來鳳地區鍺元素地球化學特征及其與藤茶的適生關系

2024年3月19日發(作者：時間說說)

第

34

卷第

4

期

2020

年

12

月

資源環境與工程

Resources

Environment

&

Engineering

Vol.

34

,

No.

4

Dec.

,

2020

來鳳地區錯元素地球化學特征及其與藤茶的適生關系

白

洋

，

趙

辭

，

吳

穎

，

羅軍強

，

張元培

，

鄭雄偉

（

湖北省地質局地球物理勘探大隊

，

湖北武漢

430056

）

摘

要：

以來鳳縣全域為研究對象

，

分析研究區表層土壤

Ge

及藤茶

Mn

、

Se

元素地球化學特征

，

結果表

明

，

泥盆系地層區及志留系地層區土壤表層

Ge

含量明顯高于其它地質單元區

，

高

Fe

含量土壤中

Ge

元素含

量相對較高

，

人工擾動對土壤

Ge

含量的影響作用有限

；研究區高

Se

及高

Mn

藤茶產區土壤元素

Ge

含量明

顯高于低

Se

及低

Mn

藤茶產區

，

高

Se

、

高

Mn

藤茶產地環境優良

。

關鍵詞

：

鍺

；

藤茶

；

富集效應

中圖分類號

：

P618.75

文獻標識碼

：

A 文章編號

：

1671

-1211

（

2020

）

04

-0541

-04

DOI

：

10.

16536/j.

cnki.

issn.

1671

-

1211.

2020.

04.

010

錯屬于典型的稀散元素

，

在地殼中廣泛分布但含

1

?

3

樣品分析測試

量甚微

，

極少以獨立礦物出現

，

多與硫化物伴生

［

1

］

。

自

然界中錯元素主要以有機錯和無機錯兩類形式存在

，

樣品分析由湖北省地質實驗測試中心完成

，

分析質

土壤中無機錯易形成絡合物

，

被植物吸收利用轉化為具

有高生物活性的有機錯

［

2

］

。

山地表生帶基巖

、

風化層

（

成土母質

）

、

土壤和植物生長關系密切

，

生態地球化學

過程活躍

［

3］

，

土壤層作為地球關鍵帶的核心要素

，

是控

制地球關鍵帶物質能量和信息流動與轉化的重要節點

。

量監控措施遵循中國地質調查局生態地球化學評價樣

品分析技術要求⑷

，

重復樣品測試結果滿足規范

《

多目

標區域地球化學調查規范

》

（

DZ/T

0258

—

2014

）

要求

。

土壤樣品經混勻后粉碎至

200

目粒度

，

電感耦合

等離子體原子發射光譜法分析

Mn,

電感耦合等離子體

質譜法分析

Ge

元素

,

原子熒光光譜法分析

Se

。

茶葉

：

將樣品用自來水清洗干凈

,

再用蒸餾水沖

1

研究方法

1

?

1

工作區概況

洗

3~4

次

，

置于不銹鋼托盤內

,45

~50

弋

烘箱內烘

干

，

將烘干的樣品直接用粉碎機粉碎

，

將碎好的樣品保

存在塑料密封袋內

。

根據土壤第三次普查結果

,

來鳳縣土地總面積為

1

342.

05

km

2

。

其中耕地

、

園地

、

草地及藥材基地面積

為

263.

7

km

2

,

占土地總面積的

19.

64%

；

林地面積

987.0

km

2

,

占土地總面積的

73.52%

。

2

分析與研究

2

.

1

研究思路

Ge

元素的吸收富集

,

對藤茶有效成分黃酮類化合

來鳳縣土地利用類型主要有

：

喬木林地

、

灌木林

地

、

旱地

、

水田

、

農村宅基地

、

其他林地

、

河流水面

、

果

物的合成具有重要作用

。

土壤

Ge

元素的含量不僅影

園

、

農村道路

、

城鎮住宅用地

、

茶園

、

溝渠

、

工業用地

、

水

響著藤茶自身的

Ge

含量

，

同時也能促進藤茶對

Se

、

Mn

庫水面

、

公路用地

、

其他園地

、

采礦用地

。

來鳳縣主要出露于古生界寒武系中統一奧陶系下

等元素的吸收

，

進而促進黃酮類成分的合成

。

本次研究主要針對土壤中

Ge

元素地球化學特征

以及農作物中

Se

、

Mn

兩種元素與土壤

Ge

元素含量的

統婁山關組的沉積地層以及中生界白堊系下統五龍組

沉積地層

。

1

?

2

樣品采集

關系展開

，

闡明土壤

Ge

元素對

Se

、

Mn

等有益元素在

土壤一藤茶之間中的遷移富集效用

。

2

.

2

土壤

Ge

元素在各成土母質單元含量特征

全縣共采集表層土壤樣品

5

674

件

，

藤茶樣品

75

件

，

藤茶樣品涵蓋主要藤茶產區

,

具體采樣點位分布在

富

Ge

土壤是一個相對概念

，

目前并無明確定義

。

孔祥瑞在

《

錯的醫學地理分布:論

“

淺井數據

”

的不可

后續論述中有具體描述

。

收稿日期

：

2020

-08

-04

；

改回日期

：

2020

-08

-31

基金項目

：

湖北省

“

金土地

”

工程一一咼標準基本農田地球化學調查項目

（

項目編號

：

ESXPC201907

）

。

作者簡介

：

白洋

（

1988

-

）

,

男

，工程師

，

地球化學專業

，

從事地球化學找礦及農業地質調查工作

。

E-mail

：

****************

542

資源環境與工程

2020

年

靠性

》

中指出地殼

Ge

含量范圍為

1.

2

~

15

mg/kg,

而

大陸上地殼中

Ge

元素豐度為

1.3

-1?6

mg/kg

；

西北地

區青海東部和新疆若羌縣將富

Ge

土地標準定為

1.

3

mg/kg

⑸

。

與國內其他地區相比

，

來鳳縣表層土壤

Ge

1.31

mg/kg

和全國地球化學基準網確立的表層土壤

Ge

元素背景基準值

1.

3

mg/kg

[10]

°

巖石圈是地球上所有自然形成化學元素的根本來

源

，

山地表生帶土壤主要為基巖就近風化形成

,

具有定

積母質特點

,

地球化學元素親緣性強

,

基巖建造影響土

壤元素的原生背景

°

評價區主要出露古生界一中生界地層

，

自寒武系

元素含量平均值相對低于常山縣表層土壤

Ge

元素含

量平均值

1.59

mg/kg

[6]

；

高于廣西北部灣地區表層土

壤

Ge

含量平均值

1.43

mg/kg,

廣西南部地區

(

南寧

、

貴港

、

北海

、

欽州

、

玉林等

)

表層土壤

Ge

元素平均值

1.44

mg/kg

⑺

，

重慶市南川區土壤

Ge

元素平均值

1.50

mg/kg

⑻

，

黃淮海平原土壤

Ge

元素生態地球化學

中統一奧陶系下統婁山關組至白堊系下統五龍組

，

碳

酸鹽巖廣布

。

全縣共采集表層土壤樣品

5

674

件

，

全區及各環境單

基準值

1.40

mg/kg

[9]

,

新疆若羌縣表層土壤

Ge

含量

元土壤地球化學數據源自表層土壤測量樣本

，

其表層土壤

及各成土母質單元

Ge

、

Se

、

Mn

元素地球化學參數見表

1

°

平均值

1.

16

mg/kg,

松遼平原生態地球化學基準值

表

1

各地質單元土壤

Ge

元素含量均值

Table 1

Average

content

of

Ge in

soil

of

each

geological unit

元素

全區

第四系

白堊系

三疊系

二疊系

泥盆系

志留系

奧陶系寒武系

樣品數

5

674

Ge

107

1.62

1.58

164300

1.58

449

1.40

1.51

21

1.82

1

954

1.68

2

323

1.57

356

1.34

注

:

元素含量單位為

mg/kg°

來鳳地區的表層土壤

Ge

含量平均值相對全國大

多數已統計土壤表層

Ge

平均含量的重要農耕區較高

,

僅略低于常山縣的表層土壤

Ge

含量

。

對比不同地質

單元土壤

Ge

含量平均值

，

可見泥盆系

＞

志留系

＞

第四

系

＞

三疊系

＞

奧陶系

＞

白堊系

＞

二疊系

＞

寒武系

。

其

關鄉

革勒?車鎮

中泥盆系地層區表層土壤

Ge

元素含量平均值為

1.82

mg/kg

、

志留系表層土壤

Ge

元素含量平均值為

1.

68

mg/kg,

第四系表層土壤

Ge

元素含量平均值為

1.

62

mg/kg

，

均大于前述重要農耕區的土壤

Ge

含量平均

大河鎮

值

,

具有較好的農用地資源利用價值

。

從地球化學圖來看

，

本次工作

Ge

元素的空間分布

不均勻

,

主要富集區分布面積較大

，

主要位于中部舊司

鎮柏楊坪村一龍橋村一大巖板村一團壇子村一西北車

綠水鎮

Ge/(ug

?

g_1

)

村一帶

，

以及東南部的百福司鎮洞塘壩村一安家堡

村一可洞村一帶

，

具體見圖

1°

2

.

3

元素在不同土壤類型中的地球化學特征

評價區主要土壤類型為

:

黃紅壤

(

J)

、

黃壤

(2

1

),

其次主要土壤類型為黃壤性土

(2

2

)

、

暗黃棕壤

(3

2

)

、

黃

I

百福司鎮.

棕壤性土

(3

3

)

、

潴育型水稻土

(

14

2

)

°

統計各土壤類型

中元素背景值

，

結果列于表

2°

表

2

不同土壤類型元素地球化學背景值

Table

2

Geochemical

background

values

of

elements

in

different

soil

types

土壤

類型

圖

1

來鳳地區錯元素地球化學圖

Fig.

1

Ge

geochemical

map

of

Laifeng

area

紅壤

黃壤

黃棕壤

水稻土

在不同土壤類型中

，

黃紅壤中

Ge

元素含量較高

,

Ge

元素含量平均值達到

1.7

mg/kg,

高于其它土壤類

黃紅壤黃壤黃壤性土暗黃棕壤黃棕壤性土潴育型水稻土

樣品數

877

1.7

Ge

2

968

1.59

209

1.45

637

1.46

203

1.43

776

1.59

型

,

這可能與紅壤中較高含量的

Fe

及其他親鐵元素具

注

:

兀素含量單位為

mg/kg°

有較大的聯系

，

為了更好的闡明土壤

Ge

含量與土壤鐵

第

4

期

白 洋等

:來鳳地區鍺元素地球化學特征及其與藤茶的適生關系

543

含量之間的關系

,

本次工作制作全區表層土壤

Ge

與土

壤鐵散點圖

，

如圖

2

所示

，

由圖可見

，

土壤

Ge

含量與土

壤鐵含量之間呈現出較好的正相關性

,

這也進一步說

含量區間

表

4

藤茶茶葉中

Ge

含量特征

Table

4

Characteristics

of

Ge

content

in

Ampelopsis

grosdentata

樣品數

平均值

標準差

最大值

最小值

全區

明了在成土母質風化形成土壤的過程中主量元素

Fe

對稀散元素

Ge

具有較好的吸附富集作用

。

0.008

?

0.03

75

24

0.

071

0.

020

0.

043

0.

111

0.

005

0.

008

0.

863

0.

027

0.

058

0.

008

0.

008

0.

030

0.03

?

0.06

33

?

Ge

—

線性

(Ge)

on

2

-

y=0.068x+1.203

誠

2

-

型1

'

幫

0-

0

2

4

6

8 10

12

14

土壤全鐵含量

/%

圖

2

土壤

TFe

2

O

3

和

Ge

含量協變圖

Fig.

2

Covariance

map

of

TFe

2

O

3

and

Ge

contents

in

soil

2

.

4

元素在不同土地利用中的地球化學特征

根據評價區土地利用現狀

,

結合本次土地質量地球

化學評價的主題

，

按照耕地的利用現狀及實用性

，

評價

區劃為茶園

、

果園

、

水田

、

旱地

、

其他園地

、

其他林地

、

灌木

林地

、

喬木林地等

8

類主要土地利用區進行評價

，

各土地

利用區的表層土壤背景值列于表

3

。

對比各土地利用中

元素

（

指標

）

含量的背景值

，

基本分布規律總體如下

。

表

3

不同土地利用類型土壤背景值

Table

3

Soil

background

values

of

different

land

u

types

土地

利用

茶園

果園

水田

旱地

其他

其他

灌木

喬木

園地

林地

林地林地

樣品數

87

139

1

900

2

158

16

73

453

628

Ge

1.54

1.59

1.57

1.6

1.5

1.59

1.42

1.3

Mn

632726

481

973

891

968

1073

923

Se

0.

43

0.

4

0.

43

0.

46

0.

45

0.

44

0.

52

0.

49

注

:

兀素含量單位為

mg/kg

。

土壤

Ge

元素含量平均值在耕地和園地中的含量

明顯大于其在灌木林地和喬木林地中的含量

，

即人工

耕作土壤中

Ge

含量平均值大于人工擾動相對較少的

灌木林和喬木林土壤

，

說明人工干擾對土壤

Ge

含量的

擾動作用有限

。

2

.

5

土壤

Ge

元素含量與藤茶

Se

、

Mn

含量協同關系

本次工作共采集藤茶樣品

75

件

,

藤茶樣品中的

Ge

、

Mn

元素含量特征見表

4

及表

5

,

通過研究發現藤

茶

Se

、

Mn

含量與土壤

Ge

元素含量關系密切

,

其中高

Se

、

Mn

含量藤茶主要分布于錯元素呈高背景一高值分

布的地區

，

中低

Se

、

Mn

含量的藤茶則主要分布于錯元

素呈低值一背景分布的地區

。

為直觀表現藤茶茶葉中

Se

含量高低與土壤

Ge

含

量關系

,

現根據藤茶采樣點的坐標

,

將其投影于

Ge

元素地球化學圖之上

,

元素含量的高低用不同直徑

的圓點表示

,

如圖

3

所示

,

通過該圖可見

，

藤茶

Se

含量

0.06

?

0.863

18

0.

188

0.

1840.

862

0.

065

注

:

元素含量單位為

mg/kg

。

表

5

藤茶茶葉中

Mn含量特征

Table

5

Characteristics

of

Mn

content

in

Ampelopsis

grosdentata

含量區間

樣品數

平均值

標準差

最大值

最小值

全區

75

653389

1

903

55

55

?

334

16

197

97

334

55

334

?

951

44

616

153

915

344

951

?

1

903

15

1

251

302

1

903

951

注

:

兀素含量單位為

mg/kg

。

:陰鄉

革勒車鎮

「

高硒含量藤茶產區

?翔尿

高硒含量藤茶產區

'綠水鎮

Ge/(ug

?

g_1

)

高詢含量藤苞詞

Se/(iig

?

g_1

)

百福司鎮

⑥

0.07

二|

0.03

I

高硒含量藤茶產反

I

21

0.01

圖

3

土壤

Ge

含量與藤茶

Se

含量協同關系

Fig.

3

Synergistic

relationship

between

Ge

content

in

soil

and

Se

content

in

Ampelopsis

grosdentata

>0.06

mg/kg

的點位幾乎全部位于

Ge

兀素的高背景一

高值區

;

在

Ge

的低值一背景區未見

Se

含量

>0.06

mg/kg

的點位

，

該區以

0.

03

?

0.

06

mg/kg

的藤茶為主

。

說明土壤

Ge

含量與藤茶

Se

含量具有一定的協同關

系

,

即土壤高的

Ge

含量更有利于高

Se

含量的藤茶產出

。

為直觀表現藤茶茶葉中

Mn

含量高低與土壤

Ge

含量關系

，

現根據藤茶采樣點的坐標

，

將其投影于

Ge

544

資源環境與工程

2020

年

元素地球化學圖之上

，

元素含量的高低用不同直徑的

圓點表示

，

如圖

4

所示

，

通過該圖可見

，

藤茶

Mn

含量

>951

mg/kg

的點位幾乎全部位于

Ge

元素的高背景一

3

結論

(1)

研究區土壤中

Ge

元素含量平均值相對全國

高值區

;

在

Ge

的低值一背景區未見

Mn

含量

>951

mg/kg

大多數重要農耕區表層土壤較高

,

僅略低于常山縣的

表層土壤

Ge

含量

。

(2)

研究結果表明

，

研究區高

Se

及高

Mn

藤茶產區

的點位

，

該區以

334

~951

mg/kg

的藤茶為主

。

說明土壤

Ge

含量與藤茶

Mn

含量具有一定的協同關

系

,

即土壤高的

Ge

含量更有利于高

Mn

含量的藤茶產出

。

表層土壤

Ge

含量明顯高于低

Se

及低

Mn

藤茶產區

。

(3)

高的土壤

Fe

及有機質含量有利于土壤對

Ge

元素的富集

，

人工擾動對土壤

Ge

含量的影響作用有限

。

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錯在土壤一水稻系統的遷移累積及其影

亶

951

高猛含量藤茶產司

J

334

響因素

[J].

三峽生態環境監測

,2018,3(1):66

-74.

朱立新

，馬生明

，

王之峰

.

中國東部平原土壤生態地球化學基準值

叵

］

69

[J].

中國地質

,2006,33(6)

：

1400

-1405.

[10]

王學求

，

周建

，

徐善法

，

等

?

全國地球化學基準網建立與土壤地球

化學基準值特征

[J].

中國地質

,2016,43(5)

：

1469

-1480.

圖

4

土壤

Ge

含量與藤茶

Mn

含量協同關系

Fig.

4

Synergistic

relationship

between

Ge

content

in

soil

and

(

責任編輯

：

李雯

)

Mn

content

in

Ampelopsis

grosdentata

Geochemical

Characteristics

of

Germanium

in

Laifeng

Area

and

Its

Relationship

with

Ampelopsis

Grosdentata

Bai

Yang,

Zhao

Ci

,

Wu

Ying,

Luo

Junqiang

,

Zhang

Yuanpei

,

Zheng

Xiongwei

(

Geophysical

Exploration

Brigade

of

Hubei

Geological

Bureau

,

Wuhan

,

Hubei

430056

)

Abstract

:

Taking

Laifeng

County

as

the

rearch

object,the

geochemical

characteristics

of

Ge

,

Mn

and

Se

elements

in

the

topsoil

of

the

study

area

were

analyzed.

The

results

showed

that

the

Ge

content

in

the

surface

soil

of

Devonian

and

Siluri

-

an

strata

was

significantly

higher

than

that

of

other

geological

units

,

and

the

Ge

content

in

the

soil

with

high

Fe

content

was

relatively

high

,

and

the

effect

of

artificial

disturbance

on

the

Ge

content

of

soil

was

limited.

The

high

Se

and

high

Mn

Tengcha

in

the

study

area

was

high.

The

content

of

Ge

in

the

soil

of

the

tea

producing

area

was

significantly

higher

than

that

of

the

low

Se

and

low

Mn

rattan

tea

producing

areas

，

and

the

environment

of

the

high

Se

and

high

Mn

rattan

tea

pro

-

ducing

areas

was

excellent.

Key

words

:

germanium

；

Ampelopsis

grosdentata

；

enrichment

effect