土壤地球化学特征

土壤地球化学特征（通用12篇）

土壤地球化学特征 篇1

影响或控制土壤形成的因素包括自然(气候、生物、母质、地形和时间)和人为成土因素(耕垦、施肥和灌溉等),土壤地球化学特征体现了两者的相互制约和综合效应。以往研究表明,现代人类活动(主要是农业和工业发展)制约了土壤的形成过程,并在一定程度上影响了土壤中某些元素的空间分布特征[1]。如对西班牙铅锌矿附近土壤中重金属元素分布的研究认为,工业废渣和废气的排放是造成土壤中Pb、Hg、As等重金属元素含量升高的主要原因[2]。但在基岩背景、土壤类型以及表生环境作用下,某些元素高含量未必全部来源于人为污染,如保加利亚炼铁厂周围土壤重金属元素富集主要是由地质背景决定的,与人类活动关系不明显[3]。杭州蔬菜种植地土壤中Co、Mn和Ni主要来源于成土母质,而Hg和Cd则主要受人为活动影响[4] 。芬兰、奥地利以及德国等国家地球化学填图发现土壤As主要来源于风化岩石、植物生化作用以及地壳脱气[5]。

烟台地处渤海湾,是我国优质苹果的四大产区之一,苹果产量和种植面积约占全国的40%。优质苹果的产出与气候、品种及人为耕种有关,但成土母质、土壤理化性质及土壤地球化学特征更是影响苹果产量和质量的关键因素。前文已述,自然或人为成土作用以及二者的综合效应是决定土壤特征的主要因素,而准确判断苹果种植区土壤元素的主控成土因素,探讨土壤发育程度与特异性元素(影响苹果品质元素)相关性,对查明优质苹果产出的根本原因,科学指导种植规划具有重要意义。

1 研究区概况

烟台地处山东半岛北部,闻名全国的烟台苹果是该区的主要经济作物之一。本区地势为中部、南部地势高,西部地势低,地貌以低山丘陵和剥蚀平原为主,另有少部分中山和微倾斜低平原。低山丘陵标高(200～400) m,剥蚀平原标高(50～200) m,全区最高峰昆嵛山,标高923 m。区内水系发育,河网纵横,水库星罗棋布,交通便利。本区地处华北板块胶北隆起地带,山地丘陵区占全区总面积的85%,发育有太古代、元古代和中新生代侵入岩,岩性主要为二长花岗岩、石英二长岩和花岗闪长岩,岩石风化残积物多形成棕壤性土、酸性石质土和酸性粗骨土,局部地段发育有元古代、中生代地层,岩性主要为砂岩和碎屑岩。第四系覆盖区约占全区总面积的15%,其最大覆盖厚度达100 m。第四系成因类型多种多样,更新统以风成为主、残坡-坡洪积次之,全新统则以冲积为主,风成、海相沉积次之,土壤主要为潮土、褐土和滨海盐土。

2 材料和方法

宏观上,烟台优质苹果与适合的地形、地貌条件,气候以及人工管理相一致;微观上,则与土壤元素含量和土壤理化性质等密切相关,而这些又在根本上受到地质背景和成土条件的控制。不同的地质背景发育地球化学特征迥异的土壤,从而对苹果品质产生影响。依据烟台苹果种植区所包含的主要岩石类型及其风化形成的土壤区,选取了代表烟台不同地质背景的9个采样区(图1),探讨果园土壤地球化学特征及主控成土因素。

野外采集代表9种地质背景的未风化岩石样品,采集岩石样品的同时,在相应种植园内,从苹果滴水线到树根之间对称选取4点,除去表层枯草落叶,取等量土壤(各250 g左右)组合成一个根系土样品,采样深度(0～20) cm。所采岩石和土壤特征见表1。作为根系土样品的参照,在相应的地质背景区分层采集(0～20) cm、(20～40) cm、(40～60) cm深度的土壤样品。

所有样品分析由中国地质大学(武汉)国家重点实验室承担。采用X射线荧光光谱法、氢化物原子荧光光谱法、离子选择性电极法、容量法等对样品中的OrgC和Cd、Cl、Cu、Hg、N、P、CaO、As、B、F、S、U等元素含量进行测定。采用了标准样、密码样、监控样等多种监控手段,保证分析质量。

3 果树根系土元素地球化学特征

3.1 果树根系土特异性元素

优质苹果种植区的土壤元素组合、土壤理化性质势必具有利于苹果生长的独到之处,与非种植区相比,土壤必然存在着特异性元素组合。将研究区苹果根系土元素与全国和中国东部平原土壤元素含量均值进行对比(图2),可以看出,苹果根系土中N、P、OrgC、Cd、Cl、Cu、Hg含量显著高于中国东部平原和全国土壤平均值,为种植区特异性富集元素;而As、B、Ca、F、S、U含量较低,为种植区特异性亏损元素。可认为,这些元素是种植区土壤地球化学特征的代表性元素,也是优质苹果产区土壤与非种植区土壤的差异所在。

3.2 土壤剖面元素地球化学特征

无论是特异性富集元素还是亏损元素,都趋于在表层土壤中积累(表2)。

3.2.1 土壤富集元素剖面特征

由表2可见,根系土中N、P与OrgC的含量远高于深层土壤,根系土N、P与OrgC含量丰富与微生物活动、果园施肥等农业生产活动有关。根系土中Cd、Hg和Cu元素含量远高于深层土壤,而深层土壤Cd、Cu与母岩间含量差异不大。大量研究证明,铅锌矿冶炼厂产生的粉尘,或由选矿和有关工业(电镀、碱性电池等) 废水排入环境引起的表层土壤Cd、Hg、Cu富集[7,8]。此外,含Cd、Cu等农药喷洒以及肥料[18]也是导致表层土壤镉、汞、铜污染的重要原因。

注:采样数为“岩石+深层土壤+根系土=总样品数”。

注:CaO、OrgC单位%,Hg为10-9,其他元素为10-6。

3.2.2 土壤亏损元素剖面特征

研究区根系土中Ca、B、S、U均属于贫乏元素,由表2可见,它们在岩石和土壤中发生了较强烈的空间分异,但在根系土和深层土壤中含量相当。由于人类活动对深层土壤的影响很小,岩石和土壤中元素含量的差异推断主要与成土过程中自然分异有关。

根系土、深层土壤以及岩石中As含量发生了显著分异。相关研究表明[9,10],受人类活动干扰频繁的土层更易造成As累积。根系土中As的累积可能与本区金矿开采、选冶活动有关[11],但自然成壤导致元素产生空间分异的作用也不容忽视。而F元素含量在根系土、深层土壤以及岩石中差别不大,说明F在成土过程中自然分异作用微弱,显示了土壤F元素对成土母质的继承性。

4 土壤成土因素研究

随着土壤熟化程度加深,碱金属和碱土金属离子会逐渐淋失迁出,而Si、Al、Fe元素浓度增加,Fe/Na浓度比升高。因此,Fe/Na比作为一种有效的指示土壤发育程度的指标[12],能有效反映土壤的成熟度。

与牙买加区域表层土壤(Fe/Na为0～500)[12]相比,研究区表层土壤Fe/Na变化范围较小(0.1～28.8),表明研究区土壤化学成分差异不大。但图3所示区内表层土壤Fe/Na累积概率图中可以看出,在Fe/Na=1和Fe/Na=3处各有一个转折点,因此研究区表层土壤从化学组成上可分为三种类型: I类为Fe/Na<1, II类为Fe/Na=1～3, III类为Fe/Na>3。

由表3可见,研究区表层土壤中OrgC、Cd、Cu、N、Ca、As、B、F、U等大多数元素含量随Fe/Na比增大而升高;Fe /Na比所指示的土壤成熟度与元素含量的相关性说明:本区表层土壤中大多数元素的地球化学特征是以自然成土作用为主控因素;而P、Cl、Hg、S在三类土壤中相关性较差,P、Hg在II类土壤中最高,Cl、S在 I类中最高,说明P、Hg、S除受自然成土因素控制外,可能还受人类活动影响。

由以上可见,土壤成熟度对特异性元素的浓度有重要影响。其主要原因是土壤从新鲜到成熟的过程,各元素所处的土壤条件发生变化,导致元素改变了原先的赋存状态,某些元素活动性增强而迁出土壤,另一些元素则发生残余富集。因此,以Fe /Na比所指示的土壤成熟度是导致土壤元素含量差异的重要原因,即便是人为成土因素主控的特异性元素如Hg、Cu、OrgC等,与自然成土因素相比,人类活动的影响仍然是微弱的,人类对表层土壤的影响只是叠加在先天自然背景上,并未完全改变元素的地球化学特征。

5 土壤成熟度对苹果品质的影响

图4为研究区9个地质单元区苹果根系土Fe/Na比箱图,Fe/Na >3的两个地质单元分别为牟平(二云母片岩)和臧家庄大北桥(灰岩),分别发育质地黏细的土壤和石灰性棕壤(见表1),土壤成熟度较高。Fe/Na =1～3的地质单元分别为村里集、潮水、蛇窝泊、桃村、武宁和臧家庄,发育砂质棕壤土,土壤成熟度相对较低。Fe/Na <1的地质单元为官道,土壤发育麻砂棕壤。苹果树适宜在偏砂性的土壤中生长,而Fe/Na比高的土壤成熟度高、黏性强,因此高Fe/Na比(>3)的土壤不利于苹果种植。实地调查也表明,蛇窝泊、桃村和村里集果园最优(Fe/Na =1～3);而大北桥和牟平果园(Fe/Na比>3)产量较低,且苹果口味差。可见,不同地质背景所决定的土壤成熟度以及元素组合特征是影响苹果品质的根本原因,也是苹果生产布局的主要因素。

注:CaO、OrgC单位%,Hg为10-9,其他元素为10-6。

同时,人为因素也不容忽视。桃村和蛇窝泊为优质高产果园,两果园根系土都相对富集Ca、B,前面研究表明,土壤中Ca和B含量受自然成土因素控制。此外,桃村根系土壤还相对富集OrgC和N(在一定程度上受人为因素影响),则说明在具备适宜的土壤条件基础上,良好的人工管理能促进土壤更好的发挥作用。

注:CL—村里集镇,CS—潮水镇,GD—官道镇,MP—牟平镇,SW—蛇窝泊镇,TC—桃村镇,WN—武宁镇,ZJ—臧家庄,DBQ—臧家庄大北桥

6 结论

(1)对烟台苹果产地土壤元素组合的地球化学特征研究表明:①与中国和东部平原相比,研究区土壤中OrgC和N、P、Cd、Cl、Cu、Hg等元素富集,而As、B、Ca、F、S、U元素亏损,它们是影响苹果品质的特异性元素。②进一步研究表明,As、B、Ca、F、U元素含量主要受自然成土因素控制,而N、P、OrgC、Cd、Cu、Hg和S在一定程度上受人类活动影响。

(2)按土壤成熟度(Fe/Na),研究区土壤可划分为三类(Fe/Na <1、1～3、>3),统计分析表明:土壤特异性元素含量与土壤成熟度密切相关,也是影响苹果品质和生产布局的决定因素;土壤成熟度高(Fe/Na>3)、黏性强的土壤不利于苹果种植,而成熟度中等(Fe/Na =1～3)的土壤产出的苹果品质最优。

(3)烟台苹果品质受地质背景的制约,人类活动对土壤的影响相对于地质背景来说是非常微弱的。本区土壤之所以能生产出优质苹果,是由种植区所在的立地背景以及土壤的内在地球化学特征决定的。

参考文献

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土壤地球化学特征 篇2

摘要：对澧阳平原典型土壤剖面--玉成(YC)剖面进行常量元素地球化学分析,结果表明,YC剖面沉积物中SiO2,Al2O3和TFe2O3(包括Fe2O3和FeO)三者的含量总和达到80%-85%,其中SiO2的`含量占60%-65%,Al2O3含量在12%-15%之间,而TFe2O3的含量占5.5%-7%;其它常量元素的含量相对较低,表现为K2O(2.5%-2.8%)>TiO2(1.2%-1.5%)>MgO(0.7%-1.2%)>CaO(0.5%-0.8%)>Na2O(0.4%-0.6%)>MnO(0.1%-0.5%)>P2O5(0.1%-0.15%).黑褐色土壤剖面CIA值(74.82)远高于上地壳(UCC)的平均值47.96,明显高于黄土高原黄土(63.73)和古土壤(67.36),略高于镇江下蜀黄土(70.45).表明黑褐色土壤剖面经历了比黄土高原黄土和古土壤更强烈的化学风化.CIA指数的垂向变化表明黑褐色土壤剖面经历了风化相对较弱、风化相对较强、风化相对较弱、风化相对较强4个阶段.作 者：毛龙江    莫多闻    周昆叔    郭伟民    贾耀锋    MAO Long-jiang    MO Duo-wen    ZHOU Kun-shu    GUO Wei-min    JIA Yao-feng  作者单位：毛龙江,MAO Long-jiang(南京信息工程大学大气科学学院,南京,210044;北京大学城市与环境学院,北京,100871)

莫多闻,MO Duo-wen(北京大学城市与环境学院,北京,100871)

周昆叔,ZHOU Kun-shu(中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029)

郭伟民,GUO Wei-min(湖南省文物考古研究所,长沙,410008)

鄢陵县花卉土壤养分特征及评价 篇3

关键词 土壤养分 ；花卉土壤 ；评价 ；鄢陵县

分类号 S158

Abstract On the basis of field investigation and laboratory analysis， the nutrient of surface soil （0 to 10 cm） of the flowers soil in Yanling county， were analyzed. The results showed that： The content of available nitrogen ranged from 4.33 to 25.77 mg/kg， with the mean of （13.57±6.70）mg/kg and the level was the sixth. The content of available phosphorus varied from 50.37 to 147.3mg/kg ， with the mean of （94.09±24.17）mg/kg and the level was the first. The content of available potassium ranged from 22.35 to 192.8 mg/kg， with the mean of （96.32±43.67）mg/kg and the level was the fourth. The content of organic matter ranged from 20.98 g/kg to 74.43 g/kg， with the mean of （50.69±13.82）g/kg and the level was the first. The index of the integrated fertility of flowers soil was （1.79±0.12）and the level was the third， indicating a general soil integrate fertility. The advice to the management of flowers planting were applying manure to adjust the pH， increasing the nitrogen fertilizer application， applying potassium fertilizer properly and coordinating nitrogen， phosphorus and potassium to improve the quality and yield of flowers.

Keywords soil nutrient ； flowers soil ； evaluation ； Yanling county

随着社会经济的快速发展，花卉种植业逐渐成为现代农业的重要组成部分。花卉土壤作为花卉生产的物质基础，其肥力状况直接影响着花卉的质量与产量。鄢陵县花卉基地是我国最大的花木生产和销售集散地，有“中原花都”之称。但目前对该花卉基地土壤养分的研究较少，仅见薛原[1]对土壤养分的定性分析，缺乏对土壤养分状况的定量评价。因而，以鄢陵县花卉土壤为研究对象，对其肥力状况进行综合评价，以期为花卉业的经营管理提供基础数据支持，为合理施肥提供科学依据，促进花卉产业的持续发展。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 研究区概况

鄢陵县位于河南省中部，地理坐标33°46′～34°14′ N，114°02′～114°19′ E。地势自西北向东南缓慢倾斜。属温带大陆性季风气候，年平均气温14.3℃，年降水量700 mm，无霜期215 d。植被为温带落叶阔叶林，土壤类型以褐土和潮土为主[2]。行政区划上隶属许昌市，辖8镇4乡，总面积871.6 km2，人口62万。鄢陵县花卉苗木的种植面积达60万亩，种植种类超过2 400多种，在“三北”地区和全国市场的占有率分别为45%和15%[3]。

1.1.2 样品采取

本研究取样设在具有“中原花木第一村”的鄢陵县柏梁镇姚家村进行。在姚家村花卉基地内随机选取代表性样地，每个样地中按“梅花形”布设5个子样点，采集表层（0～10 cm）土壤样品，将5个子样点的样品混合均匀，按“四分法”保留1 kg左右。本研究共计采集土壤表层样品25个。

1.2 方法

1.2.1 土壤养分评价指标及测定

本研究选取pH、容重、速效氮、速效磷、速效钾、有机质作为主要指标进行土壤养分评价。将采集到的土壤样品分两部分进行处理，一部分在阴凉处风干，拣出大的土壤侵入体，碾碎，过1 mm土壤筛，过筛后土样混匀供土壤pH值测定，方法为玻璃电极法[4]。另一部分取新鲜土壤样品，测定土壤容重，方法为重量法；使用YN型微电脑多功能土壤肥料养分速测仪（2000型）测定新鲜土壤速效养分和有机质含量。

nlc202309031507

1.2.2 土壤养分评价

鄢陵县花卉土壤养分评价按养分评价和肥力综合评价两部分进行。其中，土壤养分的等级评价参照全国第二次土壤普查养分分级标准[5]（表1）进行。

鄢陵县花卉土壤养分综合评价步骤如下：首先，参照全国第二次土壤普查属性分级标准[5]（表2）对鄢陵县花卉土壤pH、容重、速效氮、磷、钾和有机质进行标准化，以消除各指标之间的量纲差别。

其中，土壤pH和容重的标准化处理方法[6]为：

土壤速效氮、磷、钾和有机质的标准化处理方法[6]为：

式中，Pi为分肥力系数；Ci为指标的测定值；Xa、Xc和Xp为土壤属性的三级分级值。

将各评价指标进行标准化处理之后，采用改进的内梅罗综合指数法[7]并参照土壤养分等级标准[6]（表3）进行土壤养分综合评价。改进的内梅罗公式为：

P=·

式中，P为土壤综合养分指数，Pi为土壤各属性分系数，n为参与评价的土壤属性个数。

2 结果与分析

2.1 鄢陵县花卉表层土壤酸碱性

鄢陵县花卉表层土壤pH值在7.74～8.25，均值（8.01±0.14），变异系数为1.72%（图1），呈碱性特征。通常多数露地花卉适宜的土壤酸碱环境为pH值在6.5～7.5的中性，仅少数花卉可以适应强酸性（pH<4.5）或碱性土壤环境（pH>7.5）[8]。研究区各样点土壤pH值均超出了露地花卉生长的适宜范围，这是因为一方面北方自然土壤本身呈碱性反应，另一方面北方灌溉用水多为碱性的缘故。

2.2 鄢陵县花卉表层土壤容重

鄢陵县花卉表层土壤容重在1.05～1.35 g/cm3，均值（1.24±0.09） g/cm3，变异系数7.49 %（图2）。有研究表明，土壤容重在1.14～1.26 g/cm3有利于植物扎根和生物量的增加[9]，在此区间外土壤容重过高或过低均对植物的生长不利。本研究中，36 %样点的土壤容重在1.14～1.26 g/cm3，表明土壤耕性较好，属疏松土壤，具有较好的通气性和一定的保水肥能力。

2.3 鄢陵县花卉表层土壤养分特征

2.3.1 速效氮

鄢陵县花卉表层土壤速效氮的含量为4.33～25.77 mg/kg，均值（13.57±6.70）mg/kg，变异系数为49.36%（图3）。对照全国第二次土壤普查养分分级标准（表1）可知，该研究区花卉土壤的速效氮含量全部低于30 mg/kg，属于极低水平的第6级。这表明花卉土壤中速效氮非常贫乏，会阻碍花卉的营养生长，影响叶绿素的合成和植株叶色。

2.3.2 速效磷

鄢陵县花卉表层土壤速效磷含量在50.37～147.3 mg/kg，均值（94.09±24.17）mg/kg，变异系数25.69 %（图4）。研究区全部样点的土壤速效磷含量均高于40 mg/kg，处于土壤养分分级中的第1级。这可能是由于花卉经营中施入土壤的肥料增加了有机质含量，一方面，腐殖质通过胶膜作用阻止了矿质成分对磷的化学固定；另一方面，有机质分解过程中产生的有机络合剂会把磷从Fe-P、Al-P类不溶性磷酸盐中释放出来成为有效磷[10]，从而使土壤速效磷含量增高。本研究中速效磷与有机质之间也呈现出了较好的相关性，相关系数为0.63。土壤中丰富的速效磷有助于花卉植物种子萌发、根系发育及花芽的分化，促进花卉成熟。

2.3.3 速效钾

鄢陵县花卉表层土壤速效钾含量为22.35～192.8 mg/kg，均值（96.32±43.67） mg/kg，变异系数为45.34%。其中，44%样点的土壤速效钾含量变化于50～100 mg/kg，含量在100～150 mg/kg和>150 mg/kg的样点比例分别为28%和16%（图5）。对照表1得出，土壤速效钾整体属于低水平的第4级，表明土壤中速效钾含量相对缺乏。这可能是因为土壤的酸碱性是影响钾元素释放与固定的因素之一。通常碱性土壤表现出比酸性土壤更高的固钾能力，本研究区的土壤环境为碱性，可使较多的速效钾被固定成为缓效钾，从而造成土壤中速效钾的含量较低。这会减弱花卉的抗寒性和抗病性，不利于其健壮生长。

2.3.4 有机质

鄢陵县花卉土壤有机质含量为20.98～74.43 g/kg，均值（50.69±13.82） g/kg，变异系数为27.27%。其中，64%的样点土壤有机质含量高于40 g/kg，28%的样点土壤有机质含量在30～40 g/kg（图6）。对照表1得出，土壤有机质属于高水平的第1级，表明土壤中有机质丰富，可以为花卉土壤结构的形成、物理性状的改善及营养元素的有效供给提供积极作用。

2.4 鄢陵县花卉表层土壤养分综合评价

鄢陵县花卉表层土壤速效氮肥力系数为0.07～0.43，均值（0.23±0.11）；速效磷肥力系数为3.00；速效钾肥力系数为0.45～2.92，均值（1.76±0.66）；有机质肥力系数为2.10～3.00，均值（2.96±0.18）。综合考虑土壤pH、容重、速效氮、速效磷、速效钾和有机质6个指标，运用修正版内梅罗综合指数公式计算得出土壤综合养分指数变幅为1.40～1.96，均值（1.79±0.12），变异系数6.89%。其中54.17 %样点的土壤综合养分指数在0.9～1.8，对照表3得出，鄢陵县花卉表层土壤综合养分等级为三等，肥力水平一般。这是由于土壤中贫乏的速效氮和较低的速效钾水平影响了土壤的综合质量。

3 结论与建议

3.1 结论

鄢陵县花卉表层土壤速效氮含量为4.33～25.77mg/kg，均值（13.57±6.70 ）mg/kg，属于第6级水平；速效磷含量为50.37～147.3 mg/kg，均值（94.09±24.17） mg/kg，属第1级水平；速效钾含量为22.35～192.8 mg/kg，均值（96.32 ±43.67）mg/kg，整体上属于第4级水平。有机质含量为20.98～74.43 g/kg，均值（50.69±13.82）g/kg，属于第1级。土壤综合养分指数均值为（1.79±0.12），属于三等土壤，土壤养分水平一般。

3.2 建议

针对鄢陵县花卉土壤呈碱性，土壤速效氮极缺、速效钾较不足及综合养分水平较低的特征，提出如下建议：

（1）在花卉培育中适量施用硫磺、石膏等来改良土壤，或用沤熟的青草、腐熟的有机粪肥等有机肥作底肥施用，以中和土壤的碱性，调节土壤结构，增强土壤蓄水保墒能力。

（2）增加氮肥的施用量，合理补施钾肥，并注意协调氮、磷、钾的比例，增强土壤的缓冲性能。科学配比花卉萌芽期和开花期对养分的需求，以提高花卉质量和产量，促进花卉种植业的发展。

土壤地球化学特征 篇4

1 地壤地球化学异常特证

2008年武警黄金第三支队在该区开展了1∶1万土壤地球化学测量,圈定多元素异常45处,其中金异常7处(表1)、银异常13处、砷异常5处、锑异常4处、锌异常8处、铜异常4处、铅异常4处,甲类金异常3处。通过对2114件土壤样品统计分析表明,Au含量背景值2.7×10-9,标准离差为3.2×10-9、变异系数为1.18,具有极强的分异特点,为主要成矿元素。R型聚类分析表明Au与As、Sb、Ag相关性较好,具有热液型金矿床的成矿特点。

Au-1号异常位于侏罗系中统二十二站组中粒砂岩中,异常面积相对较小,强度低,最大值为36.5×10-9,推测该异常是由岩性异常引起,无进一步工作的价值。

Au-2号异常位于NNW向断裂和侏罗系中统二十二站组中粒砂岩中,异常规模小,强度高,最大值为89.9×10-9,异常浓集中心较明显,推测由岩性或蚀变常引起,可做进一步查证工作。

Au-3号异常位于NNW向断裂构造带和侏罗系中统二十二站组中粒砂岩中,浓度分带明显,最大值为152.3×10-9,有进一步工作价值。

Au-4号异常位于侏罗系中统二十二站组中粒砂岩中,异常面积相对较大,强度低,最大值为18.1×10-9,浓度分带明显,推测是由局部矿化体引起的异常,应进行异常验证。

Au-5号异常位于侏罗系中统二十二站组粗粒砂岩中,异常规模大,强度较低,浓度分带和浓集中心不明显,最大值为29.6×10-9,推测是矿化蚀变带引起,可进行异常验证。

Au-6号异常位于侏罗系中统二十二站组粗粒砂岩中,异常规模较大,强度较低,有两个异常浓集中心,最大值为43.6×10-9,推测是矿化体引起,有进一步工作价值。

Au-7号异常位于侏罗系中统二十二站组砂砾岩中,异常面积较小,强度中等,异常浓集中心明显,最大值为60.0×10-9,推测是矿化体引起,有进一步工作价值。

2 地壤地球化学异常查证

根据异常特点和工作需要,采用土壤剖面和槽探工程对Au-3号异常进行了查证,在异常区发现了一条矿化蚀变带,长为600m,平均宽度10m,最高金品位1.73×10-6,矿化体两侧尚未封闭,应继续投入槽探工程进一步验证,查明矿体走向延长和倾向延深。

备注:异常下限为9.1×10-9

根据查证结果,说明土壤异常找金在该区是适合的,Au-5、Au-6号异常由于其形态、规模、强度与Au-3号异常相似,成矿环境相同,成矿条件有利,由矿体引起异常的可能性较大,应对Au-3、Au-5、Au-6号异常进行查证,以期发现新的矿(化)体,实现找矿突破。

3 结论

3.1 通过1:1万土壤地球化学测量圈定金异常7处,Au元素和As、Ag、Sb元素呈正相关,和Cu、Zn、Pb呈负相关。

3.2 通过对Au-3号异常查证,发现矿化蚀变带,说明1:1万土壤地球化学测量方法找矿有效,为寻找同类型的金矿床提供了依据,具有示范和推广价值。

3.3 1:1万土壤地球化学测量中,当Au元素含量超过100×10-9可初步确认矿(化)体存在,应将其作为直接找矿标志。

摘要：三十二站地区位于上黑龙江省盆地西缘,成矿条件有利,通过1:1万土壤地球化学测量圈定金异常7个,Au与As、Sb、Ag相关性较好。通过对Au-3进行工程查证发现一条矿化蚀变带,证实该方法三十二站地区行之有效,具有示范和推广价值,Au元素含量超过100×10-9可作为直接找矿标志,下步工作中应在对Au-3继续查证基础上,开展Au-5、Au-6异常查证工作。

关键词：土壤地球化学,异常特征,查证效果,三十二站

参考文献

[1]宋丙剑,赵春荣,王晓勇等.大兴安岭额尔古纳成矿带特征及金成矿条件探讨[J].黄金科学技术,2007,15(6):19-23.[1]宋丙剑,赵春荣,王晓勇等.大兴安岭额尔古纳成矿带特征及金成矿条件探讨[J].黄金科学技术,2007,15(6):19-23.

土壤地球化学特征 篇5

北京市公园土壤铜、铅含量及化学形态分布特征

对北京市的12个公园进行表层、深层土壤样品的`重金属Cu、Pb含量分析,并对其中10个公园的表层、深层土壤样品进行Cu、Pb的化学形态分析.研究结果表明:北京市部分公园的深层土壤已在某种程度上受到人为扰动,大多数公园表层土壤中存在着一定的Cu、Pb含量积累现象,总体上市区公园比郊区公园明显.公园表层、深层土壤中Cu形态分布的总体规律均为残渣晶格态>有机结合态>铁锰氧化物结合态>碳酸盐结合态>可交换态,表层、深层土壤中Pb形态分布的总体规律均为残渣晶格态>铁锰氧化物结合态>有机结合态>碳酸盐结合态>可交换态,但表层土壤中活性态Cu、Pb的平均比例较深层土壤均有所上升,部分市区公园表层土壤中Cu、Pb的含量较高且活性态比例较大,具有一定的释放潜力和生物有效性.

作 者：韩东昱 龚庆杰 岑况 HAN Dong-yu GONG Qing-jie CEN Kuang 作者单位：中国地质大学,北京,100083刊 名：环境科学与技术 ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY年，卷(期)：200629(3)分类号：X131.3关键词：土壤 铜 铅 含量 化学形态 北京公园

土壤地球化学特征 篇6

关键词：黑钙土；土壤养分；时间；秸秆；还田

中图分类号： S158文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）02-0344-04

收稿日期：2015-03-18

基金项目：国家科技支撑计划（编号：2013BAD07B02）；吉林省重点科技成果转化项目（编号：20140307034NY）；吉林师范大学研究生科研创新计划（编号：2013006）。

作者简介：陈智文（1964—），内蒙古赤峰人，教授，研究方向为土壤生态与新型肥料。E-mail：sdczw4489@126.com。吉林省黑钙土多分布在松辽分水岭两侧的波状起伏台地或微起伏平地，土壤中有机质含量较高，并形成良好的团粒结构，养分丰富，土壤潜在肥力高，适宜发展粮食和油料作物。黑钙土开垦后，有机质积累条件发生了改变，土壤有机质迅速分解，同时地表裸露易遭到风蚀、水蚀，腐殖质层逐渐变薄、含量减少[1]。由于人口压力、经济利益的驱动和开垦年限的增加，在农户粗放经营与管理的模式下，黑钙土区土地利用强度不断增大，耕层土壤养分流失现象严重，直接影响土壤生产力，制约农业可持续发展[2]。张琦珠等研究了黑钙土垦后肥力演变情况，认为其潜在肥力随着耕作年限的延长不断下降并失去平衡，作物产量受到限制[1]。本研究通过对比2011年测试的黑钙土土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量与1982年土壤普查值，得出黑钙土养分的年变化速率，据此分析吉林省典型黑钙土区土壤养分时间变化特征，阐明黑钙土土壤肥力现状和变化特点，旨在为其合理利用及采取科学的农田管理措施提供依据。

1材料与方法

1.1研究区概况

研究区位于吉林省双辽市兴隆镇（43°87′N，123°84′E）、长岭县太平山镇（44°21′N，124°56′E）、梨树县林海镇（43°43′N，123°97′E）、梨树县喇嘛甸子镇（43°29′N，124°13′E），地势平坦，属于温带半湿润大陆性季风气候，年均气温为4.9～5.8 ℃，年均降水量为400～550 mm，雨热同季。该区原生地带性植被为草甸草原，主要土壤为黑钙土。双辽市兴隆镇土壤质地为沙质壤土，长岭县太平山镇为壤质黏土，梨树县林海镇为沙质壤土，梨树县喇嘛甸子镇为壤质黏土。

1.2土壤样品采集

以1982年双辽市、长岭县、梨树县的《土壤志》为依据选择采样点，利用GPS定位仪对双辽市兴隆镇、长岭县太平山镇、梨树县林海镇和喇嘛甸子镇进行定位采样（图1），采样时间为2011年11月，按80 m×80 m网格划分，以“S”形线路取样，在每个网格采集5钻耕层土壤（0～20 cm）混合均匀。

2结果与分析

2.1吉林省黑钙土有机质含量的变化特点

在相同气候条件下，耕层有机质含量主要受土壤质地、耕作措施、利用方式等因素影响[5]。据全国第2次土壤普查分类标准，1982年本研究采样点黑钙土有机质含量均值为 11.6 g/kg，处于Ⅳ级的较缺乏水平。2011年本研究采样点有机质含量均值为13.6 g/kg，虽然比1982年增加了2.0 g/kg，但仍处于Ⅳ级的较缺乏水平（图2）。兴隆镇、太平山镇、林海镇、喇嘛甸子镇等4个采样点黑钙土有机质含量年增长率分别为 -1.61%、2.70%、0.28%、0.23%（表1）。黑钙土未开垦时，原始土壤有机质含量较高，达到40～70 g/kg，其矿化速率和有机物的累积速率处于平衡状态。黑钙土开垦以后，水、热、气等条件发生变化，自然土壤分解矿化和累积平衡被破坏，风蚀、水蚀加剧。随着耕作年限延长，在粗放经营的农业生产条件下，大量秸秆被农户移走作为生活能源或在田间焚烧，有机质归还量降低，多年积累的有机质被分解矿化，土壤有机质生成量少于矿化量，土壤有机质含量下降，多数农田黑钙土有机质含量仅为自然土壤的一半[6]。20世纪80年代的家庭联产承包责任制，调动了农民对土地投入的积极性，多数农户为了降低成本和培肥地力，施用来源广、数量大、有机质丰富的有机肥。通常情况下，施用有机肥可以增加土壤有机质含量；但在黑钙土地区，冬春两季多大风和干旱，土壤有机质易被风吹走而流失减少。实施秸秆覆盖还田技术后，一方面秸秆覆盖在耕地表层，另一方面秸秆覆盖增加了土壤湿度，使土壤不易被风吹起来，阻止土壤中有机质被风吹走和水土流失。除兴隆镇外，其他采样点均实施了具有保肥、保水性的秸秆覆盖还田技术，是土壤有机质年变化速率增加的主要因素。

2.2吉林省黑钙土碱解氮含量的变化特点

农田氮素来源主要为化学肥料和家畜粪便等有机肥料。由表1得出，1982年4个采样点黑钙土碱解氮含量平均值为58.8 mg/kg；2011年土壤碱解氮含量平均值为78.6 mg/kg，比1982年增加了19.8 mg/kg，但仍处于Ⅳ级的较缺乏水平（图3）。20世纪90年代以后，随着市场上尿素等高氮肥料供应充足，特别是近几年国家一系列惠农政策的实施，粮食价格上涨，农民单位面积氮肥施用量大幅度增加，土壤氮素得到持续补充。此外，秸秆还田覆盖为微生物活动提供了适宜的生态环境，促进了秸秆的分解转化，增加了土壤中的腐殖质和氮含量。兴隆镇、太平山镇、林海镇、喇嘛甸子镇等4个采样点的碱解氮含量年增长率分别为-1.09%、1.76%、2.35%、2.24%，其中興隆镇土壤碱解氮含量呈负增长趋势。这与有机质含量的变化特点一致，可见在黑钙土实施秸秆覆盖还田技术不仅增加了土壤有机质含量，而且增加了土壤氮含量。

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2.3吉林省黑钙土有效磷含量的变化特点

土壤有效磷含量反映了磷素贮量和供应能力，1982年4个采样点黑钙土有效磷含量均值为3.3 mg/kg；2011年有效磷含量为51.7 mg/kg，比1982年增加了48.4 mg/kg，1982—2011年从Ⅴ级的缺乏水平到达Ⅰ级的极丰富水平（图4）。

由表1可见，黑钙土区4个采样点土壤有效磷含量的年变化速率呈递增趋势。不同采样点土壤有效磷的年变化速率大小次序为太平山镇=喇嘛甸子镇（14.70%）>林海镇（1155%）>兴隆镇（5.81 %）。在第2次土壤普查时，吉林省黑钙土区土壤有效磷含量处于Ⅳ级的较缺乏水平，农业专家积极推动施用磷肥，施用磷肥后增产效果显著，农户普遍重视磷肥施用；而太平山镇农户施用底肥时，普遍在复混（合）肥中兑上50～ 100 kg/hm2的磷酸二铵，使土壤含磷量增加幅度较大。此外，秸秆覆盖还田促使微生物在有机质分解过程中能产生多种酸类物质，促进土壤中难溶性磷向可溶性磷转化，土壤有效磷含量增加[7]。大量研究表明，长期秸秆还田会增加土壤有效磷和全磷含量[8-9]。

2.4吉林省黑钙土速效钾含量的变化特点

黑钙土中钾素主要存在于次生黏土矿物和含钾原生矿物中，是土壤钾营养元素的主要来源。1982年4个采样点黑钙土速效钾含量均值为82.0 mg/kg；2011年速效钾含量为203.8 mg/kg，比1982年增加了121.8 mg/kg，1982—2011年从Ⅴ级的缺乏水平达到Ⅰ级的极丰富水平（图5）。由表1可见，黑钙土区4个采样点土壤速效钾含量的年变化速率，呈递增趋势。不同采样点土壤速效钾含量的年变化速率大小次序为太平山镇（5.63%）>林海镇（4.16%）>喇嘛甸子镇（2.50%）>兴隆镇（1.30%）。1993年中国农业科学院土壤肥料研究所（SFI/CAAS）、加拿大钾磷研究所（PPI/PPIC）和我国北方地区各有关单位合作，在北方地区全面系统地开展了土壤钾素状况、供钾能力、施用钾肥效益、钾肥施用技术研究，吉林省农业推广单位和科研单位开始指导农民施用钾肥。高玉山等认为，吉林省半干旱区淡黑钙土玉米合理施用钾肥，促进了玉米生长发育，增强了光合作用，提高了光能、水分利用效率，增强了玉米抗旱力[10]。钾肥在吉林省黑钙土区施用表现增产效应，多数农户普遍施用钾肥和含钾复混（合）肥，使土壤速效钾含量逐渐增加。作物吸收的钾素有70%～80%储存在秸秆中，多以离子态存在，比氮、磷释放速度快，易被作物吸收利用。研究指出，长期连续秸秆还田可显著降低土壤对外源钾素的固定，环境溶液中钾素浓度从1 g/L上升到4 g/L[11-12]。因此，秸秆覆盖还田是提高土壤有效钾含量和维持土壤钾素平衡的有效措施。

3结论与讨论

3.1讨论

1982—2011年吉林省黑钙土区除兴隆镇有机质、碱解氮含量呈负增长外，其他3个采样点有机质、速效养分含量均增加。20世纪90年代以来黑钙土区多数农户增施有机肥料，研究证实施用有机肥料可显著提高土壤有机碳及速效养分含量[13]。除兴隆镇外，其他3个采样点均实施了秸秆覆盖还田技术，作物秸秆富含的纤维素、木质素等高含碳物质，在分解转化过程中产生腐殖质及作物所需的营养元素。随着秸秆还田年限延长，土壤有机质含量逐渐增加，这与有关黑土、草甸土等的研究结果[14-15]一致。张显东等研究发现，利用玉米残体培肥黑钙土3年，土壤有机质含量增加[16]。因此，秸秆还田配施有机肥料是培肥黑钙土的有效途径。

黑钙土区多数农户受施用磷肥、钾肥增产效果显著的影响，大量施用磷肥、鉀肥，使土壤有效磷、速效钾含量增加，并达到了极丰富水平。研究证实，玉米最大效益施磷量和最高产量施磷量均随着土壤有效磷含量的增加而降低[17]。当土壤达到富磷水平，过量施用磷肥，土壤中大量磷素向水体流失，引起土壤及水体污染问题。而实施秸秆覆盖还田技术的土壤速效钾含量增加幅度更大。刘荣乐等提出，施用钾肥提高了作物吸钾量，主要是增加了秸秆含钾量[18]，这也是实施秸秆还田的3个采样点速效钾年增长率较高的原因之一，可见在土壤—作物系统钾素管理中秸秆还田的重要性，尤其是施钾肥后更应重视秸秆还田。

3.2结论

吉林省黑钙土区4个采样点的土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量总体呈增加趋势，但存在地区差异，其中太平山镇、林海镇、喇嘛甸子镇采样点的各养分含量均增加，兴隆镇采样点的有机质、碱解氮含量降低。土壤肥力增加的3个采样点已经连续3年实施了秸秆覆盖还田技术。因此，在黑钙土区施用有机肥配合秸秆覆盖还田技术，不仅增加了土壤中的有机质，而且有助于土壤速效养分的提高。

自第2次土壤普查以来，黑钙土区有机质、碱解氮含量增加，但仍处于较缺乏水平，而土壤有效磷、速效钾含量已达到极丰富水平，处于过剩状态。过量施用磷肥、钾肥，使土壤理化性质恶化，污染土壤及水体环境。因此，施用有机肥配合秸秆覆盖还田技术，降低磷肥、钾肥的使用量等科学施肥和合理的耕作措施，才能提高土壤生产力，增加粮食产量，减少资源浪费和环境污染，实现农业可持续发展。

参考文献：

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土壤地球化学特征 篇7

1 研究地点与研究方法

野外定位观察和取样地点为吉林省延边朝鲜族自治州龙井市天佛指山自然保护区, 该地的年降水量约为620 mm, 年平均气温4.7℃, 属温带季风气候。天佛指山出产优质松茸, 在吉林省总产量和总出口量中的贡献一直超过60%[2]。

在松茸圈内2.0m、圈内1.0m、圈上和圈外1.0m处采集土壤样品, 每处包括两个垂直层次取样, 即0~5 cm和5~10 cm, 使用电工刀在各层切割2cm×2cm×2cm的土壤立方体, 数据处理时采用平均值。土壤中的Na2O、K2O采用火焰光度法, Mg O、Ca O采用EDTA滴定法, Fe2O3采用EDTA容量法, Al2O3采用EDTA容量法 (KF置换) , Zn、Cu采用原子吸收光谱法[3], S采用燃烧碘量法, P2O5采用钼黄比色法, Si O2采用动物胶凝聚重量法, Mn O采用过碘酸钾比色法测定, 5次重复。

2 结果与分析

2.1 Na、K、Ca、Mg分布特征

在松茸发生地, 不同位置土壤中的Na含量分布特征为:圈外1.0 m>圈上>圈内1.0 m>圈内2.0 m。Mg具有相同的分布特征。可以看出, 在松茸生长和扩散过程中, 对Na和Mg的消耗量较大。不同位置土壤中的K含量分布特征为:圈内2.0 m>圈上>圈内1.0 m>圈外1.0m, 说明在松茸种群扩繁的过程中, 对K的消耗量较少。不同位置土壤中的Ca含量分布特征为:圈外1.0 m>圈内1.0 m>圈上>圈内2.0 m, 表明松茸圈扩散对Ca的消耗量也较大, 而且恢复速度较慢 (图1) 。

2.2 Fe、Al、Zn、Cu、Si分布特征

在松茸发生地, 不同位置土壤中的Fe、Al含量分布特征为:圈外1.0 m>圈内1.0 m>圈上>圈内2.0 m, 表明松茸生长对Fe、Al的消耗较大。Zn的含量分布特征为:圈外1.0 m>圈内1.0 m>圈内2.0 m>圈上, 表明Zn含量在松茸圈内有所恢复, 但尚低于圈外。Cu在不同位置土壤中的含量相差很小。Si在不同位置土壤中的含量分布特征有别于其它元素, 圈内2.0 m处显著低于其它各处, 表明松茸扩散利用了较多的Si, 且恢复速度较慢 (图2) 。

2.3 S、P、Mn分布特征

在松茸发生地土壤中的S、P含量表现出相似的分布特征, 即不同位置的含量相差极其微小。Mn的含量分布特征为:圈外1.0 m>圈上>圈内1.0 m>圈内2.0 m, 表明松茸扩繁对Mn的消耗量较大 (图3) 。

综合以上分析, 在测定的12种土壤化学元素中, 松茸的个体生长和种群扩散对Na、Fe、Ca、Mg、Si、Al、Zn、Mn等元素的消耗量相对较大。其中, 松茸圈内土壤中K的含量恢复速度较快, 而Na、Ca、Si、Mn、Mg含量的恢复速度较慢, 这几种元素可能是限制松茸圈连续扩散的重要因子。

3 结语

在天然赤松林生态系统中, 松茸种群每年一圈逐步扩散, 形成松茸圈[4]。在3a左右的时间内, 松茸孢子即使落入松茸圈内, 也不能萌发。而松茸菌丝在松茸圈外仍然保持活力, 翌年春季可以恢复生长, 连续向圈外扩繁, 每年约扩展10~40 cm[5]。这说明在松茸生长和种群扩散过程中, 存在特定的限制因子, 既可能是土壤化学性状、土壤物理性状, 也可能是土壤有机活性物质组成、土壤微生物区系等[6]。本文初步分析了长白山松茸发生地土壤中某些化学元素的分布特征。今后应更加深入地研究各种不同的环境因子对松茸生长和扩繁的影响, 进一步揭示其中的机理和规律, 为松茸资源的可持续利用和半人工栽培提供科学依据。

参考文献

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[5]徐涛, 孙刚, 房岩.我国松茸在日本市场面临的主要问题分析[J].农业与技术, 2015, 35 (17) :165-166.

土壤地球化学特征 篇8

1.1 区域地质概况

1—Ⅰ级构造单元界线;2-Ⅱ级构造单元界线;3-深断裂;4-大断裂;5-古板块缝合带6-中新生代坳陷大地构造单元:Ⅰ华北地台 (Ⅰ级) ;Ⅰ1内蒙古台隆 (Ⅱ级) ;Ⅱ内蒙古中部地槽褶皱带 (Ⅱ级) ;Ⅱ1翁牛特旗加里东地槽褶皱带 (Ⅱ级) ;Ⅱ2巴林桥边缘地块 (Ⅱ级) ;Ⅱ3苏尼特右旗晚华力西地槽褶皱带 (Ⅱ级) ;Ⅱ4爱力格庙-锡林浩特中间地块 (Ⅱ级) ;Ⅱ5西乌旗晚华力西地槽褶皱带 (Ⅱ级) ;Ⅲ兴安地槽褶皱带 (Ⅰ级) ;Ⅲ1东乌旗晚华力西地槽褶皱带 (Ⅱ级) ;断裂:1-查干敖包-阿荣旗深断裂;2-二莲浩特-贺根山深断裂;3-景峰-天山深断裂;4-西拉木沦河深断裂;5-开源-赤峰深断裂;6-大兴安岭主脊深断裂;7-嫩江深断裂;8-锡林浩特-大石寨大断裂。

扎鲁特旗架子少冷矿区区域上处于内蒙古中部地槽褶皱系 (Ⅰ级) , 苏尼特右旗晚华力西地槽褶皱带 (Ⅱ级) (图1) , 本区属古生代地层分区华北地层大区, 内蒙古草原 (赤峰—哈尔滨) 地层区, 锡林浩特—磐石地层分区;中新生代地层属滨太平洋地层区, 大兴安岭—燕山地层分区, 乌兰浩特—赤峰地层小区。中生代大兴安岭火山岩带的中南段, 燕山期火山—侵入岩浆活动十分剧烈, 形成多期次火山—浅成侵入岩带, 中生代, 由于太平洋板块向古亚洲大陆的俯冲作用, 使NNE向的大兴安岭主脊深断裂和嫩江深断裂强烈活动, 导致基底古缝合带活化, 基底中EW向、NE向及NW向大断裂发育, 影响并控制了区内燕山期火山—侵入岩浆活动以及矿化活动。区内及外围发现的大中型矿床 (点) 均沿此“活化”的缝合带展布。成矿区带划分属突泉—翁牛特成矿带。

1.2 异常区地质概述

异常区内出露的地层有中生界满克头鄂博组;上古生界二叠系哲斯组;新生界第四系。侵入岩十分发育, 主要以华力西晚期中—酸性侵入岩及燕山早期中性—中酸性—酸性侵入岩为主, 呈岩基、岩株、岩墙状产出, 这些岩浆岩在区域上呈复式岩体存在, 其中的燕山早期浅成次火山岩非常发育, 普遍富含Cu、Pb、Zn、Ag等成矿元素, 与多金属成矿作用关系密切为燕山早期花岗岩类。上古生界二叠系哲斯组 (P1zs) 为该区的成矿提供了物质来源, 因此, 上古生界二叠系哲斯组 (P1zs) 为该区的矿源层, 同时上古生界二叠系哲斯组 (P1zs) 地层又为在该区寻找多金属矿的有利围岩。燕山早期黑云母花岗斑岩 (Kγπ) 岩体为该区的成矿提供了良好的热源。

2 矿区地球化学特征

2.1 矿区各元素分散富集特征

土壤 (岩屑) 比较发育。该区有利于开展土壤 (岩屑) 地球化学测量工作。土壤地球化学测量共分析Au、Pb、Cu、As、Ag、Sb、Mo、BI、W等10种元素。

Bi、W两元素在工作区的变异系数 (cv) 均>1分别为1.618和1.151, 元素分布极不均匀, 属强分异型。

Ag、Pb、As、Sb、Mo五种元素在工作区的变异系数均1.0> (cv) >0.7分别为0.779、0.709、0.814、0.932、0.84, 为分布不均匀, 属分异型, Pb元素在Pcξγ岩体中变异系数 (cv) 最高为0.977表示元素分布不均匀, 属分异型。

Zn、Cu两元素在工作区的变异系数均0.7> (cv) >0.5分别为0.507、0.527为分布较均匀, 属弱分异型。

Au元素在工作区中变异系数最低, 为0.474, cv<0.5, 为均匀分布, 属无明显分异。

Pb、W、Bi、As、Sb五种元素浓集克拉克值 (C) , 在工作区中均>1, 分别为1.602、2.278、3.042、6.026、4.159, 说明Pb、W、Bi、As、Sb五种元素在工作区地质体中相对富集。

Au、Ag、Mo、Zn、Cu五种元素浓集克拉克值, 在工作区中 (C) <1, 分别为0.276、0.002、0.855、0.749、0.525, 说明Pb、W、Bi、As、Sb五种元素在工作区地质体中相对分散。

通过综合分析, Au和Ag元素在工作区及各地质单元中的平均值, 变化系数, 浓集克拉克值均较低, 说明Au和Ag元素在工作区中成矿的可能性很小。

As、Sb、Bi、W、Mo五种元素, 虽然变化系数, 浓集克拉克值高, 但是四种元素的全区平均值均较低, 说明As、Sb、Bi、W、Mo五种元素在工作区中成矿的可能性也不太大。

而Cu、Pb、Zn三种元素, 虽然在全区中变化系数均为1.0>cv (cv') >0.7, 为元素分布不均匀, 属分异型;浓集克拉克值为中等, 均>0.7。但是三元素平均值均较高, 有良好的成矿前提。

对几种元素参数综合对比, 可以看出在架子少冷工作区, Zn、Cu、Pb三种元素有较大的成矿潜力。

2.2 矿区各元素分布特征

测试元素皆为本区成矿元素和伴生 (指示) 元素, 由于矿种、成因、地质环境的不同, 元素空间分布也表现出明显的差异。依据其R型聚类分析, 将10种元素分为三组。

2.2.1 Zn、Pb、Cu、Ag、Bi

Zn、Pb、Cu、Ag、Bi元素地球化学场颇有相似, 在许多地段存在共高共低现象。

Ag、Pb、Zn、Bi元素主要以低背景区和背景区为主, 分布在工作区的西北部、西南部及南部, 出露地层为中生界满克头鄂博组 (J3mk) 和燕山早期黑云母花岗斑岩 (Kγπ) 岩体;高值区和异常区主要分布在工作区的东北角, 出露地层主要为中生界满克头鄂博组 (J3mk) 及上古生界二叠系哲斯组 (P1zs) 地层。

Cu元素主要以低背景区和背景区为主, 主要分布在工作区的中西部, 西北部、西南部及东南部, 出露的地层为中生界满克头鄂博组 (J3mk) 和燕山早期黑云母花岗斑岩 (Kγπ) 岩体。高值区和异常区主要分布在工作区的东北角及西北角, 出露地层主要为中生界满克头鄂博组 (J3mk) 及少部分上古生界二叠系哲斯组 (P1zs) 地层。

2.2.2 Au、As、Sb

Au元素主要以背景区为主, 背景区主要分布在工作区的东北部、中部、东南部, 出露地层为中生界满克头鄂博组 (J3mk) ;异常区和高值区主要分布在主要分布在工作区的西南角、东南部, 出露的地层为中生界满克头鄂博组 (J3mk) 和燕山早期黑云母花岗斑岩 (Kγπ) 岩体。

As、Sb元素背景区、低背景区与高值区、异常区分布范围非常明显, 背景区、低背景区主要分布在工作区的西南部, 出露地层为中生界满克头鄂博组 (J3mk) 和燕山早期黑云母花岗斑岩 (Kγπ) 岩体;高值区、异常区分布在工作区的东北部, 出露地层为中生界满克头鄂博组 (J3mk) 和少部分上古生界二叠系哲斯组 (P1zs) 地层。

2.2.3 Mo、W

Mo元素低背景区、背景区分布的比较分散, 工作区中均有分布;高值区、异常区主要分布在工作区的东北角、中南部, 出露地层为中生界满克头鄂博组 (J3mk) 和燕山早期黑云母花岗斑岩 (Kγπ) 岩体。

W元素主要以背景区、低背景区为主, 主要分布工作区的东南部及西北部东南部, 出露地层主要为中生界满克头鄂博组 (J3mk) 及第四系。高值区、异常区主要分布在西南角及西北角, 出现的地理位置及分布的范围与燕山早期黑云母花岗斑岩 (Kγπ) 岩体基本吻合。

2.3 矿区主要异常分布特征

根据异常评价分类程序, 将工作区组合元素异常分类 (见表1) :

以Cu、Pb、Zn、异常为重点, 结合As、Sb、Mo、Bi异常, 重点对HT-3号综合异常加以解释与评价。

HT-3号综合异常异常区位于架子少冷东北部, 面积为1.21km2。

异常区主要位于中生界满克头鄂博组 (J3mk) 地层中, 在异常区西南部附近出露新生界第四系 (Qhal) 。另外, 在异常区内有一条近东西向的硅化蚀变带和一条北东向硅化蚀变带出露。

该综合异常组合元素为Cu、Pb、Zn、Ag、As、Sb、Mo、Bi计八种元素, 主成矿元素为Cu、Zn、Ag、Pb, 伴生元素为As、Sb、Mo、Bi。主成矿元素Cu、Zn、Pb、Ag四种元素套合性很好, 另外, 主成矿元素Cu、Ag与伴生元素As、Bi套合性很好, 浓集中心明显, 有三处浓集中心。异常浓度分带明显, 异常强度较高, Pb、Bi元素浓度分带明显, 强度较高, 达到三级分带, Zn、Cu、Ag、As、Mo元素浓度分带较明显, 强度较高, 达到二级分带。异常规模较大, 异常规模较大的元素为Pb、Bi、Cu。另外, 该异常具备前缘晕、近矿晕、尾晕的特征;而且, 异常形态完整, 呈带状沿北东向展布, 与区域上的主要断裂构造及区内发现的北东向硅化蚀变带走向一致, 异常区成矿条件有利 (各单元素异常特征见表2) 。

该异常形态完整 (图2、图3) , 异常呈带状沿北东向展布, 与区域上的主要断裂构造及区内发现的北东向硅化蚀变带走向一致, 异常区成矿条件有利。同时, 异常元素组合成分复杂, 又是成矿元素高背景区, 主成矿元素、伴生 (指示) 元素套合性较好, 强度高, 浓集中心明显。推断异常是由Cu、Pb、Zn、Ag矿化体所引起的异常, 通过异常查证, 发现在异常区有一处Zn矿化带。属于乙1类异常。

3 异常验证效果

3.1 1/万地化剖面验证效果

为了追索HT-3异常源, 缩小异常找矿靶区, 布设1条方向为317°, 长度为1km的1∶1万土壤地球化学剖面, 其特征如下:

从土壤测量剖面图看出:

HP1号剖面, 在测点04/01、11/01处十种元素均出现异常高峰。

综合该条土壤地化剖面出现异常高峰的情况分析, 可以看出土壤地化剖面出现异常高峰的位置与土壤面积性工作的HT-3综合异常的浓集中心位置完全吻合, 而且元素组合特征两者基本一致, 异常具有良好的重现性, 说明HT-3综合异常为真异常。同时, 基本确定了几处浓集中心位置就是异常源的位置, 缩小了异常靶区。

综上所述, 该土壤异常元素组合复杂, 各种单元素异常套合性较好, 均有明显的浓集中心。尤其是在异常区的北东部, 异常分带性明显。Zn、Cu、Pb等单元素异常浓集中心非常突出, 异常强度高。土壤剖面异常各种元素峰值十分突出, 高值点比较集中, 与土壤浓集中心相吻合。无论是土壤测量面积性异常, 还是土壤剖面异常, 都显示了该处具有良好的成矿条件及地球化学背景。

3.2 工程验证效果

异常检查以Zn、Cu、Pb异常为主。本区共圈出5处组合异常, 结合组合异常所处的地质环境和前人资料, 重点对HT-3号1处综合异常进行了查证, 主要利用1∶5万路线地质调查、槽探工程揭露及1∶1万土壤地化剖面进行初步的查证。

通过1∶5万路线调查查证HT3综合异常, 新发现硅化蚀变带1条, 宽几米~十几米不等, 延长300m~500m, 1件样品Zn品位0.134×10-6。多层褐铁矿化蚀变凝灰岩和蚀变气孔状安山岩。区内蚀变凝灰岩和气孔状安山岩呈互层出现, 蚀变凝灰岩层厚度几十米不等, 蚀变气孔状安山岩厚度几米~十几米不等, 走向为70°~115°之间, 倾向南东-南西之间, 延长800m左右。局部见褐铁矿化或褐铁矿流失孔, 初步认为其为哲斯组海相火山岩—碎屑岩建造, 富含成矿物质, 是重要的矿源层之一, 同时又是有利的赋矿围岩。晚侏罗世满克头鄂博火山旋回末期有大量的中酸性同源浅成—次火山岩上侵就位, 为成矿提供了丰富的热液和矿质来源, 主要分布在矿区西南部。

沿垂直异常长轴方向布设槽探工程检查HT3综合异常, 在L2577号高值点, 布设YCTC2577探槽, 发现矿化蚀变凝灰岩, 取样品2件Zn品位为0.161-0.226×10-6。其中在TC08探槽中连续刻槽取岩石原生晕样59件, 其中有10件样品在1107-3704×10-6之间 (表2) 。说明褐铁矿化蚀变凝灰岩和安山岩既是重要的矿源层, 同时又是有利的赋矿围岩, 是引起HT3综合异常的主要原因, 分析认为HT3综合异常为矿致异常。

4 找矿意义

(1) 本次工作, 通过研究发现地球化学图所反映的背景特征、异常分布特征及元素分布、分配特征与客观地质条件非常符合。说明在内蒙古扎鲁特旗架子少冷地区开展1∶20000土壤地球化学测量洛阳铲深部取样具有有效性和合理性。

(2) 土壤剖面异常重现性好, 高值点均落在土壤测量异常中心。进一步证实了Ht-3异常的土壤地球化学异常是真实可靠的。

(3) 通过对该异常的路线检查, 发现了较好的矿化蚀变。经地表工程揭露, 发现了数条Zn矿化体和铜矿化点, 进一步说明了该异常是矿致异常, 为寻找以Zn为主的多金属矿产提供了明确靶区。

(4) 上古生界二叠系哲斯组 (P1zs) 为该区的成矿提供了物质来源, 因此, 上古生界二叠系哲斯组 (P1zs) 为该区的矿源层, 同时上古生界二叠系哲斯组 (P1zs) 地层又为在该区寻找多金属矿的有利围岩。燕山早期黑云母花岗斑岩 (Kγπ) 岩体为该区的成矿提供了良好的热源。

(5) 在该区Zn、Cu、Pb三种元素有较大的成矿潜力。

总之, 内蒙古扎鲁特旗架子少冷矿区Ht-2、Ht-3组合异常, 具有较好的成矿地球化学环境和有利的成矿地质条件, 找矿信息十分丰富, 是寻找以锌为主等多金属矿产的理想靶区。

摘要：内蒙古扎鲁特旗架子少冷矿区1∶2万土壤测量异常, 元素组合复杂, 虽然面积不大, 但强度高, 各单元素异常均具有较好的浓集中心。尤其Zn、Pb、Cu等元素呈现高度富集。该土壤异常分布在满克头鄂博组火山岩地层中。经对该异常踏勘, 发现较强的褐铁矿化及硅化、孔雀石化、蓝铜矿化等。经土壤剖面测量也发现较好Zn、Pb、Cu土壤异常, 具重现性, 与1:2万土壤异常浓集中心相吻合。经工程揭露, 在满克头鄂博组火山岩和次火山地层中上发现了锌、铜矿化。经测试, 部分样品快达到最低边界品位, 矿化蚀变带较宽, 有较大的找矿意义。该处成矿条件好, 是锌、铜等多金属矿产成矿有利地段。为寻找以锌为主多金属矿产提供了明确靶区。

关键词：内蒙古,架子少冷,土壤异常,地球化学特征,找矿意义

参考文献

[1]武警黄金第四支队.架子少冷土壤化探专题报告[R].2015.

[2]内蒙古扎鲁特旗呼和哈德地区地球化学异常特征及其找矿意义[J].吉林地质, 2011, 1:108-112.

[3]赵一鸣, 等.大兴安岭及其邻区铜多金属矿床成矿规律与远景评价[M]北京:地震出版社, 1997.

土壤地球化学特征 篇9

沙漠藻类作为沙漠中的先锋植物,可以改变沙漠土壤中的物质循环,增加其中碳、氮、磷的含量。大量研究证实,结皮中的生物组成可以把碳、氮等养分固定到土壤生态系统中,促进土壤异养微生物的生长,从而改变沙漠环境中的生物多样性,改变其土壤结构和水分分布状况,苔藓和地衣真菌结皮的形成,加速了物质风化和风化物质累积速度,包括植物的一些必需元素如钾、磷和硫等的累积;同时,由于有机质的积累、大量微生物的侵入繁殖,土壤养分的可利用性提高,从而促进了土壤的发育。生物结皮还可以有效地防止土壤风蚀,生物结皮与草、灌木相结合的固沙技术已被认为是沙漠化地区固沙技术的新方向。

1 研究区概况

研究区位于鄂尔多斯高原南部的毛乌素沙地乌审旗境内。乌审旗位于内蒙古自治区鄂尔多斯市西南部,地理坐标为北纬37°38′54″~39°23′50″,东经108°17′36″~109°40′22″。研究区是鄂尔多斯高原的组成部分,处于鄂尔多斯高原向黄土高原过渡的洼地中,海拔一般为1 300~1 400m,最高海拔1 430m,最低海拔1 178m。地势西北高,东南低。研究区属温带极端大陆性气候,受蒙古高压影响极大,西北冷空气控制时间长,降水少,干旱多风,蒸发强烈,日照充足,无霜期偏短。年降水量350~400mm(南部略少于北部),第3季度降水量占全年降水量的70%左右;年蒸发量约2 592mm。无霜期140~150d。年平均气温6~8℃,年极端最高、最低气温分别为37℃和-33℃;7月平均气温22℃,1月平均气温-9.4℃,平均气温年较差为21~23℃,最大日较差14℃。平均年日照时数2 860h,积温年平均值为2 621℃。年平均风速3.4m/s;每年平均风速3m/s的天数为140~203d;每年平均风速8m/的天数为22~24d,最大冻土深度146cm。乌审旗无定河流域面积2 060km2,平均流量5m3,年径流量1.58亿立方米。在毛乌素沙地,风沙活动与风沙土的水分含量成为该区的重要生态因子和限制因子,因此该区植物的优势生活型是油蒿(Artemisia ordosica)、白沙蒿(Artemisia sphaerocephala)、臭柏(Sabina vulgaris)、柠条(Caragana intermedia)、杨柴(Hedysarum mongolicum)、沙柳(Salix cheilophila)、乌柳(Salix microstachya)等耐风蚀与干旱的灌木丛。

2 研究方法

2.1 样本采集

研究样地选择在毛乌素沙地的乌审旗附近,油蒿灌丛覆盖度为50%~60%,羊柴灌丛覆盖度为25%~30%,油蒿灌丛的固定时间要比羊柴灌丛固定时间长。在油蒿灌丛、羊柴灌丛的坡底分别选择生物结皮发育良好的样方,并以样方内的裸沙沙土作为对照。测定生物结皮的厚度,并采集结皮样品,将其放入土壤袋中,带回室内处理。对下层土壤养分和水分研究则以0~5cm(结皮层)、5~20cm(结皮下层)、20~30cm(结皮下层)、30~40cm(结皮下层)为间距进行采样,3次重复。

2.2 样本处理

将采集回来的土壤样本在室内风干后,去除样品内的结皮植物、种子、枯枝落叶、根系等生物体并研碎。研碎后的土壤样本过0.25mm孔径的筛子,作为土壤速效养分测定用,过0.01mm孔径的筛子作为土壤全效养分测定用。

2.3 分析测定方法

养分测定方法参考《土壤农化分析》(第三版)(鲍士旦主编),土壤有机质采用重铬酸钾容重法;全氮采用凯氏定氮法;全磷采用NaOH熔融——钼锑抗比色法;全效钾采用NaOH熔融,火焰光度法;速效氮采用蒸馏法;速效磷采用0.05moL/L NaHCO3法;速效钾采用醋酸氨浸提,火焰光度法。土壤酸碱度采用PB-10型便携式酸碱度计。

3 结果与分析

3.1 生物结皮层的养分特征研究

土壤养分的缺乏是流动沙丘限制植物生长的重要因素之一。随着固沙植被在流动沙丘上的固定,生物结皮的形成为养分的富集提供了条件,并以其特有的代谢方式改善了沙丘土壤的性质。因而,生物结皮的形成具有改良土壤结构、增加土壤肥力的作用。

由表1可知,2种植被条件下的生物结皮的土壤养分含量均高于流动沙地,说明生物结皮对干旱的沙地生态系统的土壤肥力具有明显的聚集作用。在油蒿灌丛的生物结皮层有机质含量比流动沙地提高了362.61%,全氮提高了211.76%,全磷提高了64.71%,速效氮提高了946.82%,速效磷含量提高了334.35%,速效钾提高了186.85%。在羊柴灌丛的生物结皮层有机质含量比流动沙地提高了50.22%,全氮提高了35.29%,全磷提高了52.94%,速效氮提高了312.36%,速效磷含量提高了27.89%,速效钾提高了12.82%。

3.2 生物结皮层的pH值状况

土壤p H值是土壤的重要化学性质,它直接影响植物的生长和微生物的活动以及土壤的其他性质与肥力状况。2种植被下生物结皮中,羊柴灌丛下结皮p H值较大为8.46,油蒿次之为8.25。而羊柴灌丛下结皮层和流沙环境的p H值相近,为8.45左右。这种现象的发生主要是由于油蒿灌丛下结皮表面上生有匍匐的藓类植物,它们的根系在生长过程中要分泌酸类物质,另外植物的残体分解也产生腐殖酸,从而使土壤的p H值偏低;而羊柴灌丛下结皮没有匍匐的藓类植物,且形成时间相比油蒿灌丛短,因此p H值偏高。

3.3 生物结皮对结皮下层土壤有机质、全效养分的影响

由于生物结皮具有富集养分的特性,通过降水淋溶作用可以影响到下层沙土的养分状况。从图1可以看出,在不同类型植被土壤生物结皮覆盖下,不同深度土壤的有机质含量均高于相应的对照土层,仅在5~20cm处含量相当。生物结皮存在的土层中(0~5cm)有机质含量均比生物结皮下层(5~40cm)高。不同植被下,土壤全氮含量随土层深度的增加变化趋势不同,其中油蒿灌丛全氮含量随土层深度的增加而降低,而羊柴灌丛全氮含量的变化随土层深度的增加而增加,这与流沙全氮含量的变化趋势一致。随着地表生物结皮的发育,土壤中的氮素有在表层聚集的趋势(见图2)。羊柴灌丛下全磷含量随土层深度的增加呈增加趋势,而油蒿灌丛全磷含量则随着土层深度的增加呈降低趋势,并且在20~40cm土层中与对照流沙中含量接近,说明全磷含量随着生物结皮的发育向表层土壤聚集(见图3)。

3.4 生物结皮对结皮下层土壤速效养分的影响

速效氮含量在油蒿灌丛下含量最高,羊柴灌丛和对照流沙中的速效氮含量接近(见图4)。油蒿灌丛下速效磷含量仍为最高,仅在5~20cm与羊柴灌丛下含量持平。羊柴灌丛下速效磷含量在20~30cm最低为2.72mg/kg。油蒿和羊柴灌丛的速效磷含量随土层深度增加均呈下降趋势(见图5)。速效钾含量在0~5cm的土层中油蒿灌丛下含量最高为14.11mg/kg,羊柴灌丛和流沙下含量较接近。在结皮下层5~40cm处2种植被的速效钾含量与对照流沙的含量均很接近,且都呈下降趋势(见图6)。

4 结论与讨论

不同植被条件下生物结皮的土壤养分含量均高于流动沙地,说明生物结皮对干旱沙地生态系统的土壤肥力具有明显的聚集作用。油蒿灌丛下生物结皮发育的时间要比羊柴灌丛的时间长,因此油蒿灌丛下生物结皮对养分的聚集比羊柴灌丛的高。土壤p H值是土壤的重要化学性质,它直接影响植物的生长和微生物的活动以及土壤其他性质与肥力状况。研究表明,油蒿灌丛下生物结皮层的p H值较羊柴灌丛下结皮层和流沙表层的低,这种现象的产生主要是由于油蒿灌丛下结皮表面上生有匍匐藓类植物,它们的根系生长要分泌酸性物质,从而使土壤pH值降低。土壤生物结皮对下层土壤养分有明显影响,生物结皮下土壤的有机质、全效养分和速效养分的含量均高于对照流沙土壤土层,且均呈随土层深度增加含量降低的趋势,表明沙漠生物结皮层对养分具有富集作用,对风沙土的改良具有积极作用。

参考文献

[1]张元明,杨维康,王雪芹,等.生物结皮影响下的土壤有机质分异特征[J].生态学报,2005,25(12):3420-3425.

[2]鲍士旦.土壤农化分析(第三版)[M].北京:中国农业出版社,2000.

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土壤地球化学特征 篇10

工作区位于苏尼特右旗朱日和镇东南15公里处, 交通便利。

范围:东经:113°0300~113°0715

北纬:42°1645~42°2100

矿区内基岩出露约只占整个矿区面积的不足二分之一, 其余为的新生界新近系 (N) 和第四系覆盖 (Q4) 。矿区内出露地层 (由老至新) 有石炭系上统阿木山组 (C2a) , 二叠系下统三面井组 (P1s) , 及分布于山坡缓处、沟谷两旁的新近系 (N) 、第四系 (Q4) 。

2 采样、样品测试及数据分析

采样介质对象为残、坡积物, 采样部位一般在C层 (母质层) 中采样, 采样粒级为-4~+20目。样品加工严格按照相关规定进行, 对Cu、Pb、Zn、Ag、Au、Mo、Sn、AS、Sb、Bi 10种元素分析测试法严格按规定完成。

对各元素原始数据进行多次迭代处理, 剔除大于平均值+3倍离差的离散值, 求得全区背景平均值 (X) 及标准差 (S) , 根据公式T=X+2S求得各元素异常下限值 (T) , 依此圈定各元素异常, 再分别求得各异常二级浓度分带值 (2T) 和三级浓度分带数值 (4T) 。

根据元素测试结果, 对各元素在全区的平均值、标准差、变差系、背景值及极大值、高含量值进行了统计, 统计结果见表1。

多数元素平均含量与背景值之比 (KK值) 略大于1, 其中Au、As、Sb的KK值变化较大, 离差值也较高, 变差系数都超过100%, 高含量的异点百分率较高, 依次为As、Sb、Au, 其次为Pb、Cu。其中Au的平均含量只有2.0 3 PPb, 而超过三级浓度分带异常点为143个, 占总点数的2.6%, 出现了大于100ppb高值和大于700ppb的极高值。As、Sb也出现了类似Au的含量分布特征。

单位:Au 1×10-9其余为1×10-6

由上述元素含量分布特征可知, 测区内Au、As、Sb分布的极不均匀, 后期叠加作用程度较高, 为本测区主要富集成矿作用方向之一, Au可确定为主成矿元素, As、Sb为重要伴生元素。

相比之下, Cu、Pb、Zn等元素没有出现特殊高含量值, 变差系数没有超过40%, 表明含量分布也相对稳定, 只是异点百分率略高。

测区内元素含量空间分布特征见各元素地球化学图和地球化学异常图 (见下图) 。由图可看出, Au、As、Sb高含量集中分布在测区南部, 这三种元素的高含量分布趋势一致, 异常三级浓度分带较好, 规模较大, 异常中心位置的关系比较接近。

Cu、Zn高含量相对集中在测区北部, 两元素异常的空间关系相对一致, 异常在中北部的有一定规模, 三级浓度分带明显, 异常走向呈东西向条带状展布。

Pb、Bi高含量相对集中在测区中部偏南、偏北的两个地带, 异常分布相对孤立。

为进一步考察元素间的关系, 根据各元素测量数据进行了因子分析, 结果如下:——旋转因子矩阵——

为进一步考察元素间的关系, 根据各元素测量数据进行了因子分析, 结果如下:

异常关系:Bi—Pb—Zn—Cu—As—Sb——Au异常由中部向外围分带特征较典型。

说明Cu与Zn关密切, As与Sb关系, Au、Pb、Bi都相对独立存在。

(1) 岩浆热早期 (岩浆内部/内接触带) 高温热液型铅矿。

(2) 岩浆热中期 (岩浆与围岩接触带) 中温热液型铜铅矿。

(3) 岩浆热晚期 (岩浆与围岩外接触带) 低温热液型金矿。

根据上所分析, 元素在测区内含量及异常的主要特征归纳如下:

(1) 元素异常组合有明显区域分带性, 由中部向南北两侧由高温组合向低温组合对称分布。

(2) 区内高含量元素以Au、As、Sb为主, 出现较多特高值, 尤以高含量As最为突出。Au、As、Sb含量分布变化大, 有显著的后期叠加富集特征。

(3) 异常规模较大、叠合关系较好、异常中心明确的异常相对集中分布在三个地带, 分别在南部集中Au、As、Sb强异常, 出露主要二叠系沉积相地层;北部相对集中Cu、Zn异常, 主要出露二叠系沉积相地层;西北部相对集中Au、As、Sb异常, 主要出露二叠系沉积相地层。

(4) 无论单异常还是综合异常, 异常多与地形条件关系较密切, 异常中心多出现在地势较高、岩石出露相对较好的丘陵顶部。

(5) 异常中心对于地层为主, 部分异常中心与近东西向石英脉对应较好, 但多数异常区尚未明确与特定成矿地质条件的对应关系, 如含矿地层、控矿构造、岩浆岩接触带等。

3 组合特征

根据用数理统计与因子分析法, 对对本区化探异常的解释与推断, 结论如下:

3.1 元素异常组合有明显区域分带性, 由中部向南北两侧由高温组合向低温组合对称分布。

3.2 区内高含量元素以Au、As、Sb为主, 出现较多特高值, 尤以高含量As最为突出。Au、As、Sb含量分布变化大, 有显著的后期叠加富集特征。

3.3 异常规模较大、叠合关系较好、异常中心明确的异常相对集中分布在三个地带, 分别在南部集中Au、As、Sb强异常, 出露主要二叠系沉积相地层;北部相对集中Cu、Zn异常, 主要出露二叠系沉积相地层;西北部相对集中Au、As、Sb异常, 主要出露二叠系沉积相地层。

3.4 无论单异常还是综合异常, 异常多与地形条件关系较密切, 异常中心多出现在地势较高、岩石出露相对较好的丘陵顶部。

3.5 异常中心对于地层为主, 部分异常中心与近东西向石英脉对应较好, 但多数异常区尚未明确与特定成矿地质条件的对应关系, 如含矿地层、控矿构造、岩浆岩接触带等。

参考文献

[1]罗先熔, 文美兰, 欧阳菲.勘查地球化学[M].北京:冶金工业出版社, 2007.

土壤地球化学特征 篇11

【关键词】灌溉及施肥；棉田土壤；呼吸特征

新疆是我国主要的干旱区和商品棉产区。近几年，新疆农业生产和技术水平大幅度提高，然而針对干旱区灌溉及施肥下棉田土壤的呼吸特征的研究却相对较少。本文通对不同施肥措施和灌溉方式下棉田土壤呼吸特征进行原位测定，分析农田生态系统与土壤呼吸速率、土壤温度与含水率的联系，希望能为旱区棉田土壤呼吸的准确评估、安排农田管理措施以及提高土壤固碳力提供参考。

1.材料和方法

1.1试验环境概述

（1）试验时间：2010-2011。

（2）试验地点：新疆乌兰乌苏农业气象试验站。

（3）试验土壤：灰漠土。

（4）实验作物：“新陆早33号”棉花。

（5）试验期间的月平均温度和蒸发量存在一定的关系，可以为植物种植提供一定的数据支持。

1.2试验内容

试验为裂区设计，主区是灌溉区，分为滴灌和漫灌。副区是施肥区，设OM、NPK、NPK+OM三种处理。小区面积8m×3m，重复3次。播种前，小区之间埋60cm宽防渗膜，防止串水串肥。棉花种植期总共施N，P2O5，K2O分别440kg/hm2，420kg/hm2，270kg/hm2。其中，播种前施30%N，70% P2O5，100%K2O及有机肥，剩余根据具体情况追加。具体灌溉日期和施肥量存在一定的关系，可以作为棉花种植的依据。

2010年5月4日播种，10月20日收获；2011年4月17如播种，10月2日收获。2次均采用1膜4行式，宽窄行距为“30cm+50cm+30cm"，膜宽130cm。

1.3观测方法和指标

（1）土壤呼吸速率测定。选择棉花生长季的晴天，用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统测田间土壤呼吸速率。从出苗开始第一次测定，以后每10d测1次，时间11：00-14：00之间。盛花期和盛铃期均测一次日变化。测定频率夜间1次/3h（22：00至次日7：00），白天1次/2h（9：00至19：00）。为避免时间差异导致的误差，每次测量顺序与第一次相同。测定基座圈材质聚氯乙烯（PVC），高11.5cm，内径20cm。PVC圈安装于两膜之间，露出土壤表面2cm，测定前一天，去除基座内土壤表层的一切杂物，整个观察过程PVC圈位置不变。

（2）土壤含水率和温度测定。在PVC圈周围确定1个点，将开路式土壤碳通量测量系统的土壤温度探测头插入土壤约10cm测定土壤温度。同时，在附近采用梅花点取样，深度5至10cm，3次重复，通过烘干法测定土壤含水率。另外乌兰乌苏农业气象站试验站提供了降雨量数据。

1.4处理数据

采用SPSS18.0和EXCEL2007统计、处理和分析数据。作图采用Sigmaplot 10.0。推算土壤呼吸速率与土壤温度的关系，方程式如下：

RS=a·ebT，Q10=e10b

其中，土壤呼吸速率用Rs表示；温度敏感系数用Q10表示；土壤温度T表示；待定参数a、b表示。

选择非线性和线性分析土壤含水率和土壤温度对土壤呼吸速率的影响，公式如下：

RS=a+bT+cW，RS=a·ebT·Wc

其中，土壤呼吸速率用Rs表示；土壤温度T表示；土壤温度W表示；待定参数a、b、c表示。

2.结果与分析

2.1季节变化与棉田土壤呼吸率

不同施肥措施与灌溉方式下，棉田土壤温度季节变化与土壤呼吸速率季节变化相似，均呈先升高后下降趋势。2010和2011观测几个土壤呼吸速率季节变化趋势相同，下面以2011年为例进行说明。2011年2月上旬不同处理土壤呼吸速较低，土壤温度也较低。5月中旬至6月旬，土温渐高，呼吸速率也逐渐增加，一直到7月中旬土壤温度达到顶峰，同时不同处理方式的土壤呼吸速率也迎来各自的峰值。8月下旬，土温直线下降，土壤呼吸速率也急剧下降，到10月中旬棉花收获后降至最低点。

2010年，漫灌方式土壤呼吸速率1.01至4.52μmol/（m2·s），滴灌方式土壤呼吸速率1.40至4.67μmol/（m2·s），漫灌明显小于滴灌；2011年，滴灌方式土壤呼吸速率1.35至4.54μmol/（m2·s），漫灌方式土壤呼吸速率1.43至4.22μmol/（m2·s），2种灌溉方式变化幅度比较接近；滴灌下土壤呼吸速率在2010年和2011年变化幅度稳定，但漫灌方式下变化幅度却比较大，说明漫灌方式下棉田土壤呼吸速率受灌溉影响大。根据平均土壤呼吸速率方差可知，滴灌处理的棉田平均土壤呼吸速率差异明显，滴灌大于漫灌；施肥处理漫灌方式下NPM+0M与OM差异不明显，其它处理都明显。依次排列为NPK

2.2土壤呼吸速率与土壤含水、温度的联系

抛开土壤湿度，使用指数关系模型对土壤温度与呼吸速率关系进行拟合，2年的观测结果显示，漫灌方式下土壤温度与土壤呼吸速率拟合决定系数是0.58-0.68；滴灌方式下土壤温度与土壤呼吸速率拟合决定系数是0.51-0.58，两者拟合值较为接近。土壤呼吸速率对温度敏感度用Q10表示。实验结果显示，漫灌方式下Q10值约2.25-2.59，平均值为2.43；滴灌方式下Q10值约1.88-2.18，平均值为2.03；滴灌Q10平均值小于漫灌，表明漫灌土壤温度对呼吸速率的敏感度高于滴灌。灌溉方式相同时，CK处理Q10平均值小于其他方式，表明施肥时呼吸速率对土壤温度敏感度加大。

2.3土壤呼吸速率与土壤含水率、温度的复合联系

将土壤水分和温度整合成一个方程能够提高呼吸速率预测的精确度。该实验通过双因素模型，模拟土壤含水率和温度对土壤呼吸速率的影响。连续2年的观测结果显示，复合模型决定系数R2高于单因子模型。相同施肥措施及灌溉方式下，线性模型R2值低于非线性模型；不同施肥措施及灌溉方式下，非线性和线性模行R2值均在0.64-0.72.说明复合方程预测土壤呼吸速率精确性得到显著提高。

3.结束语

根据以上实验，可以得到以下三点结论。第一，棉田土壤呼吸在不同灌溉方式和施肥措施下，呈现不同的季节变化和日变化规律。季节变化峰值和最小值分别7月中旬和10月下旬。盛花期和盛铃期峰值分别是15：00到17：00和15：00，最小值都是凌晨4：00。第二，不同施肥措施和灌溉方式对干旱区棉田土壤呼吸速率具有一定程度影响。漫灌方式下棉田土壤平均呼吸率显著小于滴灌。施肥处理间棉田土壤平均呼吸速率大小顺序为NPK

【参考文献】

[1]曹兴，陈荣毅，蔡新婷，王斯萌，蒋恒.干旱区绿洲棉田土壤呼吸日变化特征分析[J].干旱地区农业研究，2011（05）.

[2]陈书涛，朱大威，牛传坡，邹建文，王超，孙文娟.管理措施对农田生态系统土壤呼吸的影响[J].环境科学，2009（10）.

马铃薯田土壤水分的变化特征 篇12

1.资料来源

土壤重量含水率资料取自突泉县气象局1995～2011年逐旬监测马铃薯地块10～50厘米固定地段0～10厘米、10～20厘米、20～30厘米、30～40厘米、40～50厘米5个深度的资料。降水量、气温和蒸发量资料均取自突泉县气象局1971～2000年30年逐旬和逐月的气象整编资料。

处理方法:土壤相对湿度=(土壤重量含水率/田间持水量)×100%

计算公式:

R:土壤相对湿度(%),取整数;w:土壤重量含水率(%);fc:田间持水量(%)

田间持水量是在地下水位较低情况下,土壤所能保持的毛管悬着水的最大值是植物有效水的上限。本文所用田间持水量是突泉县气象局根据土壤水分观测规范测得的土壤水分常数。将每旬测得的土壤重量含水率除以田间持水量得到逐旬土壤相对湿度资料。逐月、逐旬的相对湿度资料是1995～2011年的平均值。由于突泉地区马铃薯播种到收获时间在5～9月,所以春季土壤相对湿度资料选5月份,夏季土壤相对湿度资料选6～8月份,秋季土壤相对湿度资料选9月份。

2.结果与分析

(1)马铃薯土壤相对湿度变化时间特征。气象条件特别是降水量影响土壤相对湿度在时间的变化上,从上年雨季结束到第二年雨季开始,降水量小于同期耗水量,土壤水分不断消耗、亏缺;从雨季开始降水量大于同期耗水量,土壤水分则不断补充、积累。根据土壤水分积累和消耗平衡关系分析看出:突泉县5～9月逐旬10～50厘米平均土壤相对湿度变化曲线,如图1所示。

(2)春季水分蒸发强烈,土壤干湿变化呈交替态势。突泉县春季气温回升快且多大风天气,由4月份7.5℃上升到5月份15.4℃;降水少,5月降水量为30.3毫米仅占年降水量7%。5月份蒸发量达361.9毫米,为全年蒸发量最大月份。降水多以小雨为主,雨水多被截流在0～10厘米土层中,土壤相对湿度最小值为33%。30厘米以下土壤水分很少得到补充,即0～10厘米土壤相对湿度随降水量的增加而增加,反之亦然。春季0～10厘米土壤相对湿度与降水量变化关系,如图2所示。

(3)夏季降水丰沛,土壤相对湿度增大。夏季6～8月份高温、多雨,年降水量76%集中在这一时期,同时是在马铃薯生长过程中水分消耗最多的时期。当雨季初始土壤水分开始恢复后,首先使0～10厘米土层的水分状态得到明显改善。进入6月中旬至7月下旬集中降水期,20～50厘米土壤水分逐渐进入快速恢复期,7月中旬0～10厘米土层相对湿度为71%～78%,比6月中旬提高约7个百分点,0～30厘米土层相对湿度为70%～75%,提高约5个百分点。夏季降水量对0～50厘米土壤平均相对湿度变化影响关系。如图3所示。

(4)秋季降水减少,土壤相对湿度下降。秋季9月份降水量为33.9毫米,占年总降水量8%,降水量减少,气温下降,雨季基本结束。在日平均气温每天以0.33℃左右的梯度急剧下降的情况下,水分蒸发随之减少,10月份蒸发量由9月份的177.1毫米下降至143.3毫米,土壤水分的恢复期亦基本结束。除秋吊外,土壤水分经过恢复性补充和积累,秋季的土壤水分状况均较为湿润,一般年份土壤相对湿度可维持在64%。

3.合理利用土壤水资源建议