Characteristics and sources of Cd and As trace elements in soil-irrigationrainwater-atmospheric dust-fall in Huishui County, Guizhou Province
-
摘要:研究目的
土壤-水体-大气降尘中Cd、As等微量元素成因来源、富集规律为环境地质研究焦点，开展惠水土壤-灌溉水-雨水-大气降尘系统中Cd、As等微量元素迁移与富集的定量研究，对该地区农业生产和农产品种植具有重要意义。
研究方法以贵州省惠水县表层土壤、灌溉水、雨水和大气降尘样品为研究对象，分析样品中的Cd、As微量元素地球化学特征。
研究结果结果表明：研究区以酸性土为主，147件表层土壤样品中元素Cd与As、Cr、Hg、Mn、Ni、Pb、Zn、pH呈正相关关系，与Cu、Se呈负相关关系；34件灌溉水样品中含量主要为As、B、F-、Se、Zn，灌溉水重金属元素单因子污染指数和内梅罗综合指数等级为1级，属清洁范围，表明灌溉水水质均达标；5件雨水和大气降尘样品中，大气降尘主要为As、Cd、Cr、Hg、Pb，雨水中主要为As、B、Cd、Cr6+、F-、Ge、Hg、Pb、Se、Zn。
结论评价结果显示：土壤单因子污染指数Cd指数最高，内梅罗综合污染指数大小为羡塘镇红旗村>芦山镇羊马村>涟江街道大坡村>好花红镇好花红村>摆金镇立新村；灌溉水水质均达标，无重金属元素污染；大气降尘年通量密度平均值大小顺序分别为B>Se>Pb>Zn>Cr>As>F>Cd>Ge>Hg。研究区大气降尘总量平均值89 g·m-2·a-1，与中国一些省市地区相比较，总量略低；表层土壤、大气降尘之间对比表明：表层土壤与年雨水通量相对比来看，Cd、Cr、Pb、Zn富集，Se亏损，表明雨水对Se的贡献较大；大气降尘对比于雨水，除Hg外，大气降尘其他元素都高于雨水；大气降尘年通量和表层土壤平均值比较，除Se外，其他元素均亏损；大气降尘年通量与灌溉水含量相对比，As、Hg、Se富集，Cr亏损。表层土壤重金属元素Cd污染来自于地质背景、工业三废、燃煤的综合来源；大气降尘主要来源于燃煤尘和交通尘。
创新点：基于系统的地球化学数据，应用统计学原理，开展惠水县土壤-灌溉水-雨水-大气降尘系统中Cd、As等微量元素迁移与富集规律研究，为该地区农业生产与农产品种植提供重要依据。
Abstract:This paper is the result of ecological geological survey engineering.
ObjectiveThe origin and enrichment of trace elements such as Cd and As in soil- water- atmosphere dust fall are the focus of environmental geology research. The quantitative research on migration and enrichment of trace elements such as Cd and As in soilirrigation-rain-atmosphere dust fall system was carried out in Huishui. It is of great significance for agricultural production and agricultural products planting in this region.
MethodsTaking the samples of surface soil, irrigation water, rainwater and atmospheric dust- fall from Huishui County of Guizhou Province as research objects, this paper analyzes the geochemical characteristics of trace elements such as Cd and As.
ResultsThe results show that the study area is dominated by acid soil. Cd is positively correlated with As, Cr, Hg, Mn, Ni, Pb, Zn and pH while it is negatively correlated with Cu and Se in the 147 topsoil elements. The 34 irrigation water samples are mainly As, B, F-, Se and Zn. The single factor pollution index and Nemero composite index of heavy metal elements from irrigation water are Level 1, belonging to the clean range, which indicates that the water quality of irrigation water is up to the standard. Among the 5 rainwater and atmospheric dust-fall samples, the atmospheric dust-fall mainly includes As, Cd, Cr, Hg and Pb and the main components of rainwater are As, B, Cd, Cr6+, F-, Ge, Hg, Pb, Se and Zn.
ConclusionsThe evaluation results show that the Cd single factor pollution index is the highest, and the Nemero composite pollution index is arranged as followed: Hongqi Village, Xiantang Town>Yangma Village, Lushan Town>Lianjiang Street, Dapo Village>Haohuahong Village, Haohuahong Town>Lixin Village, Baijin Town. The irrigation water quality reaches the standard without heavy metal pollution. The order of the average annual flux density of atmospheric dust- fall is B>Se>Pb>Zn>Cr>As>F>Cd>Ge>Hg. The average total amount of atmospheric dust-fall in the study area is 89 g·m-2·a-1, which is slightly lower than that of some cities and provinces in China. The comparison between surface soil and atmospheric dust-fall shows that Cd, Cr, Pb, Zn are rich and Se is poor in terms of the comparison between surface soil and annual rainwater flux, indicating that rainwater contributes largely to Se. Compared with rainwater, elements in the atmospheric dust-fall are higher except Hg. Compared the atmospheric dust-fall annual flux to the average surface soil, all elements are in deficit except Se. And compared the atmospheric dust-fall annual flux to the irrigation water contents, As, Hg, Se are enriched while Cr is depleted. So it can be concluded that the heavy metal element Cd pollution in surface soil comes from geological background, industrial wastes and coal burning while the atmospheric dust- fall mainly comes from coal burning dust and traffic dust.
-
1. 引 言
个旧矿集区位于古特提斯成矿域与滨太平洋成矿域的交汇部位，以盛产锡矿闻名于世。矿区内云英岩—矽卡岩型、层间氧化矿型、产于花岗岩顶部的脉状锡多金属矿床与燕山期花岗岩成矿关系密切（冶金工业部西南冶金地质勘探公司, 1984; Cheng et al., 2010, 2012, 2016; 贾润幸等, 2014; 毛景文等, 2018）。因此，前人研究多集中在花岗岩成矿以及花岗岩成因方面的研究，并取得了一系列的研究成果（莫国培, 2006; 王永磊等, 2007; 徐启东等, 2009; 李肖龙等, 2011; 黄文龙等, 2016）。但是，对于矿区内出露的辉绿岩墙研究程度较低，尤其是缺乏其年代学和同位素证据，制约了我们对个旧杂岩体成因的整体认识。
基性岩脉作为岩石圈伸展作用和构造−岩浆演化的重要标志（Radhakrishna and Mathew, 1996），是起源于软流圈或岩石圈地幔的岩浆在伸展背景下侵位于地壳不同深度的产物，具有重要的构造意义（Weaver and Tamey, 1981; Hoek and Seitz, 1995; 葛小月等, 2003; Hou et al., 2006a, b; Peng et al., 2008; 祁生胜等, 2013）。通过对基性岩脉的研究可以了解地球深部信息和壳幔作用（冯乾文, 2012）以及地表火山作用与深部地幔岩浆活动间的联系（Hooper et al., 2010; Srivastava, 2011）。
古太平洋板块西向俯冲作用导致的弧后伸展作用对了解中国东南部晚中生代的构造演化历史至关重要。最近，笔者在卡房矿段1380开采水平的巷道中发现了一套辉绿岩墙，其成因尚不明确，对其岩石成因和源区特征的探讨对个旧地区的动力学背景研究具有特殊的指示意义，为研究晚白垩世西太平洋构造域伸展构造环境下的岩浆活动提供了重要窗口。本文通过岩石学、LA−ICP−MS锆石U−Pb年代学、全岩主微量元素地球化学和Sr−Nd−Pb同位素地球化学方法探讨卡房辉绿岩岩浆源区特征及成因机制，为晚白垩世西太平洋构造演化提供岩石地球化学制约。
2. 地质背景和样品
个旧矿区在大地构造上位于印支板块、扬子板块与华夏板块的交汇处附近（图1a）。区内地层以三叠系火山沉积建造为主，其中中三叠统个旧组是以碳酸盐岩为主要的含矿建造。南北向展布的个旧断裂（小江断裂南延部分）为主要的控岩控矿构造，将个旧矿区分为东区和西区两部分，东区次级断裂系统发育，以东西向断裂为主，呈等距分布，是主要的赋矿导矿构造（图1b）。个旧锡铜多金属矿床主要分布于东区，这些矿床由南至北依次为卡房矿段、老厂矿段、高松矿段、松树脚矿段、马拉格矿段。自印支旋回以来，个旧地区构造岩浆活动十分强烈，形成了现在的岩浆岩分布和构造格局（戴福盛, 1990; 李肖龙等, 2011; 赵文君, 2018）。印支期以基性、碱性岩为主的火山、次火山岩广泛分布于矿区南部的新山岩体和北部的麒麟山岩体；燕山期以酸性、碱性侵入岩为主的杂岩体广泛分布于个旧矿区。燕山期晚白垩世岩浆岩主要由花岗岩、二长岩等酸性岩组成，以及少量的辉绿岩、辉长岩、煌斑岩岩脉等，这些侵入体组成复合岩体侵位于地表以下200~1000 m深处，地表仅有少量露头。目前已知的辉绿岩墙有两处，分别分布在老厂矿段东部和卡房矿段（冶金工业部西南冶金地质勘探公司, 1984; 程彦博, 2012），主要侵入到中三叠统碳酸盐岩和砂页岩地层中（图2a），并且与其他基性岩脉（辉长岩）和酸性岩体（二长岩、花岗岩）在时空上密切共生。
![]()
图 1 东南亚地质略图（a），个旧矿区地质简图（b）和卡房剖面及取样位置图（c）TP—塔里木板块；YB—扬子地体；CB—华夏地体；SB—滇缅泰马地体；ICB—印支地体；IP—印度板块Figure 1. Simplified geological map of the Southeast Asia (a), geological map of the Gejiu ore district (b) and geological section of diabase in Kafang profile and sample location (c)TP−Tarim Plate; YB−Yangtze Block; CB−Cathaysia Block; SB−Dian−Mian−Tai−Ma Block; ICB−Indochina Block; IP−India Plate![]()
图 2 辉绿岩墙侵入到大理岩中（a），辉绿岩手标本照片（b），正交偏光显微镜下照片（c、d、e），单偏光显微镜下照片（f）Bt—黑云母；Pl—斜长石；Px—辉石Figure 2. Diabase intrudes into marble (a), hand specimen of Kafang diabase (b), cross-polarized light photomicrograph of Kafang diabase (c, d, e), single-polarized light photomicrograph of Kafang diabase (f)Bt−Biotite; Pl−Plagioclase; Px−Pyroxene卡房辉绿岩大部分隐伏于地下，主要位于花岗岩和个旧组碳酸盐岩的接触带附近，呈陡倾的岩墙状不整合侵入于中三叠统个旧组碳酸盐岩中（图2a）。岩墙宽30~50 cm，岩墙边部发育冷凝边。本次研究在卡房矿段1380水平巷道中共采集辉绿岩样品13件，分别用于锆石U−Pb测年、全岩主微量元素分析和Sr−Nd−Pb同位素分析，取样位置见图1c。辉绿岩样品呈灰绿色，具辉绿结构，致密块状构造（图2b、c）。主要矿物组成为斜长石、辉石以及少量的角闪石和黑云母；次要矿物以磁铁矿、铁钛氧化矿物为主。斜长石含量约为50%，多呈自形—半自形长板状，可见明显双晶结构，矿物边缘发育少量绢云母化蚀变，斜长石以格架状杂乱分布于岩石中；辉石以普通辉石为主，含量约为20%，多呈半自形—他形，辉石发育轻微蚀变，蚀变矿物以透闪石为主；黑云母呈鳞片状，含量约为5%；黑云母以及磁铁矿等暗色矿物充填在斜长石和辉石的粒间空隙中（图2d、e、f）。
3. 分析方法
锆石分选与制靶在河北省区域地质调查所实验室进行。锆石测年在中国科学技术大学重点实验室完成，采用等离子体质谱仪对锆石进行了微区原位U−Pb同位素测定。采用外部锆石年龄标准TEMORA和GJ−1进行U−Pb同位素分馏校正。激光剥蚀以氦气作为剥蚀物质的载体，激光剥蚀束斑直径为32 μm，ICP−MS数据采集选用一个质量峰采集一点的跳峰方式。每测定5~10个样品点测定一组标样（一个标样91500点和一个GJ−1点）。锆石同位素数据处理采用ICPMS DataCal程序（Liu et al., 2010a）和Isoplot程序（Ludwig, 2003）。
全岩元素化学分析测试工作在中矿（天津）岩矿测试实验室进行。主量元素的测试方法为X射线荧光光谱法（XRF），分析误差介于5%~10%；微量元素的分析采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP−MS）分析测试，分析误差优于1.5%。
Sr−Nd同位素的分析测定在北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室进行。在Rb−Sr和Sm−Nd同位素分析测定前，粉末状岩石样品首先加入混合同位素示踪剂，然后在混有氢氟酸和硝酸的闷罐中溶解。Rb、Sr、Sm、Nd的分离采用传统的离子交换柱方法，详细分离流程见Yan et al. (2005)。Sr−Nd同位素在VG Axiom质谱仪上测定。质谱测量中Sr同位素分馏用86Sr/88Sr=0.1194校正，Nd同位素分馏用146Nd/144Nd=0.7219校正。采用BCR−2标准样143Nd/144Nd=0.512633±0.000017 (2σ)和87Sr/86Sr=0.705013±0.000019 (2σ)检测分析精度。初始87Sr/86Sr和143Nd/144Nd比值根据锆石U−Pb年龄计算。
Pb同位素测试在核工业北京地质研究院分析测试中心进行，准确称取0.1~0.2 g粉末样品于低压密闭溶样罐（PFA）中，用混合酸（HF+HNO3+HClO4）溶解24小时。待样品完全溶解后，蒸干，加入6 mol/L的盐酸转为氯化物蒸干。用1 mL 0.5 mol/L HBr溶解，离心分离，清液加入阴离子交换柱，用0.5 mol/L HBr淋洗杂质，用1 mL 6 mol/L的HCl解析铅于聚四氟乙烯的烧杯中，蒸干备用。同位素分析采用ISOPROBE−T热电离质谱计，用磷酸硅胶将样品点在铼带上，用静态接受方式测量铅同位素比值。实验过程相对湿度为40%，温度为20℃，同位素比值控制误差为2σ。NBS 981校正结果：208Pb/206Pb=2.164940±15，207Pb/206Pb=0.914338±7，204Pb/206Pb=0.0591107±2，全流程本底Pb<100 pg。
4. 分析结果
4.1 锆石U−Pb测年
卡房辉绿岩中锆石多呈短柱状，晶形完好，可见少量呈浑圆状的继承锆石。阴极发光图中，锆石颗粒整体呈暗灰色，震荡环带较发育（图3a）。锆石颗粒长30~120 μm，长宽比1∶1~3∶1。本次研究对15个锆石颗粒的15个测点进行分析，分析结果见表1。锆石Th和U含量分别为82×10−6~10637×10−6、98×10−6~5844×10−6，Th/U比值为0.10~2.03，平均值为0.69。其中12个测点为辉绿岩岩浆锆石，锆石的206Pb/238U年龄介于72.7~82.0 Ma，几乎都位于谐和线上，并且集中于77 Ma，表明这些锆石在形成之后其U−Pb体系保持封闭状态，206Pb/238U年龄加权平均值为（77±2） Ma（n=12，MSWD=9.7）（图3b）。3个测点为继承锆石，年龄偏大且分散，206Pb/238U年龄分别为2409 Ma、2616 Ma、290 Ma，可能为岩浆捕获的围岩中的继承锆石。
![]()
图 3 卡房辉绿岩锆石阴极发光图（a）和锆石U−Pb谐和图（b）Figure 3. Cathodoluminescence (CL) images of zircons for LA−ICP−MS dating (a) and zircon U−Pb concordia diagram (b) in Kafang diabase表 1 卡房辉绿岩样品SS13806锆石U−Pb测年数据Table 1. Zircon U−Pb dating data of diabase sample SS13806 in Kafang点号 Th/10−6 U/10−6 Th/U 同位素比值 年龄/Ma 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 206Pb/238U 1σ 207Pb/235U 1σ 1 573 5844 0.10 0.0473 0.0010 0.0817 0.0012 0.0125 0.0002 80 1 80 1 2 1114 2630 0.42 0.0479 0.0010 0.0788 0.0014 0.0119 0.0002 76 1 77 1 3 114 290 0.39 0.1557 0.0031 10.148 0.1357 0.4723 0.0063 2409 27 2448 12 4 410 1619 0.25 0.0489 0.0012 0.0859 0.0016 0.0127 0.0002 82 1 84 2 5 82 98 0.83 0.0542 0.0034 0.3441 0.0206 0.0461 0.0007 290 5 300 16 6 134 1096 0.12 0.1761 0.0033 8.3755 0.1140 0.3450 0.0045 2616 21 2273 12 7 1088 4868 0.22 0.0481 0.0010 0.0787 0.0012 0.0119 0.0002 76 1 77 1 8 201 408 0.49 0.0476 0.0023 0.0834 0.0038 0.0127 0.0002 81 1 81 4 9 10637 5250 2.03 0.0450 0.0010 0.0743 0.0011 0.0120 0.0002 77 1 73 1 10 5677 4178 1.36 0.0483 0.0010 0.0800 0.0012 0.0120 0.0002 77 1 78 1 11 4314 4061 1.06 0.0488 0.0011 0.0772 0.0012 0.0115 0.0002 74 1 75 1 12 101 267 0.38 0.0461 0.0016 0.0794 0.0025 0.0125 0.0002 80 1 78 2 13 6039 4463 1.35 0.0479 0.0011 0.0768 0.0012 0.0117 0.0002 75 1 75 1 14 2333 2389 0.98 0.0505 0.0012 0.0788 0.0015 0.0113 0.0002 73 1 77 1 15 1052 3382 0.31 0.0448 0.0010 0.0712 0.0012 0.0115 0.0002 74 1 70 1 4.2 主量和微量元素
卡房辉绿岩全岩主微量元素分析结果见表2。所采集岩石样品烧失量较低（1.59%~2.26%），指示样品新鲜，后期蚀变作用较弱。卡房辉绿岩具有较低的SiO2含量（43.19%~45.36%）和全碱含量（Na2O+K2O，4.07%~5.35%），较高的K2O（2.81%~4.52%）、TiO2（2.54%~3.15%）、MgO（11.83%~13.19%）含量和Mg#值（64.69~70.60）。在火成岩硅碱（TAS）图中（图4a），大部分样品分布在碧玄岩区域；在Nb/Y−Zr/Ti图解（图4b）中，样品全部落在碱性玄武岩范围内；在Na2O−K2O图解中（图4c），样品全部分布在高钾系列；在SiO2−K2O图解中（图4d），所有样品均分布在钾玄岩系列。
表 2 卡房辉绿岩全岩主量元素（%）和微量元素（10−6）含量Table 2. Compositions of whole−rock major (%) and trace elements (10−6) of Kafang diabase分析项目 SS13806 分析项目 SS13806 01 02 03 04 05 06 07 09 01 02 03 04 05 06 07 09 SiO2 43.19 43.87 44.35 44.45 44.32 45.36 45.17 44.56 Nb 23.74 17.98 18.32 26.88 1.13 16.93 1.14 16.31 TiO2 3.05 2.55 2.64 3.15 2.63 2.54 2.63 2.54 Cd 0.30 0.22 0.26 0.27 0.056 0.24 0.053 0.22 Al2O3 12.89 13.16 13.12 13.49 12.93 12.91 12.60 12.72 In 0.29 0.32 0.43 0.91 0.061 0.57 0.047 0.35 TFe2O3 13.53 12.48 12.79 10.12 13.06 11.62 12.73 12.31 Cs 333.4 429.4 339.9 280.7 308.2 256.0 292.2 358.2 MnO 0.170 0.150 0.160 0.150 0.170 0.170 0.190 0.170 Ba 252.8 274.7 299.6 197.9 139.9 169.8 101.5 235.0 MgO 12.94 13.19 11.83 12.27 12.11 12.02 12.18 13.17 La 21.67 16.48 17.38 27.25 17.38 16.52 15.75 14.86 CaO 6.18 6.18 6.93 9.43 7.19 8.95 7.19 6.86 Ce 49.06 37.12 39.30 59.40 27.57 36.91 25.71 33.55 Na2O 0.96 0.83 1.18 0.77 1.15 1.08 1.27 0.96 Pr 6.04 4.64 4.85 7.31 4.87 4.59 4.46 4.25 K2O 3.75 4.52 3.52 3.30 3.36 2.81 3.47 3.89 Nd 28.76 22.22 23.02 33.62 23.01 21.58 21.18 20.73 P2O5 0.50 0.39 0.40 0.60 0.40 0.39 0.40 0.38 Sm 6.29 5.24 5.30 7.01 5.35 5.15 4.78 4.69 LOI 2.26 1.92 1.86 1.80 2.03 1.60 1.59 1.75 Eu 2.05 1.96 2.12 2.82 1.96 1.87 1.64 1.62 Total 99.42 99.24 98.78 99.53 99.35 99.45 99.42 99.31 Gd 6.83 5.68 5.93 8.28 5.68 5.66 5.33 5.40 Li 55.25 58.63 46.99 39.27 14.28 33.77 11.68 45.94 Tb 0.99 0.79 0.85 1.16 0.84 0.79 0.75 0.76 Be 0.54 0.81 0.49 0.43 0.18 0.56 0.15 0.63 Dy 4.91 4.11 4.22 5.69 4.22 4.00 3.99 4.11 Sc 13.79 17.76 14.18 11.48 12.98 12.38 12.61 14.96 Ho 0.83 0.67 0.68 0.93 0.70 0.66 0.64 0.66 V 156.5 151.2 154.7 138.1 11.27 144.1 12.13 142.2 Er 2.17 1.77 1.76 2.46 1.78 1.86 1.79 1.81 Cr 342.2 404.6 394.5 175.0 124.2 380.2 132.1 371.1 Tm 0.27 0.22 0.23 0.32 0.22 0.21 0.20 0.21 Co 38.59 33.53 34.26 20.14 2.55 31.15 3.07 33.55 Yb 1.42 1.13 1.15 1.68 1.06 1.25 1.23 1.25 Ni 159.6 161.1 161.8 96.34 11.29 147.1 14.91 145.0 Lu 0.21 0.16 0.17 0.25 0.15 0.17 0.16 0.16 Cu 117.1 94.72 101.7 80.63 4.84 74.57 4.65 75.75 Hf 4.46 3.59 3.59 4.71 0.51 3.41 0.45 3.28 Zn 115.3 109.1 111.7 104.1 11.14 97.14 12.70 105.8 Ta 1.75 1.37 1.48 2.08 0.09 1.33 0.10 1.29 Ga 12.86 12.97 12.19 14.47 7.64 12.14 6.55 11.12 Pb 1.76 1.72 2.11 1.90 0.72 1.87 0.40 1.58 Rb 705.8 881.6 641.4 667.1 518.3 540.0 477.7 734.4 Bi 0.46 0.29 0.55 0.46 0.053 0.27 0.002 0.14 Sr 570.0 568.9 627.7 743.6 591.5 693.5 566.7 684.2 Th 3.03 2.30 2.32 3.99 2.19 2.02 2.05 2.37 Y 16.15 13.11 13.71 18.72 13.66 12.60 12.96 13.17 U 0.82 0.61 0.66 1.02 0.086 0.61 0.071 0.58 Zr 139.2 106.5 108.6 152.5 13.96 101.1 12.63 97.97 Mg# 65.45 67.68 64.69 70.6 64.75 67.2 65.46 67.94 ![]()
图 4 卡房辉绿岩样品SiO2−(Na2O+K2O)图（a），Nb/Y−Zr/Ti图（b），Na2O−K2O图（c），SiO2−K2O图（d）Figure 4. SiO2−(Na2O+K2O) diagram (a), Nb/Y−Zr/Ti diagram (b), Na2O−K2O diagram (c), SiO2−K2O diagram (d) of Kafang diabase卡房辉绿岩具有较低的稀土含量（∑REE=87.6×10−6~158.16×10−6），稀土元素球粒陨石标准化图解呈右倾式分布（图5a），轻稀土元素相对富集，重稀土元素相对亏损（(La/Yb)N=8.53~11.77）。在微量元素原始地幔标准化图解中（图5b），所有样品富集Rb、K、Sr等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素，两个样品具有较大的Nb、Ta、Zr、Hf负异常。稀土元素和微量元素均呈现出与洋岛玄武岩相似的分布特征，仅Rb、K、Sr等活泼元素表现出较大的异常特征。
![]()
图 5 稀土元素球粒陨石标准化图解（a）和原始地幔标准化图解（b）（标准化值据Sun and McDonough, 1989）Figure 5. Chondrite normalized rare earth elements patterns (a) and primitive mantle normalized trace elements patterns (b) (normalization values after Sun and McDonough, 1989)4.3 Sr−Nd−Pb同位素
卡房辉绿岩全岩Sr−Nd−Pb同位素分析结果见表3和表4。同位素参数按照t=77 Ma进行校正。卡房辉绿岩样品具有较高且一致的初始87Sr/86Sr同位素比值（0.70782~0.70791）和正的εNd(t)值（2.07~2.29）。初始铅同位素组成中，(206Pb/204Pb)t=18.286~18.465，(207Pb/204Pb)t=15.668~15.717，(208Pb/204Pb)t=37.763~38.830。所有样品均分布于北半球参考线的左侧，指示样品含有较高的放射性铅含量。
表 3 卡房辉绿岩Sr−Nd同位素组成Table 3. Sr−Nd isotopic compositions of Kafang diabase样品 年龄/Ma Rb/10−6 Sr/10−6 87Sr/86Sr (87Sr/86Sr)i Sm/10−6 Nd/10−6 143Nd/144Nd (143Nd/144Nd)i εNd(t) SS13806-10 77 478 566 0.71056 0.70791 4.78 21.18 0.51272 0.51266 2.29 SS13806-11 77 734 684 0.71119 0.70782 4.69 20.73 0.51271 0.51265 2.07 表 4 卡房辉绿岩Pb同位素组成Table 4. Pb isotopic compositions of Kafang diabase样品 年龄/Ma 206Pb/204Pb 207Pb/204Pb 208Pb/204Pb (206Pb/204Pb)t (207Pb/204Pb)t (208Pb/204Pb)t Φ μ Th/U SS13806-07 77 18.622±0.003 15.724±0.001 39.212±0.006 18.465 15.717 37.763 0.583 9.68 3.96 SS13806-09 77 18.610±0.007 15.683±0.008 39.254±0.014 18.286 15.668 38.830 0.579 9.61 3.98 注：Φ和μ为源区特征值。 5. 讨 论
5.1 成岩年龄
前人对个旧地区铁镁质岩石的研究较少，仅有少量关于其形成年代的报道。其中，由于受限于分析技术手段，冶金工业部西南冶金地质勘探公司（1984）认为卡房辉绿岩是燕山早期的产物。程彦博（2012）利用LA−ICP−MS方法对老厂铁镁质岩墙和羊坝底煌斑岩中的锆石进行U−Pb测年，获得的年龄分别为82 Ma和77 Ma。张颖等（2013）对个旧西区的贾沙辉长岩进行SIMS锆石U−Pb定年，认为贾沙辉长岩的侵位年代为84 Ma。本次研究所获得的卡房辉绿岩墙岩浆锆石谐和年龄为77 Ma，与前人报道的个旧铁镁质岩石年龄接近。晚白垩世华南板块西部滇东南及桂西北地区广泛发育大规模成岩成矿事件，个旧杂岩体及与花岗岩相关的锡铜多金属成矿系统形成年龄为77~85 Ma，老君山岩体及与花岗岩相关的都龙锡钨多金属成矿系统形成年龄为89~95 Ma，薄竹山岩体及与花岗岩相关的白牛厂银钨锡多金属成矿系统形成年龄为88~91 Ma，广西大厂龙箱盖岩体及锡多金属成矿系统形成年龄为90~100 Ma，广西大明山岩墙群及钨锡多金属成矿系统形成年龄年龄为89~94 Ma（程彦博等, 2008; 陈永清等, 2020）。上述事实表明晚白垩世成岩成矿事件时限为77~100 Ma，卡房辉绿岩的形成时代在此范围内，其岩浆作用属于燕山期晚白垩世岩浆大爆发阶段（Ma et al., 2013），是对华南地区中生代大规模成岩成矿事件的响应。
此外，锆石样品中可见少量继承锆石，继承锆石存在两种类型：一种为浑圆状锆石，锆石年龄为2409 Ma和2616 Ma；另一种为震荡环带较发育的锆石，锆石年龄为290 Ma。这些继承锆石是对个旧地区新太古代、古元古代、晚古生代岩浆和变质事件的响应。年龄结果表明，在290 Ma左右个旧地区存在岩浆作用，与古特提斯分支洋—哀牢山洋东向俯冲至华南板块之下的相关岛弧岩浆作用阶段相吻合（Xu et al., 2007, 2008; Hou et al, 2017）。2409 Ma和2616 Ma的继承锆石呈浑圆状且环带不发育，且具有较低的Th/U比值（0.12~0.39），这些特征暗示其可能为变质锆石（吴浩等，2023）。表明在新太古代—古元古代期间，个旧地区经历了一次较为重要的构造热事件并形成了变质基底，该变质基底构成了扬子板块的雏形（杜远生和童金南, 2008）。除本次研究之外，在扬子板块其他地区也有大量太古宙和古元古代年龄数据报道。例如，湖北崆岭地区高级变质岩和碎屑岩中的残留锆石、碎屑锆石年龄分别为2.0~1.8 Ga、3.8~2.9 Ga（Qiu et al., 2000; 柳小明等, 2005; Zhang et al., 2006a, 2006b; 焦文放等, 2009）；湖北京山、湖南宁乡和贵州镇远煌斑岩中捕获锆石年龄2.9~2.5 Ga（Zheng et al., 2004）；攀西正长岩中继承锆石年龄2.8~2.7 Ga（刘红英等, 2004）；扬子陆块中东部宿松县斜长角闪岩锆石年龄为2.5 Ga（王翔等, 2020）。这些年龄数据表明扬子板块内可能广泛分布太古宙和古元古代变质基底。
新的锆石测年结果表明，卡房辉绿岩形成于晚白垩世。此外，个旧地区还存在新太古代和古元古代由构造热事件形成的变质基底，以及早二叠世的岩浆活动。推测2409 Ma、2616 Ma和290 Ma的锆石可能来源于岩浆同化地壳围岩。
5.2 岩石成因及源区特征
镁铁质岩墙是由幔源玄武质岩浆充填伸展断裂形成的浅层侵入体，其地球化学特征为深入研究深部岩浆过程和地幔源区的组成提供了依据（Halls and Fahrig, 1987）。目前关于OIB型铁镁质岩石成因仍然存在争议，其形成机制可归结为地幔柱或者其他类型的软流圈地幔上涌（Niu et al., 2012; Søager et al., 2013; Buiter and Torsvik, 2014）。从时空分布来看，晚白垩世个旧及相邻区域内不存在地幔柱活动的证据，个旧铁镁质岩墙的形成不可能与地幔柱活动有关，而可能是软流圈地幔上涌导致。晚白垩世铁镁质岩石在个旧地区除卡房辉绿岩外，其他同时代的铁镁质岩石还包括贾沙辉长岩（84 Ma）、老厂铁镁质岩墙（82 Ma）和羊坝底煌斑岩（77 Ma）。张颖等（2013）认为贾沙辉长岩起源于富集地幔较低程度的部分熔融。程彦博（2012）认为老厂铁镁质岩墙和羊坝底煌斑岩来源于富集地幔的部分熔融，并有明显的地壳混染。此外，华南板块西缘亦广泛分布其他晚白垩世铁镁质、超铁镁质岩石。如在黔西南白层地区，陈懋弘等（2009）报道了晚白垩世超基性岩墙（84 Ma）的成因是软流圈上涌导致的富集地幔部分熔融并经历了一定程度的地壳混染。Liu et al. (2010b)报道了贵阳西南鲁容—阴河地区的碱性铁镁质岩墙（85~88 Ma），认为其是由软流圈上涌引起的。广西大厂由花岗斑岩岩墙、闪长玢岩岩墙、次玄武岩岩墙等组成的岩墙群（91 Ma）形成于活动大陆边缘环境（黎应书等, 2011）。赵永贵等（1992）通过地震层析法对滇西深部构造进行对比研究，地震影像表明个旧地区岩石圈地幔相较于外围地区明显减薄，认为这是由软流圈地幔上涌导致的。广泛分布的铁镁质岩墙暗示晚白垩世华南板块西缘可能存在区域性伸展作用，这些铁镁质岩墙可能是由软流圈地幔上涌引起的。
地幔源区以及岩浆后期过程（主要是岩浆侵位过程中的流体作用）对微量元素的影响程度可通过微量元素比值进行区分，受地幔源区控制的元素通常分布在地幔序列（Pearce et and Peate, 1995; 朱永峰等, 2007; 冯志硕等, 2010）。在Nb/Yb−Ta/Yb图解（图6a）和Nb/Yb−La/Yb图解中（图6b），大部分样品落在地幔序列且集中分布于洋岛玄武岩附近，仅有两个样品离群分布，说明这些具有洋岛玄武岩特征的元素主要受控于地幔源区特征。在微量元素原始地幔标准化图解中（图5b），微量元素分布特征与洋岛玄武岩类似，仅Rb、Ba、Nb、Ta、K等活泼元素显示不同程度的异常，这些活动元素的异常可能由后期蚀变作用引起。与洋岛玄武岩相似的地球化学特征暗示卡房辉绿岩可能来自富集地幔源区，软流圈地幔物质上涌导致克拉通边缘岩石圈地幔部分熔融，形成小体积呈分散分布的具洋岛玄武岩特征的玄武质岩浆（Lebedev et al., 2006）。
![]()
N−MORB—正常洋中脊玄武岩；E−MORB—富集洋中脊玄武岩；OIB—洋岛玄武岩Figure 6. Nb/Yb−Ta/Yb diagram (a) and Nb/Yb−La/Yb diagram (b) (after Pearce et al., 1995; Feng Zhishuo et al., 2010)N−MORB−N−type mid−ocean ridge basalt; E−MORB−E−type mid−ocean ridge basalt; OIB−Oceanic island basalt高场强元素和稀土元素在风化和蚀变过程中具有稳定性，元素含量主要受地幔成分和部分熔融程度的控制。因此，其元素含量和比值可用于判别岩浆源区和确定部分熔融的程度（Staudigel and Hart, 1983; Wang et al., 2007; Zhao and Zhou, 2007; Zhang et al., 2015; 刘浪等, 2020）。La具有比Sm更强的不相容性，在尖晶石或石榴子石地幔部分熔融过程中，La、Sm更倾向于在熔体中富集。Sm相对于Yb的富集主要依赖于熔融过程的残留体中是否存在石榴子石。因此，可通过La、Sm、Yb元素和元素比值研究岩浆源区及部分熔融的程度。在Sm−Sm/Yb图解（图7a）和La/Sm−Sm/Yb图解（图7b）中，样品全部分布在石榴石二辉橄榄岩演化曲线上，指示卡房辉绿岩岩浆源区物质为石榴石二辉橄榄岩，并且部分熔融程度介于5%~15%。
![]()
图 7 Sm−Sm/Yb（a）和La/Sm−Sm/Yb图解（b）（据Aldanmaz et al., 2000）N−MORB—正常洋中脊玄武岩；E−MORB—富集洋中脊玄武岩；DM—亏损地幔；PM—原始地幔Figure 7. Sm−Sm/Yb (a) and La/Sm−Sm/Yb diagram (b) (after Aldanmaz et al., 2000)N−MORB−N−type mid−ocean ridge basalt; E−MORB−E-type mid-ocean ridge basalt; DM−Depleted mantle; PM−Primitive mantle岩浆体系中岩浆的结晶或分异对同位素的分馏作用影响很小，故而Sr−Nd−Pb同位素可以很好地示踪岩浆物质来源。软流圈地幔在同位素组成上具有亏损地幔特征（低初始87Sr/86Sr值和高εNd(t)值），岩石圈地幔由于长期与对流地幔隔离，并与熔体相互作用，普遍具有富集同位素特征（高初始87Sr/86Sr值和低εNd(t)值）（Zhang et al., 2008）。卡房辉绿岩初始87Sr/86Sr同位素比值（0.70782~0.70791），和εNd(t)值（2.07~2.29）与富集岩石圈地幔相似，在(87Sr/86Sr)i−εNd(t)图解（图8a）中，岩石样品位于EM2端元附近，指示卡房辉绿岩源区以富集地幔为主。同样，在(206Pb/204Pb)t−(207Pb/204Pb)t图解（图8b）中，样品均位于北半球参考线左侧EM2附近。Sr−Nd−Pb同位素特征暗示卡房辉绿岩岩浆源区具有EM2特征。
![]()
图 8 (87Sr/86Sr)i−εNd(t)图解（a）（据Zimmer et al., 1995）和(206Pb/204Pb)t−(207Pb/204Pb)t图解（b）（据Zindler and Hart, 1986，t=77 Ma；MORB据Zimmer et al., 1995；OIB据White and Duncan, 1995；EM1和EM2据Hart, 1988）MORB—洋中脊玄武岩；OIB—洋岛玄武岩；EM1—富集1型地幔；EM2—富集2型地幔；BSE—全硅酸盐地球Figure 8. (87Sr/86Sr)i−εNd(t) diagram (a) (after Zimmer et al., 1995) and (206Pb/204Pb)t−(207Pb/204Pb)t diagram (b) (after Zindler and Hart, 1986, t=77 Ma; MORB after Zimmer et al., 1995; OIB after White and Duncan, 1995; EM1 and EM2 after Hart, 1988)MORB−Mid−ocean ridge basalt; OIB−Oceanic island basalt; EM1−1−type enriched mantle; EM2−2−type enriched mantle; BSE−Bulk silicate earth交代地幔熔融形成的小体积富集熔体具有EM2特征（徐义刚, 1999），EM2成分一般存在于岩石圈地幔中的石榴石相稳定区（韩江伟等, 2009），这与La−Sm−Yb元素体系所指示的岩浆源区特征相一致。大量研究也表明华南地区岩石圈地幔受到过流体或熔体的交代作用（Tatsumoto et al., 1992; 范蔚茗和Menzies, 1992; Xu et al., 2003; Yu et al., 2006）。卡房辉绿岩具有高K2O含量（2.81%~4.52%），富集轻稀土元素和不相容元素，与OIB相似的地球化学特征（杨杰等, 2014）。对碱性玄武岩和金伯利岩中的地幔捕虏体的研究表明交代地幔为OIB的主要源区（Niu et al., 2012）。徐峣等（2019）采用天然地震层析成像方法构建了华南东南部上地幔P波速度结构模型，证实了在软流圈顶部存在低速异常带。在大洋或大陆岩石圈深部普遍存在地幔交代岩脉（如辉石岩、角闪石岩等），表明地幔交代初始熔体（富H2O−CO2硅酸盐熔体）可能起源于地震波低速带。在持续的地幔交代作用下，岩石圈地幔逐渐富集。软流圈地幔上涌导致富集岩石圈地幔部分熔融形成卡房辉绿岩的初始熔体。根据基于实验岩石学所得出的地幔固相线，岩浆分离深度可通过CaO/Al2O3−Al2O3图解进行约束（Herzberg, 1992,1995; Condie, 2003），卡房辉绿岩初始熔体形成深度介于2~4 GPa（60~120 km）（图9a）。
![]()
图 9 分离结晶作用趋势图解Ol—橄榄石；Cpx—单斜辉石；Opx—斜方辉石；Hb—角闪石；Bt—黑云母；Pl—斜长石Figure 9. Trend diagrams of fractional crystallizationOl−Olivine; Cpx−Clinopyroxene; Opx−Orthopyroxene; Hb−Hornblende; Bt−Biotite; Pl−Plagioclase在幔源熔体上升过程中，热的岩浆与冷的地壳围岩之间的热交换将不可避免地导致熔体同化混染地壳物质，岩浆的混染作用主要发生在岩浆侵位结晶之前的地壳深部（李宏博等, 2012）。由于幔源岩浆与地壳物质具有不同的地球化学组成特征，地壳混染作用可以很大程度的改变元素组成特征（DePaolo, 1981），因此可通过元素地球化学特征进行示踪。卡房辉绿岩Nb/Ta比值介于11.5~13.6（平均值为12.7），Zr/Hf比值介于27.5~32.3（平均值为29.8），其Nb/Ta和Zr/Hf比值分别与大陆地壳值接近（大陆地壳Nb/Ta=11，Zr/Hf=33，Taylor and McLennan, 1985），指示形成镁铁质岩墙的岩浆受到了地壳物质混染（Weaver, 1991; Green, 1995; Kalfoun et al., 2002）。这与铁镁质岩浆中捕获的继承锆石所指示岩浆中存在地壳物质的结论一致。地壳具有显著的Nb、Ta负异常（Paces and Bell, 1989; Rudnick and Founain, 1995; Barth et al., 2000），卡房辉绿岩中Nb、Ta具有不同程度的负异常（图5b），同样指示岩浆演化过程中存在壳源物质的混染。此外，卡房辉绿岩还具有如下地球化学特征：低Th/U值（3.3~4.1，两个样品值为25.4，28.9）和Nb/Zr（0.08~0.17）值；Nb/U比值（13.07~29.56，平均值24.75）介于大洋玄武岩（52±15）和陆壳（8）之间（Hofmann, 1997, 2003）；较低的Th含量（2.02×10−6~3.99×10−6，通常下地壳相较于上地壳Th亏损明显（Barth et al., 2000））。上述元素地球化学特征均表明卡房辉绿岩岩浆在侵位过程中可能混染了下地壳物质。
卡房辉绿岩具有较高的Mg#值（64.69~70.60），大部分样品Cr（124×10−6~405×10−6）、Ni（96×10−6~161×10−6）含量低于初始岩浆（Mg#=71~83，Cr大于1000×10−6，Ni大于400×10−6; Wilson, 1989），这些特征暗示卡房辉绿岩在形成过程中可能经历了较低的铁镁质矿物（如橄榄石、辉石）的分离结晶作用（刘娇等, 2016）。在分离结晶过程中，熔体中相容元素的浓度可发生急剧变化，因此熔体中Ni、Cr、Sr等元素的浓度可用来指示橄榄石、单斜辉石、斜长石等矿物的分离结晶（Hart and Allegre, 1980）。在Cr−Ni图解（图9b）中，指示在卡房辉绿岩的形成过程中经历了单斜辉石的分离结晶。CaO−CaO/Al2O3图解（图9c）显示单斜辉石的分离结晶。Sr−Rb/Sr图解（图9d）指示黑云母的分离结晶。稀土元素球粒陨石标准化图解中无Eu负异常特征表明斜长石的分离结晶作用并不明显。在岩石薄片中辉石、黑云母斑晶的存在也支持这一结论，岩石学和地球化学特征表明辉石、黑云母是卡房辉绿岩主要的结晶分异矿物，而斜长石的分离结晶作用较弱。
结合岩体特征、岩石地球化学特征和区域构造特征，卡房辉绿岩可能形成于区域伸展背景。在强烈伸展减薄作用下，软流圈地幔上涌底侵富集岩石圈地幔并使其部分熔融形成了卡房辉绿岩的初始岩浆，在岩浆侵位过程中同化混染下地壳物质，经过一定程度的的分离结晶作用后形成了卡房辉绿岩（图10）。
5.3 构造环境
关于个旧地区晚白垩世岩浆杂岩体形成的构造环境存在很多不同的观点。贾润幸等（2014）通过对个旧西区的贾沙二长岩和东区的老卡花岗岩进行地球化学研究，认为晚白垩世个旧地区处于燕山期碰撞造山晚期向造山期后过渡的构造环境。黄文龙等（2016）通过对个旧地区代表性的花岗岩、辉长岩和碱性岩进行锆石U−Pb年代学、全岩地球化学和Hf同位素研究，认为个旧杂岩体形成于燕山期板内伸展构造背景。Cheng et al.（2016）通过对位于云南东南部和越南北东部与Sn−W矿床相关的晚白垩岩浆岩的形成年代进行统计分析，认为这些岩浆作用形成于古太平洋板块向欧亚大陆板块之下俯冲产生的安第斯型活动大陆边缘环境。个旧地区辉绿岩墙多隐伏于地下，目前已揭露的辉绿岩墙分布在卡房矿段和老厂矿段。本文首次以卡房矿段巷道中揭露的辉绿岩为研究对象探讨其形成的构造环境。
分离结晶和部分熔融等岩浆作用过程对Zr、Y、Nb、Ti等不相容元素的影响较小（Pearce and Cann, 1973; Pearce and Norry, 1979; Mechede, 1986），因此，可通过这些元素鉴别玄武质岩浆形成的构造环境。在Nb−Zr−Y图解（图11a）、Ti−Zr−Y图解（图11b）和Hf−Th−Ta（图11c）图解中，大部分岩石样品均分布在板内玄武岩范围内，暗示卡房辉绿岩的形成可能与伸展作用有关。铁镁质岩墙的形成与岩石圈伸展作用有关，其可在多种大地构造背景下由源自地幔的玄武质岩浆充填张性裂隙形成，一般来说包括3种解释：板内裂谷、坳拉谷、地幔柱热点（葛小月等, 2003; 程彦博, 2012; 祁生胜等, 2013）。个旧地区的铁镁质岩墙侵入于三叠系个旧组中，并且附近无同时期的沉积建造，在区域上分布大量的陆相火山盆地，与地幔柱形成的呈放射状分布的岩墙群明显不同，因此个旧地区的铁镁质岩墙可能与板内裂谷作用有关。
![]()
Figure 11. Trace element tectonic discrimination diagrams (after Pearce and Cann, 1973; Wood, 1980; Mechede, 1986)大量的研究表明，俯冲带镁铁质岩墙可形成于多种动力学背景，如弧后盆地伸展背景（Khan et al., 2007），弧下岩石圈减薄背景（Scarrow et al., 1998）。区域构造演化表明，华南地区早白垩世是弧后扩张和花岗质岩浆活动的鼎盛期，晚白垩世—古近纪则是陆内伸展红盆形成的高峰期（王德滋和舒良树, 2007）。在燕山晚期，个旧所处的右江盆地处于板内演化阶段，盆地内部发生岩石圈减薄、软流圈上涌以及大规模的伸展和拆离，在伸展盆地边缘深大断裂附近出露大量燕山晚期花岗岩和铁镁质岩墙（程彦博, 2012）。在古太平洋板块的低角度俯冲动力学体制下，华南构造体制在135 Ma由挤压转向伸展，中国东部发生大范围弧后伸展作用，形成了大量花岗质岩浆作用和大规模的伸展断陷盆地（李三忠等, 2017）。中国东南部晚白垩世主要处于拉张的构造环境（葛小月等, 2003），表现为沿着一系列大致平行的断裂带形成断陷盆地和伴随的大量A型花岗岩和同期基性岩脉、变质核杂岩以及各种类型的铜金矿床、热液型铀矿。个旧地区基性岩墙与花岗岩共生的岩浆组合指示伸展构造背景，结合卡房辉绿岩的岩体地质特征和地球化学特征，本次研究认为晚白垩世个旧地区处于俯冲带大陆活动边缘形成的伸展构造环境。
6. 结 论
（1）锆石U−Pb定年结果表明卡房辉绿岩年龄为77 Ma。年龄为2409 Ma、2616 Ma、290 Ma的继承锆石指示个旧地区存在新太古代、古元古代的变质基底和早二叠世的岩浆活动。
（2）卡房辉绿岩属于钾玄岩系列，具有低硅、高钾、高镁的特征，富集Rb、K、Sr等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素，稀土和微量元素分布与OIB相似，Sr−Nd−Pb同位素特征指示其源区为富集岩石圈地幔中的石榴石二辉橄榄岩，部分熔融程度介于5%~15%。
（3）卡房辉绿岩起源于富集岩石圈地幔。其成岩机制为在伸展构造背景下，软流圈地幔上涌底侵富集岩石圈地幔并使其部分熔融，形成了卡房辉绿岩的初始岩浆，在岩浆侵位过程中混染了下地壳物质并经过较弱的分离结晶作用最终形成了卡房辉绿岩。
致谢: 审稿专家及编辑部老师对本文的修改提出建设性的修改意见，在此表示诚挚的感谢！ -
![]()
图 1 惠水土壤、灌溉水、雨水和大气降尘取样位置图
Figure 1. Sampling location of soil and irrigation water, rain and atmospheric dust in Huishui
![]()
图 2 表层土壤、灌溉水、雨水和大气降尘取样照片
Figure 2. Sample photographs of surface soil, irrigation water, rain and atmospheric dust
![]()
图 3 土壤平均值与贵州省土壤背景值比值对数图
Figure 3. Logarithmic graph of soil average value to soil background value in Guizhou Province
![]()
图 4 表层土壤、灌溉水、雨水、大气降尘对比关系图
Figure 4. Comparison diagram of surface soil, irrigation water, rain and atmospheric dust
表 2 单项与内梅罗污染指数分级标准
Table 2 Classification standards for single pollution index and Nemerow pollution index
下载: 导出CSV
表 4 灌溉水元素含量特征值(mg/L)
Table 4 Characteristic values of element content in irrigation water (mg/L)
下载: 导出CSV
表 5 雨水和大气降尘元素含量特征值
Table 5 Characteristic value of elements content of rain and atmospheric dust
下载: 导出CSV
表 6 表层土壤重金属元素单因子污染指数和内梅罗综合指数
Table 6 Single factor pollution index and Nemerow composite index of heavy metal elements in surface soil
下载: 导出CSV
表 7 雨水和大气降尘年通量特征参数(mg·m-2·a-1)
Table 7 Characteristic parameters of annual flux in rain and atmospheric dust (mg·m-2·a-1)
下载: 导出CSV
-
Adila Hayrat, Mamattursun Eziz, Gulbanu Hini, Jin Wangui, Anwar Mohammad, Alimujiang Kasimu. 2020. Pollution and health risks assessment of heavy metals of road dust in Korla City, Xinjiang[J]. Geology in China, 47(6): 1915-1925(in Chinese with English abstract).
Bao Liran, Deng Hai, Jia Zhongmin, Li Yu, Dong Jinxiu, Yan Mingshu, Zhang Fenglei. 2020. Ecological and health risk assessment of heavy metals in farmland soil of northwest Xiushan, Chongqing[J]. Geology in China, 47(6): 1625-1636(in Chinese with English abstract).
Chen Fen, Yu Gao, Hou Jianwei, Zhou Zengyan, Yang Lilin, Li Yusong, Wu Hanxi. 2020. Risk assessment of heavy metals in farmland soils on both sides of the Slag transportation road[J]. Journal of Southwest University(Natural Science Edition), 42(11): 9-21(in Chinese with English abstract).
Cong Yuan, Chen Yuelong, Yang Zhongfang, Hou Qingye, Wang Hongcui. 2008. Dry and wet atmospheric deposition fluxes of elements in the plain area of Beijing municipality, China[J]. Geological Bulletin of China, 27(2): 257-264(in Chinese with English abstract).
Cui Xingtao, Luan Wenlou, Li Suimin, Song Zefeng. 2012. An analysis of the sources of heavy metals in atmospheric dustfall of Shijiazhuang City[J]. Geology in China, 39(4): 1108-1115(in Chinese with English abstract).
Dai Jierui, Pang Xugui, Song Jianhua, Dong Jian, Hu Xueping, Li Xiaopeng. 2018. A study of geochemical characteristics and ecological risk of elements in soil of urban and suburban areas of Zibo City, Shandong Province[J]. Geology in China, 45(3): 617-627(in Chinese with English abstract).
Gao Qing, Gu Youli, Gong Mengdan, Li Shuying, Wu Yang, Zhu Weiqin. 2014. An assessment and characterization of heavy metal pollution in the farmland of Hemu wetlang[J]. Wetland Science and Management, 10(2): 48-52(in Chinese with English abstract).
Gou Tizhong, Zhang Wenhua. 2019. Ecologica risk evaluation of heavy metal contamination in Blueberry planting soil of the Majiang county, Guizhou, China[J]. Earth and Environment, 47(5): 680-688(in Chinese with English abstract).
Gu Jiawei. 2019. A review on heavy metals in atmospheric suspended particles of China cites and its implication for future references[J]. Earth and Environment, 47(3): 385-396(in Chinese with English abstract).
Guan Houchun, Li Yunhuai, Peng Miaozhi, Liu Daobin. 2013. The evaluation of heavy metal pollution and its potential ecological risk of urban topsoil in Huangshan City[J]. Geology in China, 40(6): 1149-1158(in Chinese with English abstract).
Guo Feng, Shen Huifang, Fan Wenhua. 2013. Particle size distribution and health risk assessment of heavy metal of suiface dust in middle school of mining district in Datong City[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 27(1): 162-166(in Chinese with English abstract).
Hou Jiayu, Liu Jincheng, Cao Shuping, Cheng Xujiang, Zhang Yana, Wang Weixing. 2013. Study on the dry and wet atmospheric deposition in the urban area of Tianjin[J]. Geological Survey and Reseatch, 36(2): 131-135(in Chinese with English abstract).
Huang Yong, Yang Zhongfang. 2009. Recent research progress of overseas soil quality evaluation[J]. Geological Bulletin of China, 28(1): 130-136(in Chinese with English abstract).
Jiao Li, Shen Jiandong, Yao Lin, Yang Le. 2013. Pollution characteristics and sources of heavy metals in atmospheric dustfall of Hangzhou[J]. Environmental Pollution and Control, 35(1): 73-76(in Chinese with English abstract).
Jiaohaer Hongwei, Li Ning, Su Yuhong, Dou Yongle, Anwar Mamat. 2020. Effects of long-term reclaimed water irrigation on soil properties and heavy metal content in arid mountainous area[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 34(12): 181-186(in Chinese with English abstract).
Li Bo, Liu Ya, Yao Yan, Fang Fang, Zhang Zhiqiang, Xu Xuechun. 2010. Element flux and sources from atmospheric bulk depositon in Western Jilin Province[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition), 40(1): 176-182(in Chinese with English abstract).
Li Yansheng. 2011. Geochemical characteristics of atmospheric dust in southern Songnen plain, Heilongjiang Province[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 35(4): 536-540(in Chinese with English abstract).
Liu Zhiqiang, Li Huafeng. 2020. Investigation and evaluation of heavy metal pollution in irrigation water of medium-sized irrigation areas in Shaoguan[J]. Water Resources Development and Management, (10): 20-24(in Chinese with English abstract).
Liu Zi, Huang Xingkai, Xu Hongling, Zhang Bin, Peng Qingsong, Wang Chensheng, Wang Heng, Jiang Hua. 2020. Migration characteristics of elements in the rock-soil system and suitability evaluation of orange planting in Yaqueling area, Yichang, Hubei Province[J]. Geology in China, 47(6): 1853-1868(in Chinese with English abstract).
Luan Wenlou, Wen Xiaoya, Ma Zhongshe, Cui Xingtao, Song Zefeng, Du Jun. 2008. Geochemical characteristics of heavy metal elements in soils eastern Hebei Plain[J]. Geosciece, 22(6): 939-947(in Chinese with English abstract).
Luo Yinghua, Dai Tagen, Liang Kai. 2006. Study on distribution of the atmospheric dust-fall and its metal element contents in Shaoguan City, Guangdong Province[J]. Geological Survey and Research, 29(1): 64-68(in Chinese with English abstract).
Nemerow N L. 1974. Scientific Stream Pollution Analysis[M]. Washington: Scripta Book Companies.
Pang Xugui, Wang Xiaomei, Dai Jierui, Guo Ruipeng, Yu Chao, Cui Yuanjun, Dong Jian. 2014. Geochemical characteristics and pollution sources identification of the atmospheric dust-fall in Jinan City[J]. Geology in China, 41(1): 285-293(in Chinese with English abstract).
Peng Yulong, Wang Yongmin, Qin Caiqing, Wang Dingyong. 2014. Concetrations and deposition fluxes of heavy metals in precipitation in core urban areas, Chongqing[J]. Environmnetal Science, 35(7): 2490-2496(in Chinese with English abstract).
Ren Jie, Liu Xiaowen, Wu Yingxin, Zhang Jie, Cao Tianyi, Li Jie, Zhang Yongli. 2020. The evaluation and content of typical contaminants in irrigation water during the slack season in the suburban areas of North River and West River Delta[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 40(11): 3990-4000(in Chinese with English abstract).
State?Department?of?Environmental?Conservation. 1990. Background Value of Soil Environment in China[M]. Beijing: China Environmental Science Press, 330-369(in Chinese).
Streets D G, Hao J M. Wu Y, Jiang J K, Chan M L S, Tian H Z, Feng, X B. 2005. Anthropogenic mercury emissions in China[J]. Atmospheric Environment, 39(40): 7789-7806. doi: 10.1016/j.atmosenv.2005.08.029
Tang Jie, Li Na, Li Haiyi, Bian Jianmin, Li Zhaoyang, Cui Yujun. 2012. Flux and source appointment of heavy metals from atmospheric dry and wet deposition in Daqing City, China[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition), 42(2): 507-513(in Chinese with English abstract).
Tang Qifeng, Yang Zhongfang, Zhang Benren, Feng Haiyan, Wang Hongcui. 2007. A study of elements flux and sources from atmospheric bulk deposition in the Chengdu economic region[J]. Earth Science Frontiers, 14(3): 213-222(in Chinese with English abstract).
Wang Cunlong, Zeng Xiandong, Liu Huafeng, Yang Liyuan, Wang Hongjin, Pang Xugui. 2015. The present situation of soil environmental quality and the distribution and migration regularity of heavy metals in soil of Yantai [J]. Geology in China, 42(1): 317-330(in Chinese with English abstract).
Wang Zenghui. 2020. An analysis of the input flux and source of elements in dry and wet atmospheric deposition of southwest plain of Shandong: A case study of Juye County[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 44(4): 839-846(in Chinese with English abstract).
Wu Guanghai, Wang Chensheng, Chen Honghan. 2020. Eco-environmental assessment and genetic analysis of heavy metal pollution in the soil around the abandoned tungsten-molybdenum mine area in Inner Mongolia [J]. Geology in China, 47(6): 1838-1852(in Chinese with English abstract).
Xu Linchun. 2014. Research on Water Security under the Impact of Human Activities in Pearl River Delta[D]. Wuhan: Wuhan University(in Chinese with English abstract).
Yang Wentao, Liao Bohan, Zhou Hang, Gu Jiaofeng, Wu Pan, Zhang Jia. 2020. On relation between trace elements and Cd content in soil-rice system at different rice stages unders organic fertilizer application[J]. Journal of Safety and Environment, 20(5): 1932-1941(in Chinese with English abstract).
Yang Zipeng, Xiao Rongbo, Chen Yuping, Deng Yirong, Han Cunliang, Liu Chufan, Gao Zhongyuan, Huang Shuting, Dai Weijie. 2020. Heavy meta distribution, risk assessment and source analysis of soil around a typical coal-fired power plant in south China[J]. Ecologica Sinica, 40(14): 4823-4835(in Chinese with English abstract).
Ye Lin, Liu Tiegen. 2001. Distribution features and existing forms of Cadmium in the Niujiaotang Cd-rich zinc deposit, Guizhou, China[J]. Acta Mineralogica Sinica, 21(1): 115-118(in Chinese with English abstract).
Yuan Fang, Xie Yuanyun, Chi Yunping. 2018. Material characteristics of dust fallouts during the dust?storm weather in Harbin: Constraint on the provenance[J]. Geology in China, 45(6): 1177-1187(in Chinese with English abstract).
Zhang Junhua, Li Cuiwei, Xie Yin, Meng Lei. 2020. Environmental quality evaluation of soil and irrigation water in plantations in Hainan Province[J]. Chinese Journal of Tropical Agriculture, 40(9): 13-19(in Chinese with English abstract).
Zhou Yinzhu, Wang Biao, Liu Yi, Wang Siyuan, Zhou Jinlong. 2020. Geochemical evaluation of soil quality and lang-use regionalization of selenium-rich soils in cultivated area around Nangqian County, Qinghai[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 34(10): 93-101(in Chinese with English abstract).
阿地拉·艾来提, 麦麦提吐尔逊·艾则孜, 靳万贵, 姑力巴努·艾尼, 艾尼瓦尔·买买提, 阿里木江·卡斯木. 2020. 新疆库尔勒市道路积尘重金属污染及健康风险评价[J]. 中国地质, 47(6): 1915-1925. http://geochina.cgs.gov.cn/geochina/article/abstract/20200625?st=search 鲍丽然, 邓海, 贾中民, 李瑜, 董金秀, 严明书, 张风雷. 2020. 重庆秀山西北部农田土壤重金属生态健康风险评价[J]. 中国地质, 47(6): 1625-1636. http://geochina.cgs.gov.cn/geochina/article/abstract/20200602?st=search 陈芬, 余高, 侯建伟, 周曾艳, 杨莉琳, 李玉松, 吴涵茜. 2020. 矿渣运输道路两侧农田土壤重金属风险评价[J]. 西南大学学报(自然科学版), 42(11): 9-21. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XNND202011002.htm 丛源, 陈岳龙, 杨忠芳, 侯青叶, 王洪翠. 2008. 北京平原区元素的大气干湿沉降通量[J]. 地质通报, 27(2): 257-264. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZQYD200802014.htm 崔邢涛, 栾文楼, 李随民, 宋泽峰. 2012. 石家庄市大气降尘重金属元素来源分析[J]. 中国地质, 39(4): 1108-1115. http://geochina.cgs.gov.cn/geochina/article/abstract/20120428?st=search 代杰瑞, 庞绪贵, 宋建华, 董建, 胡雪平, 李肖鹏. 2018. 山东淄博城市和近郊土壤元素地球化学特征及生态风险研究[J]. 中国地质, 45(3): 617-627. http://geochina.cgs.gov.cn/geochina/article/abstract/20180314?st=search 高清, 顾优丽, 龚梦丹, 李淑英, 巫阳, 朱维琴. 2014. 杭州市和睦湿地农田土壤重金属污染评价及关联特征研究[J]. 湿地科学与管理, 10(2): 48-52. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-LKGL201402015.htm 苟体忠, 张文华. 2019. 贵州省麻江县蓝莓基地土壤重金属污染及风险评价[J]. 地球与环境, 47(5): 680-688. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZDQ201905013.htm 顾家伟. 2019. 我国城市大气颗粒物重金属污染研究进展与趋势[J]. 地球与环境, 47(3): 385-396. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZDQ201903019.htm 官后春, 李运怀, 彭苗枝, 刘道彬. 2013. 黄山城市土壤重金属污染及其潜在生态风险评价[J]. 中国地质, 40(6): 1949-1958. http://geochina.cgs.gov.cn/geochina/article/abstract/20130624?st=search 郭锋, 申慧芳, 樊文华. 2013. 大同市矿区中学地表灰尘重金属粒级效应及健康风险评估[J]. 水土保持学报, 27(1): 162-166. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TRQS201301034.htm 国家环境保护局. 1990. 中国土壤环境背景值[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 330-369. 侯佳渝, 刘金成, 曹淑萍, 程绪江, 张亚娜, 王卫星. 2013. 天津市城区大气干湿沉降地球化学研究[J]. 地质调查与研究, 36(2): 131-135. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QHWJ201302010.htm 黄勇, 杨忠芳. 2009. 土壤质量评价国外研究进展[J]. 地质通报, 28(1): 130-136. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZQYD200901017.htm 姣哈尔·红卫, 李宁, 苏玉红, 窦永乐, 艾尼瓦尔·买买提. 2020. 长期再生水灌溉对干旱区山地土壤基本性质及重金属含量的影响[J]. 干旱区资源与环境, 34(12): 181-186. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GHZH202012027.htm 焦荔, 沈建东, 姚琳, 杨乐. 2013. 杭州市大气降尘重金属污染特征及来源研究[J]. 环境污染与防治, 35(1): 73-76. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJWR201301018.htm 李波, 刘娅, 姚燕, 方芳, 张志强, 徐学纯. 2010. 吉林省西部地区大气干湿沉降元素通量及来源[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 40(1): 176-182. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CCDZ201001028.htm 李延生. 2011. 黑龙江省松嫩平原南部大气降尘地球化学特征[J]. 物探与化探, 35(4): 536-540. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-WTYH201104024.htm 刘志强, 李华峰. 2020. 韶关市中型灌区灌溉水重金属污染调查与评价[J]. 水资源开发与管理, (10): 20-24. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SJYF202010005.htm 刘孜, 黄行凯, 徐宏林, 张斌, 彭青松, 王晨昇, 王恒, 姜华. 2020. 湖北宜昌鸦鹊岭地区岩石-土壤元素迁移特征及柑橘种植适宜性评价[J]. 中国地质, 47(6): 1853-1868. http://geochina.cgs.gov.cn/geochina/article/abstract/20200620?st=search 栾文楼, 温小亚, 马忠社, 崔邢涛, 宋泽峰, 杜俊. 2008. 冀东平原土壤中重金属元素的地球化学特征[J]. 现代地质, 22(6): 939-947. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XDDZ200806006.htm 罗莹华, 戴塔根, 梁凯. 2006. 广东韶关市大气降尘及尘中金属元素分布特征研究[J]. 地质调查与研究, 29(1): 64-68. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QHWJ200601010.htm 庞绪贵, 王晓敏, 代杰瑞, 郭瑞鹏, 喻超, 崔元俊, 董健. 2014. 济南市大气降尘地球化学特征及污染端元研究[J]. 中国地质, 41(1): 285-293. http://geochina.cgs.gov.cn/geochina/article/abstract/20140123?st=search 彭玉龙, 王永敏, 覃蔡清, 王定勇. 2014. 重庆主城区降水中重金属的分布特征及其沉降量[J]. 环境科学, 35(7): 2490-2496. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJKZ201407009.htm 任杰, 刘晓文, 吴颖欣, 张杰, 曹天轶, 李杰, 张永利. 2020. 农闲期城郊农田灌溉水中典型污染物含量与评价——以西北江三角洲为例[J]. 环境科学学报, 40(11): 3990-4000. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJXX202011021.htm 汤洁, 李娜, 李海毅, 卞建民, 李昭阳, 崔玉军. 2012. 大庆市大气干湿沉降重金属元素通量及来源[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 42(2): 507-513. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CCDZ201202029.htm 汤奇峰, 杨忠芳, 张本仁, 冯海艳, 王洪翠. 2007. 成都经济区As等元素大气干湿沉降通量及来源研究[J]. 地学前缘, 14(3): 213-222. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXQY200703026.htm 王存龙, 曾宪东, 刘华峰, 杨丽原, 王红晋, 庞绪贵. 2015. 烟台市土壤环境质量现状及重金属元素分布迁移规律[J]. 中国地质, 42(1): 317-330. http://geochina.cgs.gov.cn/geochina/article/abstract/20150125?st=search 王增辉. 2020. 鲁西南平原区大气干湿沉降元素输入通量及来源浅析: 以巨野县为例[J]. 物探与化探, 44(4): 839-846. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-WTYH202004020.htm 邬光海, 王晨昇, 陈鸿汉. 2020. 内蒙古废弃钨钼矿区周围土壤重金属污染生态环境评价及成因分析[J]. 中国地质, 47(6): 1838-1852. http://geochina.cgs.gov.cn/geochina/article/abstract/20200619?st=search 徐林春. 2014. 人类活动影响下的珠江三角洲水安全研究[D]. 武汉: 武汉大学. 杨文弢, 廖柏寒, 周航, 辜娇峰, 吴攀, 张佳. 2020. 有机肥施用下水稻不同生育期土壤-水稻系统中微量元素与Cd的关系[J]. 安全与环境学报, 20(5): 1932-1941. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-AQHJ202005043.htm 杨子鹏, 肖荣波, 陈玉萍, 邓一荣, 韩存亮, 刘楚藩, 高中原, 黄淑婷, 戴伟杰. 2020. 华南地区典型燃煤电厂周边土壤重金属分布、风险评估及来源分析[J]. 生态学报, 40(14): 4823-4835. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-STXB202014012.htm 叶霖, 刘铁庚. 2001. 贵州都匀牛角塘富镉锌矿床中镉的分布及福存状态探讨[J]. 矿物学报, 21(1): 115-118. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KWXB200101018.htm 袁方, 谢远云, 迟云平. 2018. 哈尔滨尘暴天气沉降物的物质组成及其对物源的限制[J]. 中国地质, 45(6): 1177-1187. http://geochina.cgs.gov.cn/geochina/article/abstract/20180608?st=search 张俊华, 李翠微, 谢茵, 孟磊. 2020. 海南园地灌溉水和土壤质量评价[J]. 热带农业科学, 40(9): 13-19. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-RDNK202009003.htm 周殷竹, 王彪, 刘义, 王思源, 周金龙. 2020. 青海囊谦县城周边农耕区土壤质量地球化学评价及富硒土地利用分区[J]. 干旱区资源与环境, 34(10): 93-101. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GHZH202010014.htm -
期刊类型引用(2)
1. 刘龙，张树明，张鑫，陈瑜. 江西相山两类流纹英安岩锆石和磷灰石矿物化学特征及地质意义. 东华理工大学学报(自然科学版). 2024(06): 521-537 . 
百度学术
2. 李栋，朱建林，雷炼，昝芳，庄任武，张恒. 赣杭带马荃盆地富铀火山熔岩特征及铀矿找矿方向研究. 华北地质. 2024(04): 12-24 . 百度学术
其他类型引用(0)
计量
- 文章访问数: 2123
- HTML全文浏览量: 1019
- PDF下载量: 1458
- 被引次数: 2
