表层土壤元素地球化学分布特征

如题所述

(一)浙北地区

1.平原区

(1)杭州湾南岸滨海地区

杭州湾南岸滨海地区表层土壤 Na、Mg、Ca、Cl、I、Mo、Li、Br、Sr、B 呈现高背景,而在表生环境中较易富集的重金属元素如Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr等和土壤养分N、K、S等含量较低,则多呈现为低背景。

引起上述元素高背景的主要原因有2方面,其一与该地区特殊的土壤成因有关,杭州湾南岸萧山—慈溪一带为滨海环境,沉积物中含有一定量的海洋物质,因此,与海洋沉积环境有关的Na、Ca、Mg、Cl、I、Br等含量明显高于其他地区;另一方面,还与土壤熟化程度有关,由于上述地区多为现代围垦土壤,土壤风化淋溶、脱盐脱碱程度较低,所以表层土壤中盐基含量较高。

由于人类耕作历史较短暂,土壤培肥、重金属次生富集及人为污染等作用相对较弱,导致沿海地带土壤养分、重金属含量等较低,如C、N、S、Se、Cd、Hg、Pb、Au、Ba、Nb、Zr等呈现为低背景场。

该地区表层土壤地球化学区域变化规律明显,由沿海滨岸向内陆方向,土壤类型由滨海盐土—潮土向水稻土演化,N、K、S、Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Se、F、Cr、V、Ni、Cd、Ge、Sn、Sb、Hg、Pb、As、Be、Th、U、Ba、Al、La、Ce、Ti、Sc、Y、Nb、Rb、Au、Ag等呈现明显的阶梯带状升高的趋势;而Na、Mg、Ca、Cl、I、Mo、Li、Br、Sr、B等却呈现明显阶梯带状降低趋势;Si、Tl、Zr、P、Ga等变化不明显。

(2)杭嘉湖平原、宁绍平原南部地区

多属水网地区,土壤类型以水稻土为主,表层土壤中Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、F、Cr等元素呈现为高背景,其引起原因一方面与土壤的成土环境如物理化学条件及堆积的地貌环境有关,另一方面与人类经济工业活动有密切关系,因此,上述元素围绕人口密集、经济发达的城镇地区出现高强度异常,如宁波及周边面积490km2的地区产生了平均含量为940ng/g高强度Hg异常区。

2.平原边缘丘陵区

浙北长兴、德清、湖州、余杭、萧山、绍兴、宁波及慈溪的丘陵地带,覆盖土壤层一般较浅,成因多属母岩风化残坡积,因此,表层土壤地球化学分布特征主要取决于地质背景和岩石地球化学特征,当然,也与表生环境和人类活动的作用和影响具有一定的关系。土壤发育地质背景的差异性造就了明显不同的土壤地球化学分布特征。

(1)长兴西北部地区

主要土壤类型为红壤,土壤呈酸性和强酸性。其成土母岩为古生界沉积岩(砂岩为主),风化淋溶程度较高,大部分重金属元素(如Cd、Hg、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr、Mo)和K、Na、Ca、Mg、B、P、F、Cl等呈现为低背景,而As、Br、I、Mn、Se等呈现为高背景。

(2)长兴煤山、李家巷地区

出露岩性为石炭—二叠系灰岩,形成的土壤为石灰(岩)土,该地区表层土壤地球化学元素特征表现为P、S、Cu、Zn、Mn、F、As、Cd、B等相对富集。

(3)萧山南部河上-楼塔地区

出露岩石以前震旦浅变质岩为主,土壤类型多为红壤,以此类岩石风化物为成土母质的表层土壤中富含Mg、Fe、Cu、Zn、Mn、Co以及Se、Ge等微量元素。

(4)烤姥山等酸性、中酸性火山岩和花岗岩分布区

土壤类型以红壤为主,表层土壤地球化学特征总体上与其母岩地球化学元素特征相似,即亲铁元素和大部分重金属元素呈现为低背景,而K、Mo、Se、Pb、Mn、I、U、Tl、Th、Nb、Rb等含量丰富,多呈现高背景。

(二)浙东沿海地区

1.滨海平原区

土壤类型主要为滨海盐土和潮土,土壤呈碱性,Mg、Ca、F、Cl、I、Br、Sr、As、Cu、Co、Ni、Cr、Ti、B、Fe、Mn等含量呈现为高背景场,形成上述元素高背景场的主要原因与杭州湾南岸地区相似,其一与沉积物来源和沉积环境有关,浙东滨海平原沉积物来源主要有2部分,一部分为陆源碎屑,一部分为潮流作用运移至滨海地带的海底沉积物,尤其是海底沉积物造成土壤中Mg、Ca、F、Cl、I、Br、Sr等含量明显偏高;其二与土壤熟化程度较低有关,由于滨海地带主要分布的是滨海盐土和潮土,风化淋滤作用较弱,因此,盐基含量往往较高。由于人类耕作历史较短暂,土壤培肥、重金属次生富集及人为污染等作用相对较弱,导致沿海地带土壤养分、重金属等较低,如 C、N、S、Se、Cd、Hg、Pb、Au、Ba、Nb、Si、Zr等呈现为低背景场。

浙东沿海平原区人口稠密,工业发达,人类活动对土壤重金属的累积富集具有一定的影响,尤其是现代工业发达地区,环境污染较为严重,导致表层土壤中 Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、F、Cr等有毒有害元素呈现高背景场或异常,如温州、台州市郊形成了Hg、Pb等异常。

2.丘陵区

丘陵区各类岩石风化形成的土壤地球化学特征显示,不同地质背景、不同成因土壤的地球化学特征差异显著,表层土壤地球化学组合特征总体与母岩的地球化学特征较相似,反映出土壤地球化学特征与母岩之间的良好承袭关系。浙东沿海丘陵区土壤总体呈现低As、B、Br、Ca、N、Cu、Zn、Co、S和高Se的地球化学特点。

浙东地区基性火山岩,主要分布于宁海等地,分布面积较小。表层土壤地球化学特征总体表现为亲铁元素的高背景和亲石元素的低背景,如Fe、Mn、Ca、Mg、Cu、Cr、Co、Ni、V、Ti、I、P等为高背景场。

酸性火山岩和花岗岩是浙东沿海丘陵区的主体,由此类岩石风化形成的土壤的地球化学特征与基性火山岩区土壤相反,呈现出亲石、亲硫元素的高背景和亲铁元素的低背景,如K、Pb、Se、Ag、Mo、W、Sn、U、Nb、Tl、Ce等呈现为高背景场。

分布于宁海—临海白垩纪断陷红层盆地中的土壤,N、P、K等养分元素和大部分有益微量元素均显贫乏,呈现为低背景场。

温州以南地区碱性花岗岩分布较广,土壤地球化学特征较特殊,Al、Au、Bi、Ga、Pb、Sn、Th、U等含量明显高于浙东其他火山岩区的土壤,形成高背景场。而Ba、Rb、Sb、Sr等含量往往低于其他火山岩地区的土壤,形成低背景场。

在瑞安塘下、温州安下以及沿镇海-温州大断裂分布一些Pb、Zn、Cu等多金属矿,造成局部Cu、Pb、Zn等的高背景或异常。

(三)浙中地区

1.河谷平原区

浙中地区河谷平原主要沿衢江、兰江、金华江、东阳江等河流分布,发育的土壤类型主要为水稻土和潮土。

沿衢江两侧的河漫滩以及低的岗垄主要分布潮土,地球化学特征总体上呈现为一低背景条带,绝大部分元素的含量较低,如 Al、Fe、Ca、Mg、Hg、As、Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、N、P、B、S、Mn、Mo、Se、W、Bi、Sb、F、Br、I、Sr、V、Ti、Co、Li、La、Ga、Ge、Ce、Sc、Y等均呈低背景场,而Si、K、Na、Ag、Be、U、Tl、Th、Ba、Rb等却呈现为高背景场。

兰溪-金华等盆地中心地带主要分布的是水稻土。与浙北和浙东水网平原比较,浙中盆地中心地带水稻土中N、P、K等养分和有益微量元素含量相对较低,总体呈现为低背景地球化学场。但不同区域、不同种类水稻土的地球化学特征也不尽相同。渗育水稻土主要分布于平原较高的岗陇上,大部分元素含量与全区土壤均值较接近,而养分和有益微量元素如N、B、S、Mo、Se、Cu、Zn等含量往往较低。潴育水稻土分布于平原河谷水网地带,表层土壤中P、B、Si等稍高。脱潜水稻土和潜育水稻土主要分布于地势较低地区,N、S、B、Mo、Fe、Mn等土壤养分和有益微量元素含量相对较高,同时,Hg、As、Co、Cr、Cu、Pb、Zn等重金属的含量也略高于其他水稻土。淹育水稻土P、B、Cr、Fe等含量相对较高。

受人类活动影响,衢州、金华等城市周边地区出现了Hg、Pb异常。武义—永康等地由于萤石矿的采选,造成土壤出现高强度的F异常。

2.盆地区

盆地内主要发育紫色土和粗骨土,土壤养分、有益微量元素和重金属元素等含量均较低,总体上为区域地球化学特征低背景区。但由于各盆地所处地质背景不同,沉积物来源和沉积物化学性质也不尽相同,导致各盆地表层土壤地球化学特征产生一定的差异。

金衢盆地的衢江—金华江—东阳江以北地区沉积物主要来源于浙西北沉积岩,岩石和土壤中钙质含量较高,易形成石灰岩性紫色土。其土壤地球化学特征在一定程度上承袭了浙北沉积岩的地球化学特征,Fe、Ca、Mg、Cd、As、Cu、Cr、Ni、V、Co、Ti、B、Mo、Se、Au、Ag、Sb、Li等含量较高,明显高于其他白垩纪盆地土壤。

金衢盆地的衢江—金华江—东阳江以南地区和其他盆地沉积物主要来源于中生代火山岩,岩石和土壤中钙质含量较低,往往形成非石灰岩性紫色土。上述地区土壤中,绝大多数元素含量偏低,无论是Ca、Mg、N、P,还是亲铁、亲硫、亲石元素,均为低背景场。但需指出的是,丽水盆地土壤地球化学特征与其他盆地有所差异,主要表现为亲石元素如U、Th、Rb、La、Ce、Tl、Nb等含量明显高于其他盆地。

3.丘陵区

表层土壤地球化学分布特征主要取决于地质背景和母质化学性质,总体上与深层土壤地球化学分布特征较为相似,在此仅对典型地区进行简单描述。

(1)常山-江山地区

出露基岩主要为寒武—奥陶系炭质页(泥)岩、泥质灰岩和钙质泥岩等,岩石风化强烈,发育的土壤以红壤为主,少量为石灰(岩)土,粘土矿物含量较高。土壤地球化学特征表现为 Al、Fe、Mg、N、P、B和亲铁元素(Co、Ni、V、Ti、Cr)、亲硫元素(Cu、Pb、Zn、Sb、As、Bi、Se)及稀有稀土、放射性元素含量较高,呈现为高背景;而Si、Na、Sn、Cl、Sr、Zr、Nb等含量较低,多呈现为低背景。

(2)新昌-嵊州地区

新昌-嵊州盆地是浙江省第三系玄武岩分布最集中的地区,土壤地球化学特征基本承袭了玄武岩地球化学特征,两者较为相似。化学组分上表现为富铁、铝、钙、镁,贫硅、钾、钠的特点,在微量元素含量方面,表现为亲铁元素的高背景和亲石元素的低背景,亲硫元素仅Cu、Zn为高背景。

(3)龙游南部地区

该地区主要出露元古宙变质岩和燕山期花岗岩,区域蚀变矿化强烈(主要是黄铁矿化),土壤化学组分上具有低硅、钠和高铁、铝、钙、镁、钾等特点,元素地球化学特征:亲铁元素(Co、Ni、V、Ti、Cr 主要与变质岩有关)、亲石元素(U、Th、Ga、Rb、La、Ce、Tl、Nb)、亲硫元素(Cd、Pb、Cu、Zn、Se、S)等呈现为高背景,而B、As、Sb、Li等呈现为低背景。

(4)金华-东阳地区

该地区出露岩石主要为中生代火山岩和燕山期花岗岩,土壤化学组分上具有富铝、钾,贫硅、铁、钙、镁的特点,元素地球化学特征表现为亲石元素(W、Be、U、Tl、Th、Br)含量较高,区域上呈现为北东向延展的高背景带。

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