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矿物岩石地球化学通报2 6 卷增刊 表层土壤元素背景值研究方法探索 成杭新1 ，杨忠芳2 ，侯青叶2 ，刘爱华2 ，冯海艳2 1 ．国土资源部地质科学院廊坊物化探研究所，廊坊0 6 5 0 0 0 ；2 ．中国地质大学地球科学与资源学院，北京1 0 0 0 8 3 关键词表层土壤；元素背景值；富集系数 在多目标地球化学调查中，将地下1 ．5 2 ．0 m 深部样品中元素含量作为区域表层土壤元素的背 景值，这在大规模的区域调查和研究中是一种有效 的方法。但该种方法有一定的局限性，即深部样品 和地表样品在岩性 土壤 上、矿物组成上和成 因类型一致的前提下，深层土壤元素含量可以作为 表层土壤相应元素的背景值。但实际上，在丘陵 区，土壤成土剖面1 ．5 ～2m 处一般为成土母岩或 成土母质，因此，母岩中元素含量作为土壤的背景 值是忽略了成土过程中元素富集和贫化的客观事 实。在平原区，河流冲积洪积物垂向岩性变化较大 的地区，深层土壤与浅层土壤矿物种类和化学组成 也会有较大差异，所以，在上述两种情况下，深层 土壤元素含量作为背景值会有较大的误差。 大量研究表明，m 、S c 、n 、H f 、Z r 等元素可以 定量地由物源区搬运至沉积区，且在沉积成岩作用过 程中，属于惰性稳定元素，带人、带出量很低。因 此，它们常被用来定量反演源区物质组成。2 1 。 富集系数是双重归一化数据处理结果，选择某一 元素作为参比元素，富集系数能推断出元素的主要来 源 即自然的还是人为的 ，由此半定量估算某种污 染来源的贡献率并获得该区域元素的污染状况∞1 。 通过下式计算某一元素的富集系数，剔除异常 值，就可以得到表层土壤中元素含量的自然背景。 富集系数 毒粪车莞黍暮耋舞嬖篓曷雾需 式中校正元素为A l 时，用于校正土壤中K 、N a 、 s i 、C a 、M g 等常量元素；校正元素为s c 、T h 和z r 时，用于校正土壤中A s 、C d 等微量元素。 富集系数大于1 ，表示该元素在表层土壤中有 外源加入；富集系数小于1 ，表示该元素从表层土 壤中被淋滤迁移出去。 由于元素含量实际存在分析误差问题，考虑元素 含量大于3 倍方法检出线，相对偏差≤3 0 ％的分析质 量要求，假定表层土壤中不存在元素的富集和贫化现 象，仅由分析误差影响所造成的富集系数上限为2 ．0 。 为了避免人为降低表层土壤中元素含量背景 值，在充分参考前人研究成果的基础上旧1 ，将富 集系数大于1 ．5 的样品作为污染样品进行剔除。 由于微量元素含量低，分析误差相对较大，因 此，在进行微量元素背景值校正时，采用了S c 、 r 1 1 l 、z r 和A l 元素对比校正，相互佐证，最后确定 元素s c 作为研究区土壤中微量元素背景值获取的 校正元素。剔除后的表层土壤A s 、C d 、H g 和P b 等元素按照不同成土母质作为统计单元，进行元素 分布形式检验，凡符合正态分布的元素，表明是由 一次地质作用形成，可以认为其元素平均含量代表 了自然背景，进行背景值统计。如果不服从正态分 布，则按照平均值加减三倍离差剔除异常点，直到 元素含量服从正态分布。 表层土壤中元素含量水平和分布特征，受深层 土壤 或母岩 化学成分、成土过程中元素富集 贫化规律和人类活动等因素控制。利用A l 和S c 对 表层土壤元素含量进行校正，以期得到自然成土作 用形成的元素背景值，该种方法在解决区域性表层 土壤元素背景值方面具有一定的探索陛，对比同一 元素深层土壤、表层土壤和剔除污染点后表层土壤 中A s 等元素含量特征 表1 ，可以看出，剔除污 染点后的表层土壤A s 、C d 、H g 、P b 和N 、P 等元 素含量介于深层土壤和表层土壤含量之间，所有元 素高值点分布位置基本一致。因此，剔除污染点后 的表层元素含量特征即继承了深层土壤元素含量特 性，又有较大的变异性。尤其是表层土壤中污染较 严重的C d 和P b 等元素和施肥影响较强烈的N 、P 等 元素，其分布特征更接近于表层土壤元素分布形态。 因此，对于表生系统，人为活动影响强烈的元素，用 富集系数大于1 ．5 的样品作为污染样品进行剔除，实 际上是漏掉了一些污染样品，所以，富集系数应向小 调整至将多数污染样品剔除为止，不同元素剔除的富 集系数定为何值还需进一步研究确定。 万方数据 2 6 卷增刊 矿物岩石地球化学通报 4 4 7 表1 深层、表层和剔除污染点后表层元素含量特征对比表 m g ／k g 项目 A s C d H g P bN P K 2 0 深层 土壤 样品数 平均值 中位值 最大值 1 1 1 4 1 0 ．0 0 9 ．5 1 6 6 ．1 4 1 1 1 4 0 ．1 6 0 ．1 3 1 ．1 6 1 1 1 4 0 ．0 5 0 ．0 4 1 ．6 5 1 1 1 4 2 5 ．4 1 2 4 ．5 0 1 0 7 ．8 6 1 1 1 4 5 3 4 ．3 0 4 7 9 ．0 0 2 1 1 7 ．0 0 1 1 1 4 4 7 7 ．3 2 4 2 8 ．7 5 2 2 8 1 ．9 6 1 1 1 4 2 ．1 8 2 ．1 7 4 ．1 3 最小值 1 ．4 70 ．0 40 ．0 1 1 1 ．8 59 4 ．0 01 1 7 。7 50 ．8 9 注K 0 女含量以％计。 参考文献 [ 2 ] Y a n gS h o uY e ，J u n gH o iS e e ，L i mD h o n g1 1 ，e ta 1 ．Ar e v i e wo n t h ep r o v e n a ．u c ed i s c r i m i n a t i o no fs e d i m e n t si nt h eY e l l o wS e a [ J ] ． E a r t hS c i e n c eR e v i e w s ，2 0 0 3 ，6 3 9 3 1 2 0 ． Y a n gSY ，L iCX ，J u n gHS ，e t a 1 ．D i s c r i m i n a t i o no f g e o c h e m i c a lc o m p o s i t i o n s b e t w e e nt h eC h a n g j i a n ga n dt h e H u a n g h es e d i m e n t sa n di t s 印p l i e a t i o nf o rt h e i d e n t i f i c a t i o no f s e d i m e n ts o u s ei nt h eJ i a n g s uc o a s t a lp l a i n ，C h i n a [ J ] ．M a r i n e G e o l o g y ，2 0 0 2 ，1 8 6 2 2 9 2 4 1 ． [ 3 ]刘培桐，薛纪渝，王华东．环境学概论[ M ] ．北京高等教育 出版社，2 0 0 2 ． 万方数据 表层土壤元素背景值研究方法探索表层土壤元素背景值研究方法探索 作者成杭新， 杨忠芳， 侯青叶， 刘爱华， 冯海艳 作者单位成杭新国土资源部地质科学院,廊坊物化探研究所,廊坊,065000， 杨忠芳,侯青叶,刘爱华 ,冯海艳中国地质大学,地球科学与资源学院,北京,100083 刊名 矿物岩石地球化学通报 英文刊名BULLETIN OF MINERALOGY, PETROLOGY AND GEOCHEMISTRY 年，卷期2007,26z1 参考文献3条参考文献3条 1.Yang Shou Ye.Jung Hoi Soo.Lim Dhong Il A review on the provenance discrimination of sediments in the Yellow Sea[外文期刊] 2003 2.Yang S Y.Li C X.Jung H S Discrimination of geochemical compositions between the Changjiang and the Huanghe sediments and its application for the identification of sediment source in the Jiangsu coastal plain,China[外文期刊] 2002 3.刘培桐.薛纪渝.王华东 环境学概论 2002 本文链接
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