源区构造环境为被动大陆边缘环境。龙潭组泥页岩化学蚀变指数CIA平均值为80.64,属于中-高强度风化;Sr/Cu值为0.48~8.08,平均值为2.22,MgO/CaO值为0.62~52.58,平均值为14.36,反映了龙潭组沉积期整体为温暖湿润的气候条件。Sr/Ba值为0.37~1.86,100 MgO/Al_(2)O_(3)值为3.27~5.45,指示龙潭期为半咸水海陆过渡环境。Zr/Al平均值为7.97×10^(-3),100 Mn/Fe平均值为0.68,反映研究区龙潭期沉积水体较浅,与浅水陆棚沉积背景一致。V/(V+Ni)值为0.62~0.98,平均值为0.89,Ni/Co值介于0.47~13.81之间,平均值为5.49,Ce_(anom)平均值为0.03,综合判识龙潭组沉积水体以弱还原至还原环境为主。结合沉积环境、有机质特征及地质背景,认为龙潭组富有机质泥页岩形成于温暖湿润的气候环境,在强风化条件下,高等植物死亡以后随玄武岩和中酸性火山岩风化形成的陆源碎屑进入沉积水体,在快速沉积速率条件下高等植物迅速沉积埋藏得以有效保存,最终形成倾气型优质泥页岩。