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老挝Boloven高原玄武岩风化壳中稀土元素富集与主量元素关系

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中国稀土学报 2007年第4期25卷 461-469页

作者：杨社锋方维萱胡瑞忠王思德魏宁中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵州贵阳550002 北京东南亚资源科技有限公司北京100012 有色金属矿产地质调查中心北京资源勘查技术中心北京100012

老挝南部Champasak省东北部Boloven高原玄武岩喷发于晚中生代-新生代,在长期热带季风型气候和热带季雨林植被条件下,高原玄武岩上已经发育砖红壤型风化壳。在一条风化壳剖面上采集了11件样品并在室内细碎到200目,使用X射线荧光光谱仪分... 详细信息

老挝南部Champasak省东北部Boloven高原玄武岩喷发于晚中生代-新生代,在长期热带季风型气候和热带季雨林植被条件下,高原玄武岩上已经发育砖红壤型风化壳。在一条风化壳剖面上采集了11件样品并在室内细碎到200目,使用X射线荧光光谱仪分析了11个样品中的主量元素含量,使用ICP-MS分析了11件样品REE含量。结果表明,玄武岩风化壳中主量元素Na2O和MgO淋失量最大,K2O和CaO淋失量次之,并在淋失一定程度后淋失速度减慢;样品LR157和LR158中TiO2,P2O5分别为6.07%,1.45%和8.43%,0.82%,为整个剖面中的最高值;CaO的含量是松散风化产物中的最高值。风化玄武岩(LR140,LR141)的∑REE较低,为57.8×10-6和87.9×10-6;随着玄武岩风化程度和成壤作用的加强,∑REE逐渐富集,并在风化壳表土下(LR157,LR158)达到最高值1003×10-6和775×10-6。风化壳中LREE/HREE值为3.59～14.9,稀土元素分布型式属轻稀土富集型。随着风化程度加深,Ce由弱负异常逐渐变为强正异常,而Eu由弱正异常逐渐变小并呈现出强负异常,整个剖面中Ce正负异常和Eu正负异常的变化幅度较大。REE在剖面中的分布与含TiO2,P2O5的矿物有明显的相关关系,并且在TiO2,P2O5含量最高的样品LR157和LR158中最为富集。REE富集和Ce正异常出现在pH值为5.23～6.12的酸性和Fe2+/Fe3+为0.007～0.13的氧化环境下,证明在酸性氧化环境也能出现REE富集。

关键词：老挝Boloven高原玄武岩风化 REE富集

吉林省东部玄武岩风化成壤过程中的元素地球化学特征

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吉林省东部玄武岩风化成壤过程中的元素地球化学特征

作者：刘奇志吉林大学

学位级别：硕士

我国玄武岩分布十分广泛,从东北地区的大兴安岭,到南端的海南岛均有出露。研究区位于吉林省东部,涉及蛟河、白山、通化等地区,受深断裂控制,主要是东西向、北东向和北北东向构造带的控制,在新生代特别是新近纪和第四纪,发生了多期次、... 详细信息

我国玄武岩分布十分广泛,从东北地区的大兴安岭,到南端的海南岛均有出露。研究区位于吉林省东部,涉及蛟河、白山、通化等地区,受深断裂控制,主要是东西向、北东向和北北东向构造带的控制,在新生代特别是新近纪和第四纪,发生了多期次、大规模的火山活动,从而形成了我国最大的第四纪玄武岩台地,总面积达一万多平方公里。本文从吉林省东部玄武岩风化这一角度进行研究,以期为该区玄武岩的研究提供一些新的资料。从31对土壤-母岩样品中选择8对样品,从5组具有代表性的按垂直剖面采集母岩(R)-母质(C)-淀积层(B)-淋滤层(A)-腐质层(O)的样品中选择4组,采用相应方法分析测试了其常量元素、稀土元素和微量元素含量。常量元素含量特征表明,8对土壤-母岩样品中R65、R90、R121的岩性为粗面玄武岩,R44、R74、R120、R122、R145的岩性为玄武岩;土壤剖面SS21的母岩样品SR21的岩性为玄武岩,其余三组土壤剖面的母岩样品SR45、SR79、SR119的岩性为粗面玄武岩。土壤-母岩样品的常量元素中,与母岩样品相比较,土壤样品中的SiO的含量均相对升高,AlO、TFeO、CaO、MgO、NaO、TiO、PO的含量均相对降低,而KO和MnO的含量则有升有降。4组土壤剖面-母岩样品中,SiO的含量在R(母岩)→A(淋溶层)演化过程中相对富集,在A(淋溶层)→O(腐殖层)演化过程中相对亏损;除个别样品外,AlO、TFeO、CaO、MgO、NaO、KO、TiO、PO的含量在R(母岩)→O(腐殖层)演化过程中均相对亏损;而MnO规律不明显,总体含量变化不大。稀土元素含量特征表明,3对土壤-母岩样品中,轻、重稀土分异明显,呈轻稀土相对富集的负斜率右倾模式,Eu和Ce都未出现明显异常。4组土壤剖面-母岩样品中,轻、重稀土分异明显,呈轻稀土相对富集的负斜率右倾模式,且所有样品都未出现Ce异常,而剖面SS21土壤样品呈现出弱负Eu异常,剖面SS45土壤样品中A层和C层土壤样品呈现出弱负Eu异常,B层土壤样品呈现出强烈的负Eu异常,剖面SS119土壤样品中A层呈现出明显负Eu异常。微量元素含量特征表明,8对土壤-母岩样品的母岩样品中,Ba、Nb、Ni、Sr、V、Zn这些元素的含量高于其在土壤样品中的含量,说明在风化成壤过程中,这些元素发生了淋失;而对于Cr、Pb、Be、Rb、Y、Li、U、Th、As、Sb、Hg这些元素,母岩样品中的含量低于其在土壤样品中的含量,说明这些元素在风化成壤过程中发生了相对富集。4组土壤剖面对应的母岩样品中,Co、Nb、Sr、Sb的含量显著高于大陆上地壳元素丰度(UCC),Rb、Li、As和Hg相对较低,其他元素含量与UCC相当。此外,通过计算元素相对迁移率、化学蚀变指数、硅铁指数和硅铝指数这些风化指数,对于研究区玄武岩的风化程度也进行了分析。剖面SS21和剖面SS45的元素相对迁移率特征相似,SiO和KO的相对迁移率为正值,而其他主成分的相对迁移率均为负值;剖面SS79和剖面SS119的元素相对迁移率特征相似,仅O层、A层、B层土壤的SiO和B层土壤的AlO的相对迁移率为正值,其余各个层位的元素的迁移率均为负值。综合分析四个土壤剖面的硅铁指数,发现所有剖面的特征都保持一致,A层土壤的硅铁指数最高,C层土壤的硅铁指数最低,且极差较大,说明各个层位的硅铁指数具有较明显差异。对于硅铝指数,剖面SS21、剖面SS45和剖面SS79的特征一致,也是A层土壤的硅铝指数最高,C层土壤的硅铝指数最低,且极差较大。但对于剖面SS119,与其他三组剖面特征不同,O层土壤的硅铝指数最高,B层土壤的硅铝指数最低。化学蚀变指数特征显示,四组剖面都属于温暖湿润气候条件下的中等化学风化程度。

关键词：玄武岩风化化学蚀变指数土壤剖面吉林省东部

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中国东部新生代玄武岩风化作用地球化学研究

中国东部新生代玄武岩风化作用地球化学研究

作者：都凯南京大学

学位级别：硕士

玄武岩风化是大气CO2的一个重要碳汇,对玄武岩风化固碳作用的研究有助于揭示碳循环与全球气候变化之间的内在联系。不同气候条件会影响玄武岩风化速率以及风化残积土中的矿物组成,其中粘土矿物和铁氧化物为玄武岩风化的主要产物。研究... 详细信息

玄武岩风化是大气CO2的一个重要碳汇,对玄武岩风化固碳作用的研究有助于揭示碳循环与全球气候变化之间的内在联系。不同气候条件会影响玄武岩风化速率以及风化残积土中的矿物组成,其中粘土矿物和铁氧化物为玄武岩风化的主要产物。研究玄武岩风化剖面残积土中的粘土矿物以及铁氧化物组分与气候的响应对于理解它们的形成过程及其环境指示方面具有重要意义。本文选取中国东部不同气候带新生代玄武岩典型风化剖面,进行了常量元素含量、粘土矿物以及表生铁氧化物研究,从而探讨温带-亚热带地区玄武岩风化土壤中表生铁氧化物、粘土矿物对气候的响应,并利用风化土壤剖面初步计算玄武岩风化碳汇,得到以下结果： 1.由于粉尘输入与风化淋滤作用的综合作用,玄武岩风化土壤中各元素在不同气候带内呈现出不同的得失状况。在干冷的内蒙古地区,粉尘对于Ca、K、Na、Si等元素的输入量大于这些元素的淋失量;在山东地区,Ca、K、Na元素开始快速淋失,大于粉尘的输入量;在苏皖地区,Si开始出现淋失量小于粉尘输入量的状况;而在湿热的海南地区,风化作用强烈,Si大量淋失,碱性元素几乎全部流失。 2.通过土壤剖面计算所得的玄武岩风化消耗C02速率与通过流域水化学计算所得到的数值基本相当。根据使用北方粉尘平均组分校正后的元素相对得失率,计算可得研究区内玄武岩风化对大气C02的消耗速率在5.37～181.00t km-2yr-1之间,与Dessert等(2003)搜集归纳全球不同纬度间玄武岩小流域水化学所得到的数值(13.2～282.04t km-2yr-1)大致相当。 3.玄武岩风化剖面中粘土矿物组合存在规律性变化。随着气候条件由干冷向暖湿转化,玄武岩风化剖面中粘土矿物组合表现为：在内蒙、山东以及苏皖地区,粘土矿物以蒙脱石+伊利石+高岭石为代表;在浙江地区,粘土矿物以蒙脱石+高岭石为代表;而到了风化强烈的海南地区,粘土矿物则以高岭石+三水铝石为主。 4.由于受原岩碎屑的影响较小,研究区内红度值作为降水量的指标优于磁化率。红度值可表征玄武岩风化产生的致色铁氧化物(主要为赤铁矿)含量,与年降水量呈显著相关性,可以作为简易有效的气候指标;磁化率表征玄武岩风化形成的致磁铁氧化物(磁铁矿与磁赤铁矿)含量,由于受母质铁含量影响较大,与降水量相关性不显著。

关键词：玄武岩风化粘土矿物铁氧化物固碳率

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蒙脱石、高岭石与玄武岩对土壤碳固存的影响

浙江农业学报 2024年第8期36卷 1867-1877页

作者：徐君言裘高扬刘俊丽郭彬李华陈晓冬王鸢傅庆林中国计量大学质量与安全工程学院浙江杭州310018 浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所浙江杭州310021 浙江大学环境与资源学院污染环境修复与生态健康教育部重点实验室浙江杭州310058

为了明确玄武岩风化及其风化过程中形成的蒙脱石与高岭石类黏土矿物对土壤碳固存的影响,采用田间微区试验,研究了玄武岩、蒙脱石和高岭石施用下土壤颗粒结构、pH值,及速效养分、可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)、有机碳和无机... 详细信息

为了明确玄武岩风化及其风化过程中形成的蒙脱石与高岭石类黏土矿物对土壤碳固存的影响,采用田间微区试验,研究了玄武岩、蒙脱石和高岭石施用下土壤颗粒结构、pH值,及速效养分、可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)、有机碳和无机碳含量的变化。结果表明,与单施山核桃壳有机肥的处理相比,在其基础上配施玄武岩、蒙脱石或高岭石显著(P玄武岩的处理土壤pH值显著提高0.80,土壤DOC、有机碳、无机碳含量分别显著增加9.4%、3.6%和939.2%;配施蒙脱石处理的土壤交换性钙、镁含量和阳离子交换量分别显著增加77.3%、471.7%、80.2%,土壤有机碳与无机碳含量分别显著增加2.5%和543.2%;配施高岭石处理的土壤水稳性大团聚体(粒径≥0.25 mm)占比显著提升了2.3百分点,土壤有机碳与无机碳含量分别显著增加2.8%和646.3%。此外,除配施玄武岩或蒙脱石的处理显著提升了土壤速效钾含量外,配施3种矿物对土壤其他速效养分(碱解氮、有效磷)含量无显著影响。综上,蒙脱石、高岭石与玄武岩对土壤有机碳有固定作用,玄武岩对土壤无机碳的固定作用最强。施用蒙脱石、高岭石和玄武岩可以实现对土壤有机碳-无机碳的协同固定。

关键词：玄武岩风化黏土矿物土壤有机碳土壤无机碳

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中国西南地区大面积稀土异常区稀土来源

矿物学报 2019年第4期39卷 432-442页

作者：赵亦猛柳青青王学求周建夏勇谭亲平中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵州贵阳550081 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 中国科学院大学北京100049

中国贵州、云南和广西交界处存在大面积以宣威地区为中心的土壤稀土元素地球化学异常,为了探究该地区土壤稀土元素来源,本研究采集了宣威地区土壤(红土)和岩石(玄武岩、白云岩、灰岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、凝灰岩和页岩)样品,分析了稀... 详细信息

中国贵州、云南和广西交界处存在大面积以宣威地区为中心的土壤稀土元素地球化学异常,为了探究该地区土壤稀土元素来源,本研究采集了宣威地区土壤(红土)和岩石(玄武岩、白云岩、灰岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、凝灰岩和页岩)样品,分析了稀土元素、微量元素、pH值和有机质组成。结果显示:土壤稀土元素含量均在大陆上地壳的2倍左右,玄武岩稀土元素含量与上覆土壤一致,但沉积岩(白云岩、石灰岩和砂岩)稀土元素含量远低于上覆土壤。土壤稀土元素与基性岩中富集的元素Co、Ni、Cu、Zn和Au等具有极好的相关性(相关系数r>0.7),但与pH值(r=0.33)和有机质含量(r=0.20)无明显相关关系。玄武岩与其上覆土壤之间的稀土配分模式具有高度的一致性,而沉积岩与其上覆土壤之间的稀土配分模式差异较大,且所有土壤中位值的稀土配分模式与玄武岩的极其相似。宣威地区处于既有玄武岩又有海相沉积岩出露的区域,玄武岩可能是该地区土壤稀土元素的主要来源。

关键词：稀土元素地球化学异常玄武岩风化中国西南

西南地区磷块岩型稀土矿成因探讨——以贵州织金矿为例

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地质找矿论丛 2024年第3期39卷 360-369页

作者：丁卫平吉效晋胡中国朱志华孙小童何汉江中化地质矿山总局地质研究院河北涿州072754 中化明达东北地质矿业有限公司哈尔滨150006 中国冶金地质总局浙江地质勘查院浙江衢州324000

为了探讨贵州织金磷块岩型稀土矿稀土来源,发现晚二叠世玄武岩富稀土,而玄武岩风化到一定程度后,稀土容易在风化形成的黏土中富集;通过因子分析发现,织金磷块岩中稀土元素与黏土矿物显著正相关,但磷块岩中的稀土主要分布于磷灰石中,而... 详细信息

为了探讨贵州织金磷块岩型稀土矿稀土来源,发现晚二叠世玄武岩富稀土,而玄武岩风化到一定程度后,稀土容易在风化形成的黏土中富集;通过因子分析发现,织金磷块岩中稀土元素与黏土矿物显著正相关,但磷块岩中的稀土主要分布于磷灰石中,而不是黏土中;通过织金稀土伴生磷块岩分布位置研究发现,它们分布在熔岩流底端边缘且有深大断层,滇东部磷块岩型稀土矿也有类似情况,这些特点有利于最大面积收集上游来的由水带来的黏土,黏土又随水通过断层进入下部的磷块岩附近,稀土会从黏土进入到磷灰石中。矿区上游富稀土的玄武岩风化,所在位置断层发育,又在熔岩流底端边缘带,这三位一体是在扬子地台西部寻找磷块岩型稀土矿的重要成矿模式。

关键词：织金磷块岩型稀土矿玄武岩风化熔岩流底端断层成矿模式西南地区

皖东地质高背景区土壤重金属污染分析及人体健康风险评价

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安徽农业科学 2020年第14期48卷 78-82页

作者：江红艳王寅安徽国祯环境修复股份有限公司安徽合肥230088 合肥市土壤及地下水修复工程技术研究中心安徽合肥230088

针对皖东高地质背景区不同用地类型土壤和农作物中重金属进行污染分析,并对该区域进行人体健康风险评价。结果表明,岩石风化形成的玄武岩质土壤中重金属Cr、Ni超标率已达88%和68%;协同监测农产品(水稻、花生、玉米、甘薯)中重金属污染指... 详细信息

针对皖东高地质背景区不同用地类型土壤和农作物中重金属进行污染分析,并对该区域进行人体健康风险评价。结果表明,岩石风化形成的玄武岩质土壤中重金属Cr、Ni超标率已达88%和68%;协同监测农产品(水稻、花生、玉米、甘薯)中重金属污染指数Pi均小于1,农产品未超标。健康风险评价结果显示,花生污染指数HI为0.97,水稻中Cu和Pb的最大污染指数分别达0.99和0.94,虽然皖东地质高背景区土壤目前不存在多种重金属引发的人体健康风险,后期相关主管部门仍需要关注食用花生对人体健康风险以及水稻中的Cu和Pb环境质量问题,进行土壤和农产品的跟踪协同监测。

关键词：地质高背景玄武岩风化重金属人体健康风险评价

地质高背景条件下农作物中重金属的累积规律:来自江苏盱眙的案例研究

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地质高背景条件下农作物中重金属的累积规律:来自江苏盱眙的案例...