矿产资源是国民经济发展的命脉,电磁法是寻找矿产资源的最有效方法之一,随着浅部资源的日渐枯竭,大深度高精度的电磁勘探是世界各国共同面临的技术难题,也是勘探地球物理学的研究热点。针对原有的人工源频率域电磁法深度浅、精度低等问题,从理论、方法、技术到应用,开展了系统研究,发明了广域电磁法。为频率域电磁法由粗放到精细的发展,跨越了一大步。由此形成了“大深度高精度广域电磁勘探技术与装备”成果,2018年荣获国家技术发明一等奖。广域电磁法为油气勘探、深部找矿、煤矿水害探测、地质灾害防治、压裂监测、城市物探等提供了全新的技术手段, 有力地支撑了面向国家重大需求的“深地探测”战略。本专栏收集的论文,主要分布在固体矿产、页岩气和地热探测,压裂监测与航空物探应用等技术研究领域。本文重点围绕这些论文,对广域电磁法理论及应用研究进展加以讨论。

武陵山区具备巨大的页岩气资源潜力,但该区地质构造复杂,地形起伏剧烈,大面积碳酸盐岩出露,油气勘探不适于使用以地震勘探为主的传统物探方法。 本次采用广域电磁法在黔北桐梓地区开展页岩气勘探,克服了地形、碳酸盐岩和构造复杂的影响,查明了桐梓地区从EN—WS呈“凹隆相间”的构造格局,落实了目的层五峰—龙马溪组的空间展布特征,圈定出4处页岩气勘探有利区,有望助力实现武陵山区页岩气勘探开发由点到面的突破。

临泽县位于张掖—民乐盆地西南缘,祁连山褶皱带中北部,具有较好的开发利用地热资源的前景。本文通过分析研究区区域地质构造、水文地质特征等,在已有地热井旁和重点工作区开展广域电磁法测深工作,以区域水文地质为基础,以物探勘查成果为依据,解释推断了研究区地质构造及岩体的分布特征,分析评价了研究区地热勘查前景,同时,初步构建了研究区地热勘查“地质—地球物理—地热”模型,为研究区及邻区的地热勘查提供借鉴和指导。

测区为第四系覆盖,地层分界不明显,断层错综等地质条件复杂,且附近有高压输电线、国道等强干扰地区深部进行地热勘查。通过收集和分析测区已有地质资料,确定该区地热成矿模型,采用高密度电法和广域电磁法相结合,提高成果分辨率,划分出地层分界和断层等地质信息,推断出地热成矿有利部位。经钻探验证,取得较好的地热勘查效果。

为了扩展广域电磁法施工领域,突破极寒条件下广域电磁法施工禁区,开展了广域电磁法在极寒条件下的实验技术研究。通过在春季与极寒条件下未揭穿冻土层、极寒条件下揭穿与未揭穿冻土层的对比实验,探索极寒条件下广域电磁法施工的可行性,实验中应用了各类保暖方法及克服冻土层高阻的措施,总结出一套极寒条件下的勘探技术手段。实践证明极寒条件下能开展广域电磁法的施工,资料品质可得到保证。

在分析和总结河南中牟含气页岩层电阻率等物理性征基础上,将广域电磁法勘探技术用于南华盆地低阻覆盖区页岩气探测,获得工作区地下5 km内地层电阻率分布规律和特征,查明了工作区的构造展布,同时揭示了以二叠系太原组、山西组以及上、下石盒子组为主要目的层的含气页岩发育特征。此次探测工作表明,在低阻覆盖区广域电磁法是获取南华盆地深部含气页岩埋深和分布范围的有效探测手段,可为后期有利区带评价、区块优选页岩气层提供地球物理参数。

广域电磁法通过人工接地场源建立谐变电磁场,向地下发送不同频率的交变电流,观测一个或多个电磁场分量,以广域视电阻率探测不同埋深地质目标体。该方法以大功率、强信号的人工场压制干扰场来提高信噪比,从而获得有效观测数据。在高压线、铁路、厂房、矿区、变电站、城市周边等复杂人文噪声干扰环境下,干扰场信号幅值达到几百甚至几千微伏,其强度大于广域电磁人工场信号,难以达到压制效果。本文以某市周边地热资源大深度勘探为例,对复杂电磁干扰环境下广域电磁法的应用进行研究,取得了质量良好的观测数据,经反演解释清晰刻画了地层、构造的空间展布特征,提供了两处地热资源有利区。该例为复杂电磁干扰环境下广域电磁法应用提供了方向。

胶西北矿集区内的焦家与三山岛断裂带是著名的金矿成矿带,近年深部找矿成果显著,目前钻孔已揭露至 4 006 m,以往的物探方法深部探测效果不佳,亟需有效的深部探测地球物理技术。将广域电磁法应用于焦家—三山岛断裂带已知剖面,断面揭示两大断裂带形成的低阻带特征明显,真实反映了地下电性分布,视电阻率高阻、中低阻的分布反映了玲珑花岗岩体及变质岩体的展布;同时断面清晰展示了两大断裂在深度4 km附近交汇,剖面为研究焦家—三山岛断裂之间的断裂特征提供了依据。应用试验表明,广域电磁法探测深度大,抗干扰能力强,在胶西北岩浆岩分布区探测低阻断裂带具有较好的效果,是该区5 000 m深度范围内很好的非震地球物理方法。

在辽宁河洼地区多金属矿近年来地质资源勘查认识的基础上,利用广域电磁法对该区成矿有利地质界面进行勘查,勘探深度及精度较以往工作有了较大提升,对该地区深部矿产资源勘查意义重大,为河洼地区多金属矿成矿理论研究、辽东地区金矿成矿模型建立等方面提供了较准确的地球物理依据。

为了建立适合于山东胶西北深部金矿集中区地质—地球物理找矿模型,在已知地质剖面开展多种电磁勘探技术实验,同时优选出适用于胶西北强干扰区金矿集中区深部地球物理勘探方法。对比分析广域电磁法(WFEM)、大地电磁法(MT)、可控源音频大地电磁法(CSAMT)与频谱激电法(SIP)的勘探成果发现:相对于MT而言,广域电磁法具有分辨率高、数据精度高、抗干扰能力强和施工效率高等优势;相对于CSAMT和SIP而言,广域电磁法具有勘探深度大、抗干扰能力强、数据精度高等技术优点。多种方法揭示了剖面线2km内地层和岩体及断裂蚀变带空间分布特征,却未能提供深部内物性参数;反观广域电磁法成果,不仅展示了浅中部电阻率变化规律和特征,同时有效地反映了深部断裂蚀变带的变化特征。结果表明广域电磁法是本次综合物探研究工作中的有效勘探方法,同时为深部成矿预测和模型建立提供了准确的地球物理参数。

文章基于广域电磁法(WFEM)的基本理论,结合当前资源勘查所面临的问题及航空物探的发展现状,主要从基本理论、装备研究、应用测试3个主要方面对航空广域电磁法进行了初步探索。通过探索我们认识到,航空广域电磁数据采集质量易受飞机飞行姿态及飞机本体噪声的影响,但是大于100 Hz的高频段具有更好的数据质量和实际工程应用的可行性。

本文以Maxwell方程组为理论基础,从矢量位和标量位方程出发,采用有限单元法对广域电磁法进行了三维数值模拟研究。在模型算例中,通过具有解析解的均匀半空间模型对本文算法的正确性进行了验证,在此基础上,设计了两种不同深度的低阻异常体模型,对广域电磁法的探测深度进行了模拟研究,数值计算结果表明:广域电磁法不受场源中近区的影响,能够在全区范围内进行观测;此外,还具有探测深度大的特点,为深地资源探测提供了理论与方法支撑。

在金属矿产资源勘査工作中,随着探测深度的不断增大,矿区人文干扰因素严重,物探勘查难度加大,费用增加,因此在深部找矿及危机矿山资源大调査工作中,须大力发展新方法、新技术、新仪器设备。本文介绍广域电磁法的基本原理、工作方法、应用原则和条件等,并以河南某金矿做具体案列,进行分析和研究,阐述广域电磁法在金属矿深部勘查中的有效性。

在辽宁东南部多个金属矿区运用广域电磁法进行测量研究,可对辽东南深部地层接触面以及构造发育等特征形成更清晰认识,通过对辽东古裂谷以及变质核杂岩的形成时间、岩石圈层隆升过程、动力学机制的深入了解,应用广域电磁法为该地区成矿、控矿作用和成矿机理等提供较准确的地球物理依据,对辽东南金属矿成矿模型建立以及深部矿产资源勘查具有重要意义。

上宫金矿集区位于豫西熊耳山地区,地处华北陆块南缘,区内发育多处构造蚀变型金矿床。结合区域地质、物探等资料,对上宫金矿集区采用了广域电磁法测量,对广域电磁数据进行了系统的数据处理与定量反演计算,并进行了综合地质解释,综合分析了广域电磁法对探测金矿的效果。根据反演剖面,推断区内存在中低视电阻率电性特征为新太古界太华群石板沟岩组片麻岩类,高视电阻率电性特征为中元古界熊耳群许山组安山岩类,中高视电阻率电性特征为元古宙闪长岩侵入岩体。依据视电阻率拟面图、反演剖面成果图及相关地质资料,推断划分了8条断裂构造带,2条构造蚀变带,其中F1、F5两条构造破碎带,延伸长度大,具有较好的深部找矿空间和潜力,在其深部圈定了2处成矿有利区。

扬子准地台黔北台隆地热试验区电磁、人文干扰严重,制约了传统电磁法在该试验区的勘探效果。本文对试验区干扰源及岩层物性参数进行综合评估后,开展高精度大深度广域电磁法探测实验,进行二维连续介质带源反演,获得地下5 km地层电阻率分布特征,其中奥陶系下统湄潭组、寒武系下统金顶山组、明心寺组、牛蹄塘组低电阻层为试验区盖层,奥陶系下统花园组、桐梓组、寒武系娄山观组、石冷水组、高台组、清虚洞组、震旦系灯影组高阻层为储热层,同时也揭示了深部断裂构造对储热层的影响。广域电磁法成果揭示的电性层与钻井SZK1揭示的地层信息相吻合,表明在扬子准地台黔北台隆地热强干扰区,广域电磁法是一种有效的探测手段,丰富了黔北地热能源研究成果,为进一步推动黔北地热勘探提供地球物理参数。

新疆地区石油资源勘探开发前景广阔,准噶尔盆地南缘山前地带就是其中的重点区域。但是该地区勘探难度大,特别是准噶尔盆地南缘山前地带,砾石层大量分布,埋深厚,部分地段埋深甚至达到1 km以上,对地震勘探及其他勘探方法,带来了极大挑战。本文通过分析广域电磁法在准噶尔盆地南缘山前带砾石层的勘探应用效果,说明了电磁法在石油勘探中,也大有可为。

针对双江701和凤庆901铀矿点,对临沧地区富铀花岗岩体进行岩相学、地球化学和U-Pb定年研究,旨在探讨岩石成因类型、成岩构造背景与铀成矿的关系。结果表明:临沧富铀花岗岩体具有高硅(最高达90.11%,平均含量71.6%)、富碱、高钾、高钙特征,属于强过铝质、高钾钙碱性系列岩石。U-Pb锆石定年结论为214±12 Ma,表明临沧富铀花岗岩体形成于印支晚期。稀土元素呈微右倾“V”字形,轻、重稀土分馏明显(w(LREE)/w(HREE)平均为7.26),Eu负异常明显(δEu=0.28~0.49),相对富集Rb、U、Th,相对亏损Ba、Nb、Sr、Ti和Eu。综合分析认为,临沧富铀花岗岩属于分异明显的S型花岗岩,源于上地壳物质熔融,形成于碰撞后期造山环境之中,属于S澜沧江碰撞带有关的同碰撞花岗岩,其高含量的铀为铀成矿过程提供了部分铀源,铀元素经过淋滤作用被搬运到断层破碎带附近富集形成花岗岩型铀矿。

西簧钒矿位于南秦岭下寒武统水沟口组黑色岩系中,矿体规模较大,层位及品位比较稳定,矿石类型主要为炭质泥岩和含硅质泥岩,钒元素主要赋存于钒云母中。通过对岩石化学特征和稀土元素特征分析,认为该钒矿形成于大陆边缘向深海过渡的缺氧还原环境中,岩石物源来自海水、热液喷流及陆源碎屑,生物活动对钒矿的汇聚沉淀富集起了重要作用。综合地质及地球化学特征认为该钒矿属于生物—热水沉积成因。

盐源盆地是一个新生代沉积盆地,该区三叠系白山组、盐塘组地层蕴藏丰富的岩盐矿产。已知盐井沟岩盐体共施工普查井4个、生产井1个,其中普3孔钻遇岩盐体,有效控制深度1 001 m(未揭穿盐体)。利用该区最新的1:5万重力数据,结合岩盐矿的物性和异常特征,建立了岩盐矿产的地质—地球物理模型。对局部重力异常进行了推断解释,并采用2.5D模型拟合剖面计算,得到引起局部异常的地质体空间几何形态和物性参数。根据本次重力工作成果,结合地质认识,在研究区内共划分2个成盐远景区,对下一步在该区找盐意义重大。

土地岭钽铌矿是湖北省地质调查院近期在南秦岭地区发现的具有大型规模的钽铌矿床。通过介绍该矿床勘查过程中使用的方法,提出了适合于火山岩型“稀有”矿的综合找矿方法,即1:5万水系沉积物测量发现靶区、以大比例尺岩石剖面测量圈出矿化带、以火山岩岩相及岩石组合特征的填图方法厘定含矿地质体、以槽探工程控制地表矿体、以钻探工程验证深部矿体。实践证明,该找矿方法组合具有经济、快捷、找矿效果显著等特点。通过各种找矿方法的分析研究,建立了找矿模型,对国内火山岩型钽铌找矿具有重要意义。

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区二维地震剖面揭示该区古生界之下存在一套断陷—坳陷构造层序。在前人研究的基础上,结合杭锦旗地区和盆地内其他钻井资料和二维地震资料,并对比野外露头测量和分析化验资料,对该断陷—坳陷层序的地层格架、时代、沉积特征和油气地质特征等进行了详细研究,提出了杭锦旗地区油气勘探思路。研究区元古宇地层受近南北向塔木汗正断层和道劳正断层控制,分别在研究区西部和中部形成两个半地堑断陷。断陷层与下伏太古宇呈角度不整合接触,坳陷层与上覆古生界呈角度不整合接触。 根据断陷层未变质陆源碎屑岩和构造层序特点推测其时代为中元古代长城纪。断陷层为粗砂岩、细砾岩局部夹浅海泥岩,扇三角洲—滨浅海陆源碎屑沉积,分布局限;坳陷层为杂色砂岩、细砾岩夹褐色泥岩,扇三角洲—混合陆棚沉积,分布广泛,将两个断陷区连成一片。断陷层中发现的天然气可能来自于上古生界煤成气。

海洋可控源电磁发射系统是海洋可控源电磁勘探的重要组成部分,而状态信息采集是其不可缺少的部分,尤其是在高压、高温和强干扰的条件下,状态信息采集对仪器设备的可靠稳定运行起着不可估量的作用。本着简单、易用、可靠和高安全系数的原则,利用CAN总线、串口、光纤和无线网络等技术,对新一代的海洋可控源电磁发射系统状态采集技术进行了设计和实现。海上试验表明,所研究的状态采集技术方案简单易用,稳定可靠,满足了海洋可控源电磁发射系统的苛刻需求,已实际应用于我国南海可燃冰勘探生产任务当中。

密度界面反演方法在油气勘探、推断区域构造、获取地壳结晶基底面、莫霍面起伏形态等方面具有重要意义。现有的密度界面反演方法大多基于笛卡尔坐标系统,当涉及到大区域乃至全球尺度的密度界面反演时,地球曲率的影响将不可忽视,需考虑基于球坐标系Tesseroid模型的密度界面反演方法。然而,受计算精度和效率制约,已有的基于Tesseroid模型的密度界面反演方法并不能很好地适用于地表重力观测数据的反演计算。笔者基于前人研究,给出了一种适用于地表观测数据的球坐标系密度界面反演方法。该方法首先将常规的球坐标系高斯—勒让德重力积分公式进行简化,提高了重力正演计算效率。随后,引入并改进了前人的自适应剖分方案,提高了重力正演计算精度。在此基础上,采用Cordell迭代优化算法,得到了适用于地表观测数据的球坐标系密度界面反演方法。通过模型数据试验,对本文球坐标系密度界面反演方法进行了验证。结果表明,笔者对高斯—勒让德积分公式加以改进和引入改进的自适应剖分方案后,很好地克服了计算精度和效率对地表观测重力计算的掣肘,并且,基于球坐标系的密度界面反演结果优于基于笛卡尔坐标系的密度界面反演结果。在华南大陆实际数据试验中,利用文中方法得到的华南大陆的莫霍面深度与前人得到的莫霍面深度具有较高的吻合度,莫霍面自西向东逐渐抬升,西部抬升剧烈,东部抬升平缓,沿武陵山—贵桂交界一带呈现明显的NNE向莫霍面梯级带,验证了文中方法的科学有效性。

固定翼频率域航电测量效率高,空间分辨率高。以往我国三频航电实测数据已获得良好的解释成果,但均以定性解释和一维反演为主,二维反演应用较少。本文将快速近似反演、一维反演、二维反演引入到二连—东乌旗重点航电异常实测数据的解释中,并将三种方法的应用效果进行了对比。快速近似反演以视电阻率计算为基础,一维反演采用Brent方法,二维反演采用数据空间Occam反演,采用Rodi法求解雅克比矩阵。结果显示,快速近似反演可快速有效地提供大数据量地下电性分布信息,一维反演可提供稳定的、具一定深度的反演结果,二维反演则具有明显的横向、纵向分辨率优势。

在隧道掘进机(TBM)施工隧道内,传统瞬变电磁的装置形式受到了TBM机械的限制,TBM自身的金属构件对二次场衰减电压的采集产生了强烈的电磁干扰。为了克服瞬变电磁法在TBM施工隧道内遇到的困难,在前人工作的基础上,尝试提出了一种基于电性源激发、电场分量采集的施工隧道瞬变电磁超前探测装置形式。针对钻爆法与TBM施工隧道各自不同的工况,利用三维时域有限差分法对单个电性源激励下隧道前方瞬变电磁场的分布规律与响应特征进行了正演模拟。通过对瞬变电磁场的分布规律以及响应特征进行分析,认为所述的电性源发射装置不仅可以在钻爆法施工隧道内使用,并且具有在TBM施工隧道内进行隧道超前预报的能力。

煤层气含量是评价煤储层的一个重要参数。本文将灰色系统用于煤层测井曲线,利用改进的斜率关联度法,分析了对煤层气含量敏感的测井曲线序列;对正关联相关的测井曲线序列利用灰色多变量静态模型GM(0,N)预测煤层气含量。并以沁水煤田为例,将预测结果与多元回归模型分析的结果进行比较并对本文方法模型的实用性进行研究分析。结果表明,应用改进的斜率关联度对测井曲线与煤层气含量进行灰色关联分析能更充分开发测井曲线与煤层气含量的关系;用GM(0,N)模型预测煤层气含量比多元回归模型预测的结果更精确,且本文模型更为强健,可在样本数据相对较少的情况下有效预测煤层气含量曲线,结果可信度高,具有实际应用价值。

基于曲率类属性,本文提出预测“裂缝发育带—裂缝发育方向—开启裂缝”的一套流程,首先对地震数据体进行曲率运算预测裂缝型储层发育带;然后对曲率数据体计算玫瑰图属性,用成像测井的玫瑰图与曲率体计算的玫瑰图进行比对,从而确定裂缝的发育方向;根据裂缝发育方向优选2个主要裂缝发育的主方向,然后根据裂缝发育的主方向对曲率数据体计算2个主方向方位强度属性;将2个方位强度属性分别与产能交会,其中相关性较好的方位为裂缝的开启方位。上述方法在哈萨克K油田应用,预测了K油田区东部地区为缝洞型储层发育带,西部地区为裂缝型储层发育带;主要发育NE向和NW向两组裂缝,其中NE向裂缝北部地区开启性好,NW向裂缝南部地区开启性好;根据预测结果,提出的2口钻井获得了商业油流。

杨税务潜山奥陶系碳酸盐岩储层广泛分布,储层以裂缝孔隙型为主,但由于其储层埋藏深,地震资料分辨率低,储层声波测井特征不明显,常规声波反演难以实现有效储层的分布预测。在分析已钻井储层测井响应特征的基础上,优选出对有效储层响应敏感的电阻率曲线,并与声波曲线进行曲线重构,得到具有声波背景的电阻率拟声波曲线,然后基于叠后数据的测井约束模型反演技术,实现了有效储层的分布预测,最后在此基础上,利用孔隙度曲线与已钻井的拟声波波阻抗曲线进行基于神经网络模拟技术的储层参数反演,实现研究区孔隙度平面分布预测。实践证明,该预测方法有效实用,在杨税务潜山地区应用效果较好。

渤海Y构造浅层明化镇组储层发育,但已钻井证实该区储层含油气性有较大差异。高精度的地震流体检测结果对提高目标区明下段岩性圈闭钻探成功率意义重大。为研究目标区明下段储层含油气性,对目的层进行了一系列基于振幅类和频率类的叠后含油气性检测,但都无法对储层流体进行有效识别,可靠性较低。因此,转变研究思路,应用叠前流体检测技术,通过方法对比发现,在入射角小于30°时,直接通过叠前角道集提取出的流体因子对该区浅层油气较为敏感,与已钻井测井解释结果对应较好。应用该敏感参数进行储层含油气性预测取得了较好的效果。对类似地区叠前储层流体预测具有一定的借鉴意义。

时频电磁法是一种时间域和频率域联合电磁勘探方法,在油气勘探开发中应用广泛。时频电磁经过资料采集、处理可以得到多个属性参数信息,从不同侧面反映地下介质的结构特征和含油气性。为了提高时频电磁预测含油气性的准确性,提出采用RGB、HSL色彩模型,通过对时频电磁的几个主要属性参数进行融合处理和显示,可以使反映综合油气参数的“亮点”指示含油气最有利区,以提高解释结果的可靠性,形成了时频电磁多属性融合图像预测油气技术。经塔里木盆地某地区的实际应用,证明该技术实用、有效。

瞬变电磁法(TEM)是煤田采空区探测的主要手段之一。然而,当采空区埋藏较深或测区内建筑物密集时,传统回线源装置往往难以满足探测需求。电性源短偏移距瞬变电磁法(SOTEM)由于采取近源观测,具有信号幅值高、信噪比强、探测深度大、施工方便高效等优点,具有更好的适用性。潍坊市坊子煤矿的采空区埋藏深度约500 m,且大部分区域落于房屋密集分布的村庄内,为有效探测蒋家村下采空区的分布及影响范围,采用SOTEM法开展探测工作。在村庄外围布设发射源,利用轻便接收装置在村内接收信号,克服了建筑物障碍问题。利用小波去噪及五点圆滑技术对强干扰数据进行滤波处理,然后利用OCCAM法对数据进行一维反演。结果表明,本次SOTEM探测深度达到800 m,成功圈定出低阻采空区的分布范围,并得到钻孔验证。

岩浆岩的侵入对煤层有较大的破坏作用,严重影响煤矿的安全开采。高密度三维地震数据具有宽频带、宽方位和高密度采样的优势,包含着更丰富的构造和岩性信息,为岩浆岩的识别和预测奠定了基础。通过测井曲线综合对比分析,常规声波、密度等测井曲线对岩浆岩敏感性较差,无法识别和准确划分岩浆岩,电阻率和自然伽马等测井对岩浆岩反映敏感,可用于岩浆岩层位划分;以敏感曲线的层位划分结果为约束,对声波和密度曲线进行重构,获得对岩浆岩反映敏感的伪测井曲线,基于模型进行波阻抗反演,将地震信息转化为岩性信息,精细雕刻岩浆岩的空间展布规律,实现岩浆岩侵蚀范围和厚度预测。

土壤镉(Cd)的生物有效性受多种因素影响,化学形态分布是决定其有效性的重要因素。为查明浙西水稻土Cd的生物有效性,分析土壤形态Cd与稻谷Cd含量关系,采集了32个田块土壤样及其中15个田块水稻样品,测试了土壤pH值、Cd总含量及各形态Cd含量和稻谷Cd含量,讨论了不同酸碱度及成土母质条件下土壤Cd形态分布特征及其生物有效性,研究了稻谷Cd含量与土壤不同形态Cd含量的相关性。结果表明,研究区水稻土Cd以离子交换态为主(约占全量的35%),水溶态Cd含量最小(约占全量的1%),其他形态Cd介于二者之间。酸性(pH 5.0~<6.5)条件下,土壤中离子交换态Cd含量最高,Cd生物有效性也最高。不同母质形成的土壤Cd形态分布特征不同,灰岩类风化物形成的土壤Cd形态分布特征与其他成母质区土壤差异明显,不同母质区的Cd污染应采取不同的治理措施。相关分析表明,稻谷Cd含量与土壤离子交换态Cd含量呈极显著相关性(P<0.01),而与其他形态Cd相关性不显著。

利用GC/MS法分析研究了北大港湿地东部沼泽水域沉积物岩芯样中16种多环芳烃(PAHs)含量与组成的垂向分布特征,并对其来源进行了分析。结果表明,沉积物岩芯中PAHs含量在(18.1~821)×10^-9 之间,岩芯上段PAHs以5~6环高分子量组分为主,中段和下段则以2~3环组分为主。20世纪50年代以来,北大港湿地PAHs含量显著升高,峰值出现在20世纪50年代中期至60年代中期,比国内多数地区峰值出现时间更早,而20世纪80年代以后PAHs含量再次处于增长态势。根据成分组成和产业发展分析当地不同时期PAHs的来源,20世纪50年代以前,PAHs主要来自于长距离输送和薪柴的低温燃烧,此后则是以湿地周边化石燃料的不完全燃烧为主。北大港湿地的PAHs污染明显受到20世纪50年代以来人类生产活动的影响,化石燃料的不完全燃烧是主要来源,大港油田开采泄漏的影响则不显著。

硒是对人体健康有重要影响的微量元素,近年来越来越受到人们的关注。影响土壤中硒含量高低的因素有很多,不同的地区差异性明显。本文以四川省雷波县谷米乡等地为研究区域,讨论了该区表层土壤中硒的含量、分布特征及主要的影响因素。结果表明,研究区整体土壤硒含量水平并不高,主要集中在0.226×10^-6附近,但部分地区也存在富硒土壤。土壤中硒含量与有机质及亲硫重元素镉、汞、铅、砷、锌呈明显的正相关关系,而与pH并非简单的线性相关,在不同酸碱性、土地利用方式和成土母质的土壤中,两者差异性明显。调查区的土壤中硒含量主要受成土母质控制,老地层的志留系、奥陶系黑色页岩和碳酸盐岩区域更容易富硒,而较新的地层三叠系砂岩地区硒含量较低。