Representative study of different genesis soils in hilly and mountain area multi-purpose regional geochemical survey: a case study of Shaoxing, Zhejiang Province
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摘要:
当前, 多目标区域地球化学调查工作已逐步进入丘陵山区, 与平原区不同, 丘陵山区地质背景更复杂, 土壤成因类型和土地利用方式多变, 土壤类型多样。如何布设土壤样点以客观真实地反映区域土壤地球化学分布特征是值得关注的问题。选择浙江绍兴市区以南40 km2的丘陵山区, 按照多目标区域地球化学调查规范样品布设原则及采样要求, 以4点/km2密度采集表层土壤样品, 测定了38项元素指标含量。通过对比不同采样密度及不同成因土壤元素含量及其空间分布特征, 开展丘陵山区表层土壤采样代表性研究。结果表明, 多目标区域地球化学调查规范中的小格采样、大格组合分析方案能够很好地反映土壤元素区域地球化学分布模式; 对于大多数元素指标而言, 在丘陵山区以1点/km2密度采集能够代表采样单元格物质组成的冲积成因土壤, 可更好地满足样品代表性要求。在评价As、Mn、Mo、Al2O3、MgO、K2O等元素指标异常时, 可倾向性地采集残坡积成因土壤。研究成果为丘陵山区多目标区域地球化学调查土壤样品采集方法的完善提供了理论依据。
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关键词:
- 多目标区域地球化学调查 /
- 表层土壤 /
- 代表性 /
- 丘陵山区 /
- 浙江绍兴
Abstract:Currently, the multi-purpose regional geochemical survey has extended into hilly and mountain areas, which has a relatively complicated geological background, soil genetic type, land use type and soil type compared to plain areas.How to lay out surface soil samples, so as to objectively and truly reflect the soil region geochemical characteristics has become a key issue.We collected soil samples in the hilly and mountain area of 40 km2 south of Shaoxing, Zhejiang Province.According to the sample layout principle and sampling requirements of multi-purpose regional geochemical survey, collecting surface soil samples by 4 point/km2 density and measuring 38 components.We evaluate the representativeness of different genesis soils through comparing the elements content and their spatial distribution.The results showed that, the mode of small lattice sampling and large lattice combination analysis could well reflect the element regional geochemical distribution; for most elements index, sampling alluvial soils which could represent the material composition of sample cell could better meet the requirements of representativeness.In the evaluation of As, Mn, Mo, Al2O3, MgO and K2O geochemical anomalies, the residual slope soil can be collected.This study can provide theoretical basis for the improvement of soil sample collettion methods for multi-purpose region geochemical survey in hilly and mountain areas.
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第四纪地层划分对于第四纪地质研究具有重要意义。磁性地层学是第四纪地层划分的重要依据(安芷生等，1979；李龙吟等，1994；刘进峰等，2005；乔彦松等，2006；朱日祥等，2007；赵勇等，2013；张磊等，2016；陈宏强等；2021)，前人通过北京凹陷新5孔(栾英波等，2011；郭高轩等，2013)、廊固凹陷G01孔(代鹏等，2019)、大厂凹陷S9孔(石光耀等，2021)研究，认为磁性地层学是第四纪年代地层划分的有效方法。大兴凸起位于河北平原北部，前人对其第四纪地层划分研究较少，赵勇等(2019)通过大兴凸起南部PGZ05钻孔磁性地层学研究，建立了大兴凸起南部第四纪地层格架。目前，大兴凸起内第四系钻孔数量较少，对应的年代学研究薄弱，导致该区的第四纪地层格架还未建立，而且大兴凸起北部相对于南部，受局部断裂影响，该区域为大兴凸起上更凸起的地区，因此北部第四纪地层相对于南部应该存在差异。为了建立大兴凸起第四纪地层格架，并为大兴凸起和邻区的地层划分及对比提供基础数据，本文以大兴凸起北部D1钻孔岩心为研究对象，结合14C、光释光、磁性年代学测试结果，对D1钻孔开展地层学和年代学研究，建立了D1钻孔第四纪地层格架，以期为该区第四纪区域地层划分和对比研究提供参考资料。
1. 钻孔岩心特征及沉积相划分
钻孔D1在构造上位于大兴凸起北部，夏垫断裂上盘(图 1)，潮白河冲洪积扇及河流多期冲洪积作用的叠加是该区域第四纪沉积物的主要成因。钻孔坐标为北纬39°54'40″、东经116°52'02″(河北省三河市燕郊镇小石各庄村南)，孔口高程19.07 m，孔深203 m。D1钻孔取心率大于90%，岩心直径110 mm，取心率和岩心状况满足磁性地层的研究。
D1钻孔沉积物岩性主要由粘土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、含砾砂等组成，钻孔编录将D1孔岩心划分为176个层位，以沉积物的颜色、沉积构造、沉积旋回等特征为主要依据，同时参考钻孔综合测井结果(图 2)，将D1钻孔岩心划分为3套沉积物组合。
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图 2 D1钻孔岩性柱、电阻率测井曲线及沉积环境解释Figure 2. The lithological column, step resistivety logging curves and sedimentary environment interpretation in the borehole D1186.6~203 m：该段沉积物为一套浅棕色、棕黄色、橘黄色，粉砂、粘土质粉砂组合。沉积物中普遍含有姜结石颗粒，整体具有“硬、脆”特征，轻微弱固结，底部粉砂及粘土质粉砂中可见2层钙质固结层，厚5~8 cm。视电阻率曲线呈低幅锯齿状。沉积物整体上反映一种干燥、暴露的氧化沉积环境，该段应属洪积扇扇缘沉积。
186.6~153.9 m：该段沉积物为一套棕黄色、棕灰色中细砂、细粉砂、粉砂、粘土质粉砂组合。以砂为主，粘土较少，不具备河流二元结构特征。该段共发育3个沉积旋回。视电阻率曲线反映单个旋回下部呈箱型、钟形，上部呈低幅锯齿状，下部沉积物厚度大于上部，沉积物以砂为主，推测此处应为洪积扇向曲流河过渡的扇上河道沉积。
0~153.9 m：该段沉积物主要由灰色、浅灰色、棕灰色、棕黄色粗砂、中砂、细砂、粉砂夹灰色、棕灰色、棕黄色粘土质粉砂、粘土组成。局部可见水平层理、平行层理及粒序层理，该段整体表现为多个沉积旋回(砂-粉砂-粘土)，曲流河二元沉积结构特征明显，属河流相沉积。根据沉积物特性及测井曲线特征，将该阶段沉积物组合进一步划分为两部分。
(1) 91.4~153.9 m：该部分主要由灰色、浅灰色中砂、细砂及浅灰色、棕灰色、棕黄色粉砂、粘土质粉砂、粉砂质粘土组成。粉砂、粘土质粉砂及粉砂质粘土中普遍含有小颗粒姜结石，具有“干、硬、脆”特征。该段可划分为2个沉积旋回，每个旋回上部以发育粉砂、粘土质粉砂、粉砂质粘土的泛滥平原沉积为主，下部以发育细砂、中细砂的河床沉积为主，二元结构上部沉积厚度远大于下部。单个旋回视电阻率曲线下部呈钟形，上部呈低幅锯齿状，上部厚度远大于下部，整体表明该段岩性相对单一，以细颗粒沉积物为主，推断此处应为缺水的河间地带，总体上属于暴露的氧化沉积环境。
(2) 0~91.4 m：该部分主要由灰色、浅灰色、浅棕黄色中砂—细砂及浅灰色、棕灰色、棕黄色粉砂、粘土质粉砂及粘土组成。其中，粉砂、粘土质粉砂及粘土不具有“干、硬、脆”特征，粉砂及粘土质粉砂相对松散，粘土具有软塑性，常见炭质斑点、锈染等，部分粘土中潴育化作用强烈。视电阻率曲线反映河流二元结构显著，下部呈箱形、钟形，上部呈低幅锯齿状。该段可划分为9个沉积旋回，每个旋回上部以发育粉砂、粘土质粉砂、粉砂质粘土的河漫滩、河漫湖泊沉积为主，下部以发育细砂、中细砂的边滩沉积为主，呈现上细下粗的正粒序沉积。二元结构上部沉积厚度小于下部沉积，整体显示曲流河沉积特征。
2. 测试方法
本次研究分别在D1钻孔埋深6.2 m、9.4 m处取得2件14C样品；埋深10.3~32.3 m处取得4件光释光样品。14C样品测试在北京大学考古文博学院14C加速实验室完成，实验采用加速器质谱法(AMS)，所用14C半衰期为5568 a，树轮校正所用曲线为IntCal13 atmospheric curve，数据处理所用程序为OxCal v4.2.4。光释光测年在北京光释光科技有限公司完成，实验仪器为Daybreak 2200光释光仪，所有样品采用细颗粒简单多片再生法获得等效剂量值，采用饱和指数方法进行拟合。
古地磁样品的野外采集质量是高质量古地磁极性柱建立的重要保障(Deng et al., 2006；范友良等，2017；刘运明，2017)。古地磁样品采集的沉积物可分为2类：细碎屑沉积物(粘土、粉砂质粘土、粘土质粉砂、粉砂)和粗碎屑沉积物(细、中砂和粗砂)。古地磁样品采样时，粗碎屑沉积物采样间隔约为1 m，细碎屑沉积物采样间隔约为0.5 m。在野外现场将D1钻孔岩心对半劈开，标定顶底方向，然后采集样品，采用2 cm×2 cm×2 cm的无磁塑料盒对砂类松散样品进行采集，粘土类样品在标定方向后加工成2 cm×2 cm×2 cm的土块。D1钻孔共采集古地磁样品211件(塑料盒77件，土块134件)。样品测试在中国科学院地质与地球物理研究所古地磁实验室完成。对砂类沉积物(塑料盒样品)采用交变退磁处理，粘土类沉积物(土块样品)采用交变、热退混合退磁处理。实验仪器为2G-760R低温超导磁力仪，粘土类样品先进行热退磁(室温约120℃)，仪器为TD-48热退磁炉，然后进行交变退磁处理，再进行热退磁(200~690℃)；砂类样品直接进行交变退磁处理。使用PaleoMag软件对测试数据进行筛选，最终选出174个数据(82%)(图 3)。详细的野外取样过程及试验流程见石光耀等(2021)。
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图 3 D1钻孔代表性样品正交矢量投影图M/Mmax—剩磁强度/最大剩磁强度比值；NRM—天然剩磁；TD—热退磁；AD—交变退磁Figure 3. Orthogonal vector plots showing the results of representative specimens from the borehole D13. 测试结果
14C样品测试结果为16875±40 a B.P.、22400±70 a B.P.(表 1)，光释光样品测试结果分别为30.2±2.4 ka、45.8±2.6 ka、73.2±5.1 ka、109.6±5.5 ka(表 2)。
表 1 D1钻孔14C样品信息及测年数据Table 1. Statistics of information and dating data of the 14C specimens in the borebole D1样品编号 样品深度/m 样品岩性 14C年龄/a B.P. 树轮校正后年龄/a B.P. 1σ(68.2%) 2σ(95.4%) D114C-1 6.2 粘土 16875±40 20458(68.2%)20270 20528(95.4%)20161 D114C-2 9.4 粉砂质粘土 22400±70 26863(68.2%)26512 27053(95.4%)26406 注：树轮校正后年龄分别为2个误差范围，以概率的形式给出；B.P.为距1950年的年代 表 2 D1钻孔光释光样品信息及测年数据Table 2. Statistics of information and dating data of the OSL specimens in the borebole D1样品编号 样品深度/ m U/10-6 Th/10-6 K/% 含水量/% 等效剂量/Gy 年龄/ka D1OSL-1 10.3 1.69 9.53 2.17 16.9 105.59±7.32 30.2±2.4 D1OSL-2 18.5 1.62 5.00 2.82 15.0 167.72±6.84 45.8±2.6 D1OSL-3 26.35 0.64 3.38 2.93 9.0 249.50±14.23 73.2±5.1 D1OSL-4 32.3 0.86 3.89 2.59 12.3 343.93±10.58 109.6±5.5 利用古地磁测试数据建立D1钻孔的古地磁极性柱，并且与标准古地磁极性柱对比(Cande et al., 1995)。由图 4可见，D1钻孔0~89.50 m段以正极性为主，其间夹有几个较薄的负极性漂移，该段为布容(Brunhes)正极性带；89.50~132.25 m段以负极性为主，该段为松山(Matuyama)负极性带，其中96.45~108.50 m段为正极性亚带，沉积物厚度约为12.05 m，沉积速率远大于Jaramillo(0.99~1.07 Ma)极性亚时沉积速率，因此判断为Olduvai(1.77~1.95 Ma)正极性亚时沉积；132.25~143.5 m段以正极性为主，为高斯(Gauss)正极性带。由于D1钻孔构造位置位于大兴凸起，且为凸起上相对凸起的位置，推测在高斯极性时和松山极性时剥蚀作用较强烈，导致这2个时期的沉积物厚度较薄。
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图 4 D1钻孔钻磁性地层与标准极性柱对比图Figure 4. The contrast diagram of magnetostraphy of the borehole D1 with standard polarity zones4. 讨论
本次研究以钻孔岩性为基础，同时使用古地磁确定第四纪更新世早期地层和更新世中期地层底界；采用光释光法测年确定更新世晚期地层底界；采用14C法结合光释光法测年确定全新世地层底界。据此，笔者对D1钻孔进行了年代地层划分。
4.1 第四系底界
根据D1钻孔古地磁数据，M/G界线位于132.25 m左右。根据钻孔沉积物特征，在137.9 m处沉积物物理性质发生显著改变，颜色由棕灰色向棕黄色、橘黄色转变，固结程度增加，硬度增强。因此，笔者将早更新统底界定在137.9 m。受地层岩性、磁性、电性等多种属性的影响，古地磁界线与岩性界线并不完全一致(胡云壮等；2014)。对比PGZ05孔(图 5)，PGZ05孔在构造上位于大兴凸起南部，第四纪沉积物主要来源于永定河冲积、冲洪积扇(陈望和，1987；石光耀等，2021)，第四系底界181.35 m；D1钻孔与PGZ05孔在沉积物颜色、组成和成因上相似，但是在第四系划分上存在差异。2个钻孔虽然都处于大兴凸起，但D1钻孔构造位置位于大兴凸起上相对凸起的位置，在高斯极性时和松山极性时剥蚀作用较强烈，导致这2个时期沉积物厚度较薄。另外，在PGZ05钻孔第四系之下深度185~248 m处存在一套杂色泥质砾石层，D1钻孔与PGZ05孔在沉积物组成和沉积相上相似，推测D1钻孔中也存在该套杂色泥质砾石层。同时北京新5孔(栾英波等，2011；郭高轩等，2013)、固安G01孔(代鹏等，2019)及三河S9孔(石光耀等，2021)在第四系以下发育一套厚20~80 m的泥砾和砂砾层，在横向上具有对比性，该套泥砾、砂砾层可作为区域对比的一个标志层，对第四系底界的确定起到重要作用。
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图 5 D1钻孔与北京PGZ05钻孔古地磁极性柱对比Figure 5. Geomagnetic polarity timescale comparison of the borehole D1 with Beijing PGZ05 borehole4.2 中更新统底界
古地磁数据的B/M界线对应中更新统底界。根据古地磁数据，D1钻孔在89.5 m处发生大极性时转换，因此将B/M界线划在89.5 m左右。同时根据钻孔沉积物特征，91.4 m为一个重要的岩性界面，上下沉积物组合具有明显差别，界线以上为河流相沉积，发育多个沉积旋回，河流二元结构清晰，而界线以下沉积环境发生改变，主要为一套粘土质粉砂、粉砂质粘土组合，普遍含有姜结石，具有“硬、脆”特征，处于一种暴露环境，应属曲流河河间地带。由此认为中更新统底界为91.4 m。
4.3 上更新统底界
根据深海氧同位素曲线与区域地层的响应关系可知，上更新统底界对应深海氧同位素MISS5阶段(高秀林等，1986；王强, 1999, 卢海峰等，2014；Toker et al., 2015)，之后沉积的地层以发育潴育化、潜育化作用的“杂色”粘土，或地层中含钙质结核为特征(刘运明，2017；赵勇等；2018)。本次在D1钻孔采集了4件光释光测年样品，取样深度为10.3~32.3 m，年龄为30.2~109.6 ka。该孔10.1~18.65 m为一套以棕灰色、浅灰色中细砂为主的河流相沉积，在10.30 m处取得的光释光测年样品年龄为30.2±2.4 ka，对应深海氧同位素MISS3阶段晚期，此时气候温暖湿润。在18.50 m处的光释光测年样品年龄为45.8±2.6 ka，相当于深海氧同位素第4阶段和第3阶段早期，此时气候较寒冷。25.2~34.4 m为一套棕黄色、棕灰色河流相中细砂，在26.35 m处取得的光释光测年样品年龄为73.2±5.1 ka，32.3 m处光释光年龄为109.6±5.5 ka，对应深海氧同位素MISS5阶段，该套黄色、棕灰色河流相中细砂组合在周边钻孔中普遍发育，可作为区域性洪泛事件的指示。因此，笔者认为晚更新统底界为34.4 m。
4.4 全新世底界
王强(1995)认为，含有机质层位的出现为北方地区全新世的开始。通过河北1:5万大厂回族自治县等三幅第四系覆盖区地质填图项目，笔者对大厂、三河一带进行了综合研究，全新世沉积物主要分布在潮白河和泃河河道带附近及其古河道。D1钻孔位于潮白河和泃河河间地带，地势较高，同时在三河翟各庄村附近剖面1.8 m处获得的光释光年龄为23.8±1.1 ka，在潘各庄村附近剖面3.0 m处获得的光释光年龄为18.7±0.9 ka，为晚更新世沉积。因此，笔者认为该区域无全新世沉积物。
在D1钻孔中5.5~9.45 m的沉积物为浅灰色、浅灰棕色粘土、粉砂质粘土，为明显的含有机质层位，在6.2 m、9.4 m处获得的14C测年结果分别为16875±40 a B.P.、22400±70 a B.P.，表明该套含有机质层位的沉积时代为晚更新世。该层之上0.4~4.6 m为棕黄色、土黄色氧化粘土质粉砂和粉砂质粘土，含有明显的铁锰质结核、钙质结核，根据14C测年结果，并结合前人研究，可将其视为末次盛冰期末的硬土层(王强等, 2008, 2009)。因此，笔者认为D1钻孔中没有全新世沉积物。
综合岩石地层和年代地层研究，最终建立了D1钻孔第四纪地层年代格架。D1钻孔早更新世地层为91.4~137.9 m、中更新世地层为34.4~91.4 m、晚更新世地层为0~34.4 m，钻孔无全新世地层。
5. 结论
(1) 将大兴凸起北部D1钻孔岩心划分为3套岩性组合：186.6~203 m沉积物为一套浅棕色、棕黄色、橘黄色，粉砂、粘土质粉砂组合，代表了洪积扇沉积；186.6~153.9 m沉积物为一套棕黄色、棕灰色中细砂、细粉砂、粉砂、粘土质粉砂组合，代表了扇上河道沉积；0~153.9 m沉积物主要由灰色，浅灰色、棕黄色粗砂、中细砂、粉砂夹粘土质粉砂、粘土组成，河流二元结构清晰，代表了河流相沉积。
(2) D1钻孔古地磁样品的测试结果显示，古地磁极性带的布容正极性时、松山反极性时和高斯正极性时对应的钻孔岩心深度分别为0~89.5 m、89.5~132.25 m和132.25~143.5 m。
(3) 根据D1钻孔的磁性地层、光释光和14C测年结果，结合钻孔沉积物特征，认为D1钻孔第四系底界为钻孔深度137.9 m处，中更新统底界为钻孔深度91.4 m处，上更新统底界为钻孔深度34.4 m，钻孔无全新统。
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图 1 试验区地质简图(据参考文献①修改)
Q4ml—第四系全新统湖海积物；K1c1—朝川组a段；J2tb—同山组b段；O3c—长坞组；∈1h—荷塘组；Z3x—西峰寺组；Z3l—雷公坞组；Z2z—志棠组；Pt1sh—双溪坞群土地利用方式以林地、水田、旱地等为主，土壤类型主要包括红壤及水稻土。
Figure 1. Geological sketch map of the study area
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图 3 不同成因土壤元素富集系数直方图
Figure 3. Histogram of elements enrichment coefficient of different genesis soils
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图 4 不同采样密度及土壤成因Cu、La、Cd、Hg元素地球化学图对比
(不同图中自下而上分别为4点/km2、4点/km2组合、1点/km2冲积土壤及1点/km2残坡积土壤的地球化学图)
Figure 4. Comparison of geochemical map with different sampling density and different soil genesis
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图 5 不同采样密度及土壤成因Cr、Zn、As、Al2O3元素地球化学图对比
(不同图中自下而上分别为4点/km2、4点/km2组合、1点/km2冲积土壤及1点/km2残坡积土壤的地球化学图)
Figure 5. Comparison of geochemical map with different sampling density and different soil genesis
表 1 元素分析测试方法及检出限
Table 1 Analysis methods and detection limits of different elements
分析项目 分析方法 仪器型号 检出限 单位 Cr、Mn、P、Ti、V、Zr X射线荧光光谱法(XRF) PW4400/40 5(Cr、V)，10(Mn、P、Ti)，2(Zr) 10-6 SiO2、TFe2O3、CaO、K2O X射线荧光光谱法(XRF) PW4400/40 0.1(SiO2、TFe2O3)，0.05(CaO、K2O) % S 等离子体光谱法(ICP-OES) IRIS Intrepid Ⅱ XSP 50 10-6 Al2O3、MgO、Na2O 等离子体光谱法(ICP-OES) IRIS Intrepid Ⅱ XSP 0.1(Al2O3)，0.05(MgO、Na2O) % Bi、Co、Cu、Ge、La、Mo、Ni、
Pb、Sb、Sc、Tl、W、Zn等离子体质谱法(ICP-MS) I cap Qc 0.05(Bi、Sb)，0.1(Ge、Tl)，0.2(Mo、W)，
1(Co、Cu、La、Sc)，2(Ni、Pb、Zn)10-6 Cd 等离子体质谱法(ICP-MS) I cap Qc 20 10-9 As、Se 氢化物-原子荧光光谱法(HG-AFS) XGY-1011A 1(As)，0.01(Se) 10-6 Hg 冷蒸气-原子荧光光谱法(CV-AFS) XGY-1011A 2 10-9 Ag 发射光谱法(ES) WP-1 20 10-9 Sn 发射光谱法(ES) WP-1 1 10-6 F 离子选择性电极(ISE) PXSJ-226 100 10-6 N 氧化燃烧-气相色谱法(GC) EA3000 20 10-6 TC 氧化燃烧-气相色谱法(GC) EA3000 0.1 % Corg. 氧化热解-电位法(POT) YZYT-4 0.1 % pH 电位法(POT) 雷磁PHB-4 无量纲 无量纲 
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表 2 不同成因表层土壤元素含量特征
Table 2 Elements concentration of different genesis soils
分析指标 残坡积样品(n=79) 冲积样品(n=81) 全国均值 均值 中位数 标准差 变异系数 中位数/全国均值 均值 中位数 标准差 变异系数 中位数/全国均值 Ag 203 146 212 1.1 1.8 381 194 1174 3.1 2.4 80 As 20.3 12.0 22.1 1.1 1.2 12.7 11.1 10.8 0.86 1.1 10 Bi 0.48 0.42 0.34 0.70 1.38 0.45 0.43 0.15 0.34 1.43 0.3 Cd 180 99 239 1.3 1.1 385 272 397 1.03 3.0 90 Co 14.7 12.3 9.6 0.65 0.95 12.2 11.5 4.4 0.36 0.89 13 Cr 56.8 47.5 33.5 0.59 0.7 66.6 61.4 40.5 0.61 0.9 65 Cu 48.8 26.1 47.3 0.97 1.1 41.3 35.4 26.2 0.63 1.5 24 F 466 443 197 0.42 0.9 406 402 90 0.22 0.8 480 Ge 1.56 1.54 0.22 0.14 1.2 1.45 1.46 0.15 0.10 1.1 1.3 Hg 140 101 134 0.96 2.5 353 221 343 0.97 5.5 40 La 32.7 33.5 14.1 0.43 0.9 35.7 37.4 7.8 0.22 1.0 38 Mn 786 620 663 0.84 1.0 573 494 283 0.49 0.8 600 Mo 2.09 1.25 3.34 1.6 1.6 1.43 1.13 0.88 0.61 1.4 0.8 N 1406 1300 700 0.50 2.0 2186 2295 978 0.45 3.6 640 Ni 21.7 18.6 13.6 0.63 0.7 21.5 19.7 5.8 0.27 0.8 26 P 539 465 355 0.66 0.9 761 649 407 0.54 1.2 520 Pb 52.8 40.2 56.3 1.1 1.7 62.6 52.2 34.4 0.55 2.3 23 S 267 253 99 0.37 1.7 330 326 136 0.41 2.2 150 Sb 2.55 2.07 2.12 0.83 2.6 2.23 1.97 2.31 1.03 2.5 0.8 Sc 15.1 11.9 8.8 0.58 1.08 12.6 11.8 5.0 0.39 1.07 11 Se 0.88 0.87 0.39 0.45 4.3 0.66 0.65 0.22 0.33 3.3 0.2 Sn 18.0 8.8 39.7 2.2 3.5 31.2 23.7 32.2 1.03 9.5 2.5 Ti 5297 5096 1538 0.29 1.19 5189 5075 643 0.12 1.18 4300 Tl 0.66 0.63 0.31 0.47 1.05 0.56 0.58 0.18 0.32 0.96 0.6 V 129 100 78 0.60 1.21 105 96 39 0.38 1.17 82 W 2.30 2.00 1.30 0.56 1.67 2.03 2.05 0.48 0.24 1.71 1.2 Zn 95.5 84.1 67.1 0.70 1.2 124.6 93.1 79.7 0.64 1.4 68 Zr 260 285 85.2 0.33 1.1 289 293 59.5 0.21 1.2 250 SiO2 63.6 64.4 8.3 0.13 0.99 67.6 67.1 5.1 0.08 1.03 65 Al2O3 14.15 13.65 3.20 0.23 1.1 12.10 11.76 1.98 0.16 0.9 12.6 TFe2O3 5.91 4.93 2.75 0.47 1.0 4.37 4.36 1.48 0.34 0.9 4.7 MgO 0.98 0.80 0.56 0.57 0.44 0.78 0.72 0.25 0.32 0.40 1.8 CaO 0.46 0.21 0.57 1.3 0.1 0.55 0.51 0.39 0.71 0.2 3.2 Na2O 0.52 0.29 0.54 1.0 0.2 0.56 0.54 0.28 0.51 0.3 1.6 K2O 1.92 1.88 0.75 0.39 0.8 1.77 1.79 0.37 0.21 0.7 2.5 Corg. 1.67 1.50 0.96 0.57 4.3 2.08 2.05 0.94 0.45 5.9 0.35 TC 1.71 1.58 1.00 0.59 \ 2.11 2.11 0.95 0.45 \ \ pH 4.92 4.69 0.73 0.15 \ 5.16 4.99 0.68 0.13 \ \ 注：Ag、Cd、Hg含量单位为10-9，其他微量元素含量单位为10-6，主量元素、Corg.和TC含量单位为%
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表 3 试验区岩石样品元素含量特征
Table 3 Elements concentration of rock samples in study area
分析指标 Ag Cd Hg N Pb S Sb Se Sn MgO CaO Na2O 岩石样品(n=6) 120 112 11.6 192 14 83 4.41 0.08 1.52 2.18 2.38 1.26 中国东部大陆地壳[23] 55 82 7 60 15 250 0.18 0.07 1.40 3.17 5.38 3.44 注：Ag、Cd、Hg含量单位为10-9，其他微量元素含量单位为10-6，主量元素含量单位为%
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表 4 不同元素半变异函数理论模型及其拟合参数
Table 4 Semivariogram model and fitting parameter of different elements
元素 样品密度 变换 理论模型 块金值 基台值 块基比 决定系数 变程/m Cu 4点/km2 0.04 0.18 0.20 0.92 10392 1点/km2(残坡积) log 高斯模型 0.05 0.11 0.43 0.94 5679 1点/km2(冲积) 0.02 0.21 0.10 0.94 14561 La 4点/km2 0.01 0.05 0.15 0.98 11130 1点/km2(残坡积) log 球状模型 0.001 0.06 0.02 0.99 9940 1点/km2(冲积) 0.01 0.01 0.45 0.93 6108 Cd 4点/km2 0.09 0.18 0.48 0.91 4560 1点/km2(残坡积) log 球状模型 0.01 0.12 0.08 0.90 2322 1点/km2(冲积) 0.08 0.27 0.31 0.95 7794 Hg 4点/km2 0.03 0.19 0.16 0.94 4770 1点/km2(残坡积) log 指数模型 0.03 0.16 0.22 0.98 11220 1点/km2(冲积) 0.03 0.17 0.17 0.78 2658 Cr 4点/km2 0.85 0.85 1.00 0.72 4195 1点/km2(残坡积) 正态得分 球状模型 0.02 0.99 0.02 0.30 1757 1点/km2(冲积) 0.82 0.97 0.84 0.48 4194 Zn 4点/km2 0.69 1.91 0.36 0.69 25620 1点/km2(残坡积) 正态得分 指数模型 0.001 1.08 0.0009 0.96 2538 1点/km2(冲积) 0.23 2.42 0.09 0.99 18315 As 4点/km2 0.06 0.20 0.27 0.70 63300 1点/km2(残坡积) log 指数模型 0.04 0.15 0.26 0.77 30330 1点/km2(冲积) 0.0009 0.07 0.01 0.91 3093 Al2O3 4点/km2 4.69 14.39 0.33 0.63 35610 1点/km2(残坡积) 无 指数模型 4.01 13.85 0.29 0.90 19698 1点/km2(冲积) 0.001 5.48 0.0002 0.59 4740
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表 5 不同元素指标代表性评价结果
Table 5 Representative evaluation results of different elements
元素指标 残坡积 冲积 Bi、Cd、Co、Cu、F、Hg、La、Ni、P、Pb、S、Sb、
Sc、Se、Sn、Ti、Tl、V、Zr、SiO2、
TFe2O3、CaO、Na2O、pH(24项元素指标)√ √ Ag、Cr、Ge、N、W、Zn、Corg.、TC(8项元素指标) × √ As、Mn、Mo、Al2O3、MgO、K2O(6项元素指标) √ × 注：√为代表性好，×为代表性不好
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