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土壤地球化學分區

土壤地球化學分帶是在長期的地質歷史中,各種地質綜合作用形成的具有不同性質的地球化學場特征的歸納和組合。由於其獨特的地質、地理和地貌特征,研究區成土母質由於同生和後生地球化學作用,元素和元素組合進壹步演化,具有分布不均勻的特點,從而形成不同成分或元素組合的地球化學分區。

壹、分區的依據和方法

地球化學分區的主要理論基礎:

1)不同地質背景和成土母質類型在物質來源、巖石礦物組成等方面有很大差異,其元素組成和地球化學行為也有不同特征,造成土壤地球化學組合特征的區域性差異,這是土壤地球化學分區的理論基礎。

2)調查區地貌類型復雜,地貌形態和成因不同,成土母質的物質組成也不同,這是土壤地球化學分區的基礎。

3)主導性原則和全面性原則相結合。主導原則將來自地質環境的、在區域範圍內有明顯分異的、與其他元素有關聯的元素定義為特征元素。特征元素的區域背景是地球化學分帶的主導因素。綜合原則,分區過程中綜合考慮地質背景、地貌景觀特征、元素地球化學組合特征和環境特征。

4)利用因子分析對變量和指標組合進行降維,從指標組合的特征中尋求分區信息。通過聚類分析和因子分析得到的土壤中兩種或兩種以上線性相關性高的元素(或指標)的地球化學組合,是地球化學分區中特征元素選取的理論依據。例如形成巖石的氧化物(SiO2、Al2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO)、親鐵元素或成分(Fe2O3、Mn、Ti、V、Co、Cr、Ni)、親硫元素(Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As、Sb、Bi)和親石元素元素(W、U)。

在壹個地球化學區域內,由於元素性質的差異或表生過程中元素及元素組合的進壹步演化,具有不均勻分布的特征,從而形成許多富含不同元素或元素組合的次生地球化學分帶單元,如地球化學亞區、地球化學亞區等。

二、地球化學分區及特征

根據上述土壤地球化學分區的原則和方法,將全區劃分為4個地球化學帶和9個地球化學亞區(圖3-22)。從圖3-22可以看出,土壤地球化學分帶結果對地質背景或大地構造比較敏感,地質(構造)邊界在壹定程度上反映了分帶邊界。各分區元素組合特征見表3-9。

圖3-22魯東地區土壤地球化學區劃圖

表3-9魯東地區土壤地球化學分區特征

繼續的

(壹)莒南-威海地球化學區(壹)

該地球化學區位於青島-五蓮斷裂和即墨-穆平斷裂的南部,包括日照大部分、威海全部、青島和煙臺部分地區。本區地質背景以中生代花崗巖、石英二長巖和新元古代花崗片麻巖為主,局部有中生代火山巖出露,地層分布區域有限,僅在I河階地。土壤的地球化學特征壹般繼承了巖石地球化學的特征。土壤中Nb、Rb、Be、Mo、Al2O3、K2O、Ba、Ce、Sr、pH、CaO、NaO等元素和組分背景值較高,而Au、Ag、Hg、B、Sb、Cu、S、Br、C、N、Ni、Cr、MgO、Li、As等元素和組分背景值較低。可進壹步細分為3個地球化學亞區和5個地球化學亞區,其特征如下:

1.膠南-臨沭地球化學亞區(ⅰ-1)

土壤母質主要為石英二長巖和二長花崗巖片麻巖形成的風化物,土壤類型為棕壤和酸性粗骨土,局部發育潮棕壤和潮土。土壤中Ba、Be、Bi、Cd、Ce、La、Mo、Nb、Th、Tl、U、Zn、K2O、Na2O、Al2O3等元素具有較高的組成背景,而As、B、Br、Co、Cr、Cu、F、Li、Ni、V、pH、MgO和Fe2O3等元素含量較低。

黃島地球化學群落(S ⅰ-1)位於黃島東南部,土壤母質為正長巖,局部出露黃色粉土、砂壤土和礫石層。土壤類型主要為棕壤和酸性粗骨土。該地塊土壤中Ag、Au、Be、Bi、Cd、Ce、Co、Hg、La、Mo、U、Zr等元素背景值較高,As、Cu、F、N等少數元素背景值較低,其余元素接近全區背景值。區內有鐵礦、金礦、鋯石砂礦等礦點,成礦地質條件有利。

2.青島-威海地球化學亞區(ⅰ-2)

成土母質主要為花崗片麻巖、閃長巖片麻巖和二長花崗巖風化產物,土壤類型為酸性粗骨土,少量酸性石質土、棕壤、棕壤。土壤中大部分元素呈現背景值,只有Au、As、Ag、Ba、Be、Bi、Cd、Ce、Co、Cu、F、Hg、Sb、Ni等少數元素呈現零星的高背景,可能是礦化作用造成的。然而,元素和成分,如溴、碳、氮、鈧、鈦、釩、釔、鋅、pH、有機碳、氧化鈣、氧化鎂、三氧化二鐵的背景值較低。

1)穆平-乳山地球化學群落(S1-2-1)位於牟乳斷裂帶及其附近,是魯東地區繼趙來金礦田之後的第二個重要成礦帶。區內構造發育,以NE、NNE向斷裂為主,其中NNE向斷裂帶分布密集,有金青頂金礦、唐家溝金礦、褚家溝金礦、英各莊金礦、扈家莊金礦、三甲金礦等多處礦床。土壤具有銀、砷、金、鋇、鎘、汞、鎳背景高,溴、氯、碘、鍺、鋰背景低的特點。

2)嶗山地球化學群落(Sⅰ-2-2)的成土母質主要為花崗巖風化形成的殘坡積物,土壤主要為酸性粗骨土、棕壤和潮棕壤,土壤元素整體繼承了成土母巖的元素含量特征。大多數元素,如銀,鈹,鉍,碳,鎘,氯,汞,鑭,鉬,氮,鈮,鉛,銣,硫,硒,錫,釷,鉈,鈾,鎢,鋅,有機碳,K2O,Na2O等。有很高的背景。

3.榮成地球化學亞區(ⅰ-3)

包括榮成市全境、文登市東南部和環翠區東部,該區成土母質主要為二長花崗巖、花崗閃長巖、應時正長巖和花崗片麻巖等近源巖風化殘坡積物。本區土壤中Bi、Ce、Cl、Ga、I、La、Mo、Nb、P、Sr、Na2O、Al2O3等元素和組分背景值較高,而As、B、C、Cd、Li、N、S、Sb、Sn、pH、OrgC、SiO2等元素和組分背景值較低。

1)石島地球化學群落(Sⅰ-3-1)成土母質為應時正長巖風化殘坡積物,土壤發育為酸性石質土和酸性粗骨土,近海以海相沈積物為母質,土壤發育為濱海鹽漬土。土壤中的鋇、鈹、鉍、溴、碳、鈰、氯、鈷、氟、碘、汞、鑭、錳、鉬、鈮、鉛、銣、硫、銻、硒、錫、鍶、釷、鈦、鉈、鈾、釩、釔、鋅、氧化鐵、氧化鋁。

2)威德山地球化學群落(Sⅰ-3-2)的母質主要為二長花崗巖和花崗閃長巖風化物,土壤類型主要為酸性石質土和酸性粗骨土。砷、金、硼、鋇、鍺、錳、鈧、釔、酸堿度、二氧化矽等元素和組分的背景值較低。Ag、Be、Bi、C、Cd、Ce、Co、Cr、Cu、F、Ga、La、Mo、N、Nb、Ni、P、Rb、Sr、Th、U、W、OrgC、K2O、Na2O、MgO、Al2O3等元素具有高背景,而在群落的外圍,這些元素。這壹現象顯示了成礦元素在強烈地質作用下由分散向集中演化的結果。該區礦化廣泛,主要為熱液充填型和蝕變巖型,是尋找有色和貴金屬礦床的有利地區。

(二)煙臺地球化學區(二)

位於煙臺市北部的膠北隆起區,區內地質背景以廣泛分布新元古代二長巖和閃長巖,少量元古代黑雲母麻粒巖、石英巖和大理巖為特征。土壤類型以酸性粗骨土和棕壤為主,濕潤棕壤和酸性石質土較為發育。土壤中Ag、Au、Bi、Cd、Cl、Cu、F、Ga、Hg、Pb、S、Sb、Sr、Zn、Na2O、CaO、MgO、Al2O3、Fe2O3等元素和組分背景較高,Ce、Nb、U、Y、Zr、pH、SiO2等元素和組分背景較低。它可進壹步細分為2個地球化學亞區和1個地球化學亞區。

1.浮山-棲霞-萊陽地球化學亞區(ⅱ-1)

地質背景以新太古代棲霞超單元閃長巖為主,含少量中生代火山巖和元古界粉子山群黑雲母麻粒巖和大理巖,土壤地球化學特征總體繼承巖石地球化學特征。土壤中Au、Ag、As、B、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、F、Ga、Li、Ni、Sc、V、W、CaO、MgO、Fe2O3、SiO2等元素和組分呈高背景,Ba、Be、I、Nb、Rb、Sr、SiO2等元素和組分呈低背景。

2.蓬萊-萊州地球化學帶亞區(ⅱ-2)

成土母質主要是新元古代二長花崗巖和閃長巖片麻巖形成的殘積物,含少量沖積粉土。土壤類型主要為棕壤和酸性粗骨土,少量潮土和濱海鹽土。土壤中的金、銀、鉍、鎘、鎵、汞、硫、鍶等元素為高背景,而鈰、鈷、鉻、鍺、鑭、錳、鈮、鈧、釷、鈦、鈾、釩、釔、鋯和pH等元素為低背景。

招徠地球化學群落(Sⅱ-2)的地質背景主要是新元古代玲瓏超單元二長花崗巖。土壤中的低背景元素和組分是鈷、鉻、鍺、錳、鈮、鈧、鈦、鈾、釩、釔、氧化鎂、氧化鈣、三氧化二鐵,高背景元素和組分是金、銀、砷、鉍、鈹、鎘、鎵、汞、氮、鉛、硫、銻、錫、鍶、有機碳。高背景區沿焦家斷裂、昭平斷裂、金牛山斷裂及其次級斷裂呈東西向分布。該地塊包括膠北應時脈型和蝕變巖型特大型、大型和中型金礦,小型礦床星羅棋布。受金礦化地質、采礦、選礦、冶金等因素影響,該區土壤中大部分重金屬元素含量較高,部分地區表層土壤已出現重金屬富集。

(三)青島-濰坊地球化學區(三)

它分布在膠萊盆地及其北部的渭河和彌河沖積平原。地質背景主要為第四紀和中生代火山巖,偶見元古界黑雲母片巖和大理巖。土壤類型主要為砂質黑土、棕壤、潮土、少量濱海鹽土和中性粗骨土。土壤中砷、硼、溴、碳、銻、pH值、氧化鈣、二氧化矽背景值高,而鋇、鈹、鈰、鈷、銅、鎵、鑭、錳、鉬、鈮、鎳、銣、鈦、鋅、鋯、K2O、氧化鋁和氧化亞鐵背景值低。該區可進壹步劃分為2個地球化學亞區和3個地球化學亞區。

1.萊西-膠州-諸城地球化學亞區(ⅲ-1)

包括萊西、即墨和膠州部分地區。該區域的地質背景以中生代火山巖為主,第四系粘質砂和亞粘土穿插在火山巖中。土壤類型以砂質黑土和棕壤為主,也發育潮棕壤和棕壤。土壤中硼、溴、碳、鋰、錳、硫、釩、鋯和二氧化矽等少數元素背景值較高,鋇、鈹、鎵、鉬、銣、鍶、K2O、Na2O和Al2O3等元素背景值較低,其余大部分元素在全區範圍內接近背景值。

膠州灣北部(Sⅲ-1)地球化學群落低平,以海相沈積物為母質,土壤發育為濱海潮灘鹽土和濱海鹽漬土,S、Br、Cl、I、pH等元素或指標處於高背景。土壤質地以粘粒成分為主,重金屬As、Cu、Hg、Mn、Zn背景較高,只有Sr和SiO2 _ 2含量較低。

2.高密-昌邑地球化學亞區(ⅲ-2)

成土母質主要為第四紀沖積物和沈積物,具有湖積母質的特征。土壤類型主要是砂質黑土和棕壤。土壤中大部分元素處於背景值分布,只有As、B、Ba、Br、Cl、F、S、pH和CaO較高,Ag、Ba、Be、Ce、Co、Cu、Ga、Ge、Mo、Mn、Nb、Pb、Rb、Zn、K2O、Na2O、Al2O3、TFe2O3等。

馬各莊地球化學群落(Sⅲ-2)的成土母質為元古界黑雲母片巖、黑雲母麻粒巖和石墨閃長麻粒巖,土壤類型為棕壤和棕壤,周圍分布有小面積砂質黑土。它是青島重要的石墨礦,石墨礦點多。土壤中大部分元素和成分繼承了母巖的特征,如銀、砷、金、鎘、氯、鈷、鉻、銅、氟、汞、鉬、鎳、硫、鈧、硒、碳、鋅、氧化鈣、氧化鎂、氧化鐵等。和鋇、鈹、鍶、K2O、氧化鈉、二氧化矽。根據元素組合特征,銀、金異常與鈷、鉻、銅、汞、鉬、鎳、鋅異常伴生,可作為尋找貴金屬礦和有色金屬礦的有利區帶。

昌邑沿海地球化學群落(Sⅲ-2-2)位於昌邑北部沿海地區,以Al2O3為主,地勢平坦。受海洋沈積環境和海侵的影響,土壤中B、S、Br、Cl、CaO、pH等元素或指標較高,Ag、Au、Ba、Be、Bi、C、Cd、Co、Cu、F、Ga等元素或指標較高。

(四)臨朐-莒縣地球化學區(四)

地球化學區位於研究區西部,包括沂水大部、安丘西部和日照西部,北東向的安丘-莒縣斷裂控制分帶邊界。本區地質背景以元古代二長花崗巖為主,中生代火山巖和新太古代石英閃長巖沿斷裂呈近南北帶狀發育。第四系有限,主要分布在沂沭斷裂帶南段或穿插於巖體中,物源主要為附近巖石和山前洪積。土壤類型主要為中性粗骨土和酸性粗骨土,也發育淋溶褐土和棕壤。總體而言,本區土壤中Co、Cr、Cu、F、Ni、Sc、Th、Ti、Tl、Zn、MgO、TFe2O3等元素和組分背景值較高,Ba、Br、Cl、I、Zr、SiO2等少數元素和組分背景值較低。該地球化學區可進壹步劃分為沂水地球化學亞區(ⅳ-1)、臨朐-馬站地球化學亞區(ⅳ-2),包括臨朐東地球化學亞區(ⅳ-2)。

1.沂水地球化學亞區(ⅳ-1)

這個地球化學亞區位於沂水縣東南部、莒南縣東部,以新太古代石英閃長巖和中太古代花崗閃長巖為主的地質背景控制了元素的分布格局。土壤類型主要是棕壤和白漿土。區內斷裂構造發育,有多處鐵礦點和金礦點,成礦地質條件優越。此外,本次調查新發現沂水南部土壤中存在Au、Ag、Cd、Pb等元素的近南北向橢圓形異常,面積約262km2。元素間異常嵌套良好,強度高,可能是深部金礦化所致,具有壹定的找礦前景。總的來說,該區土壤中只有Au和Hg元素背景值較高,而As、B、Bi、Be、Br、Ce、F、Ga、Ge、I、La、Li、Mo、Nb、Pb、Sb、Sn、U、Y、Zn、W、pH和Al2O3等大多數元素背景值較低。

2.臨朐-馬站地球化學亞區(ⅳ-2)

該亞區位於研究區西北部的臨朐-馬站。該區地質背景以元古宙二長花崗巖為主,為安丘-莒縣斷裂與沔旗-葛溝斷裂之間的中生代火山巖區,臨朐東部有小面積新近紀臨朐群玄武巖。土壤類型主要為潮褐土和棕壤,也發育酸性粗骨土和中性粗骨土。該亞區土壤中Be、Co、Cr、Cu、F、Ga、Li、Nb、Ni、P、Rb、Sc、Th、Ti、U、V、Y、Zn、MgO、TFe2O3等元素和組分背景值較高,Ag、B、Ba、Br、Cl、I、Se、Zr。

臨朐東部地球化學群落(Sⅳ-2)的分布範圍明顯受臨朐群玄武巖控制。土壤中Co、Ni、Mn、Cu、Cr等親鐵元素的富集範圍與臨朐群玄武巖的分布非常壹致,表層土壤和深層土壤同時富集,深層土壤含量不低於表層土壤。顯然,該群落土壤中Co、Ni、Mn、Cu、Cr等元素的富集是由玄武巖風化引起的。土壤中Ba、Co、Cr、Cu、Ga、Mn、Mo、Nb、Ni、P、Sc、Ti、V、Zn、Mg、TFe2O3等元素和組分背景值較高,而Cl、Pb、Rb、Se、Tl、K2O、Na2O和SiO2等少數元素和組分背景值較低。