海洋可控源电磁法广泛用于天然气水合物、海底油气资源勘探和地质构造勘查。在海上作业时,船载甲板供电单元通过深拖缆向海底的海洋可控源电磁发射机提供电能。利用深拖缆传输高压大功率电能的过程中,需要对高压供电回路的绝缘电阻进行自动实时测量和监测,确保电能的安全传输和供电异常时的及时处理。本文基于高压宽频耦合器件、绝缘检测模块、远程数据传输部件和上位机监控软件,通过收集高压端至外壳地之间的漏电电流,将其模拟放大,通过测量电压值,反算绝缘电阻,实现了对高压回路对大地之间绝缘电阻的自动测量和监测。所形成的自动绝缘在线监测技术,经过海上试验验证,能够满足海洋可控源电磁发射系统的要求,很好地在线评价了系统的绝缘性能,为海洋仪器同类功能的研发提供了有益的参考。

海底电磁接收机主要用于海底大地电磁与可控源电磁信号高精度观测。针对现有海底电磁接收机(OBEM-Ⅲ型)体积大、功耗大、成本高等不足,开展了小型化、低功耗、低成本方面的技术研究。MicrOBEM小型海底电磁接收机开发了新的低功耗控制单元、低功耗前置放大器,配置了低功耗磁通门传感器,采取先进的电源管理技术,使得整机功耗由现有海底电磁接收机(OBEM-Ⅲ型)的1 600 mW下降至500 mW(搭载感应式磁传感器配置)以内。针对传统的声学释放器昂贵、笨重(需要匹配更多的浮力材料)等问题,通过集成水声通讯模块,并增加外置的电腐蚀释放装置方式实现释放回收,MicrOBEM仅需一个直径为17 in(1 in=2.54 cm)的玻璃浮球作为浮体,大幅降低仪器的体积和硬件成本,提升了设备的集成度和作业效率。MicrOBEM的体积(不含测量臂等)相比OBEM-Ⅲ减少3/4,功耗减少2/3,成本降低1/2,并于2021年3月在南海南部开展了深水大地电磁试验,其大地电磁测量功能得到初步验证,具有小体积、低功耗、低成本的优势。

海底电磁接收机(OBEM, ocean bottom electromagnetic receiver)是用于观测海底大地电磁信号的主要仪器。为了验证仪器的功能并提升仪器测量精度,在仪器入水前采用通道标定的方式进行仪器自检。现有的OBME-Ⅲ在进行标定计算时,需将通道标定生成的标定文件从仪器中导出,再借助PC端的Matlab程序进行计算,存在海上作业复杂、计算效率低等不足。针对这一系列问题,笔者开发编写了基于ARM-Linux平台的标定计算程序。通过输入相关命令,便可在OBEM-Ⅲ本地实现通道标定计算,减少了导出数据进行多平台计算引起的麻烦。所采用的混合基快速傅里叶变换计算方法,在保证计算精度的同时,将计算时间从90 s缩短到11 s,大大提升了计算速度,提高了仪器海上作业的效率。在2020年7~8月南海西南开展的大地电磁科研任务中,该程序表现出色,成功获得高质量海底大地电磁测深数据。

页岩气水力压裂过程中,在远区开展人工源电磁场激励或在自身地电场的激励下,压裂液的注入、返排、滞留和吸收等过程将引起电场的改变,在压裂区上方通过监测微弱电场变化的方法可以反映压裂信息随时间的变化情况。为了满足压裂现场实时监测的需要,本文基于分布式微弱电场节点采集设备开展了监测技术初探。该监测系统仅采集水平正交的两路电场信号,监测一定范围内实时变化的电场信息,并将初步处理后的数据以无线的方式传回数据中心。测试结果表明,该监测系统工作性能稳定、待机时间10天以上、密封性能好、适用于复杂的野外环境,可为未来获取压裂液运移成像提供重要的技术支撑。

通过先进的勘探设备与技术实现综采工作面的透明化,使煤层信息更加全面、准确,可为综采工作面的智能化生产奠定坚实的基础。直流电阻率法是矿井物探常用方法,其稳定性好、抗干扰能力强,对低阻体和高阻体都有灵敏的反映能力,因此直流电阻率法是实现工作面透明化的关键手段之一。为探究直流电阻率法在工作面透明化中的应用效果,对工作面探明含水构造、巷道迎头超前探测等问题,分别使用不同的工作方法对两种问题的响应特征进行三维正、反演。结果表明在对应的工作方法下得到的三维直流反演数据分布规律与初始模型基本一致,有良好的高、低阻体区分能力。对实际工程中直流电阻率法在工作面透明化中的应用有一定指导作用。

为了对应长期低油价形势,地震勘探采集成本不断降低,同时为了满足越来越严格的环保要求,节点采集设备凭借其低成本、低采集脚印等优势不断推广。节点仪器的设计制造入门门槛偏低。市场上部分产品出于设计或成本等方面的考虑,在一些细节方面的缺失或忽视会造成地震勘探采集作业现场应用的困难。本文结合多年地震勘探设备使用经验,以及当前市场常见节点特性分析,在信号采集、测试功能、电路设计、存储、电池、外形、配套系统、质量控制及配套设备几个方面节点设计需要注意的细节进行阐述。避免由于设计原因出现信号采集的失真、耦合、EMC等问题。节点设备的采集质量完全依靠每一个节点设备在本地的独立工作性能和工作稳定性。而这两方面完全依靠厂家对于地震勘探采集信号和采集作业的理解,进而产生的设计。设计必须考虑为满足新形势下油气勘探开发需要,油气勘探开发重心不断向深层—超深层、强复杂地表更复杂领域转移,当前地震勘探采集更多地关注深层,要求对于信号拾取高精度、高分辨率,因此也就更需要提高对于弱信号、宽频信号的采集能力。

重力及其梯度异常正演计算效率决定了反演的可行性,也是高效构建足量、多样深度学习样本数据的基础。为了进一步提高重力及其梯度异常正演的计算速度,受航空电磁领域“Moving-footprint”快速正演技术的启发,本文在基于网格点几何格架函数空间域快速正演的基础上,提出了一种“Moving-footprint”大尺度模型分解的重力及其梯度异常正演计算方法。此方法在地下半空间内选择观测点正下方一定有效范围的子空间,该观测点异常近似为其对应子空间内长方体单元的异常和,而忽略子空间外长方体单元产生的异常;当观测点移动,其对应的子空间随之移动,从而可以将地下半空间长方体模型进行大尺度模型分解,为每一个计算点所对应的子空间进行正演计算。模型实验表明,在256×256×15个长方体模型的地下半空间内选取32×32×15的子空间进行计算,重力异常及部分梯度异常的相对平均误差小于10%,计算速度提高19倍;文中方法针对1 024×1 024×15个长方体模型计算时间约为32 min,相比已有算法中存在的超常规计算量的瓶颈问题具有显著的计算优势。

在甘肃北山干旱戈壁荒漠景观特征研究的基础上,对三白墩地区进行1:5万水系沉积物测量,圈定水系综合异常10处。优选AS-3异常,采用100 m×20 m的网度,在1/3线距范围内多点采取2~20 mm粒级岩石碎屑的方法进行详细检查。圈定岩屑综合异常3处,对异常特征进行研究,确定主成矿元素为As、Au,并优选综合异常2个。利用地球化学剖面、槽探等方法进行详细检查,发现Au矿体4条,As矿体2条,Au、As矿化体各1条,显示出该方法在甘肃北山干旱戈壁荒漠景观区找矿中具有较好的找矿效果,同时也说明可以运用1:1万岩屑测量对1:5万水系沉积物测量的异常进行查证。

近年来我国能源及矿产资源需求旺盛,覆盖区找矿已成为热点,急需有针对性的新方法技术解决覆盖区勘查找矿问题。本文提出一种针对覆盖区找岩浆型铜镍矿的空—地—井协同快速找矿方法技术体系,并建立了针对隐伏岩浆型铜镍矿的深部矿产资源空—地—井协同快速有效勘查技术体系的架构及说明。该技术体系以覆盖区的地形、地质和深部矿产资源分布特点为前提条件,以综合航空地球物理为主、协同地面—井中地球物理探测方法为手段,以大数据融合、弱信息提取、地球物理-地质建模方法为重点,以地质构造和成矿理论为指导。该技术体系在新疆若羌县启鑫地区隐伏岩浆型铜镍矿床勘查中得到验证,并取得较好的应用效果。

彭水地区位于四川盆地东南缘武陵褶皱带,属于典型的喀斯特岩溶山地地貌,具有十分复杂的近地表结构,导致地震采集效果差、信噪比低,严重影响油气勘探效果。对此重点开展了碳酸盐岩裸露山地地表条件下的炸药药型、激发方式、激发井深、激发药量等激发试验以及干扰波调查、检波器类型、组合方式等接收试验与研究,优选了一套具有较好经济性与可操作性的激发与接收参数,建立了针对复杂山地地形的激发点位优选技术;与以往资料相比,新采集单炮记录能量、信噪比及一级品率明显提高,新资料处理剖面显示了较为丰富的信息,反射特征清楚、信噪比较高,在碳酸盐岩地表区显示出明显的地震构造格局。

贵州镇远马坪“东方一号”岩体是我国首次发现的含金刚石原生矿母岩,马坪地区发现的岩体属于金伯利岩浆体系的浅部相,其深部可能存在规模较大的隐伏岩管或岩筒。为揭示马坪地区深部含金刚石隐伏岩管或岩筒的空间展布特征,在区内开展了80 m×40 m高密集网度的音频大地电磁勘探工作;利用三维正演技术模拟研究区纯地形响应并在实测数据中去除,得到的定性解释结果在一定程度上恢复了被静态效应扭曲的AMT阻抗相位不变量分布形态;使用AR-QN拟牛顿反演方法对数据进行三维反演,根据研究区岩性统计结果设定地下单元的电阻率变化区间,获得了可靠的三维电性结构;最后依据地表发现的岩筒、钻孔揭露的多条岩脉等地质资料对该地电模型进行精细解释,勾画出了隐伏岩管(岩筒)的形态,为区内下一步金刚石原生矿找矿方向及预测提供了地球物理依据。

基于中国羌塘盆地、祁连山、漠河盆地冻土区浅表土壤样品资料,进行了烃类气体组分地球化学特征、成因及性质分析。结果表明,冻土区浅表烃类气体主要成分为甲烷,还含有少量乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷和戊烷。羌塘盆地和漠河盆地烃类气体主要为热解成因,气体类型为油型气及其与煤层气的混合气;祁连山冻土区浅表土壤中烃类气体具有热解成因和生物成因,气体类型包括油型气、煤层气和生物气。烃类地球化学调查为我国陆域冻土区水合物等油气资源勘查提供了依据。

为稳固中国稀土资源大国地位,近年来我国不断加强稀土资源勘查力度。地球化学勘探是矿产勘查重要手段,本文通过总结以往稀土化探工作,查明其中存在的问题并提出解决方案。总结前人工作发现,碳酸岩型稀土矿致异常具有衬度低、规模小的特点,其原因主要是:①相对地壳丰度,稀土矿工业品位富集程度较低,容易被花岗岩等引起的非矿致异常稀释;②稀土成矿指示性矿物粒度小、分选难,对其表生迁移富集规律认识不深,难以制定有针对性的采样方法。基于扫描电镜和能谱的自动矿物分析系统,可实现微米级稀土矿物的化学成分和形貌参数的定量统计,为稀土矿物表生迁移规律研究提供基础。近年来在化探领域,前人利用矿物自动分析系统开展矿体—水系沉积物系统中微细粒矿物含量变化规律研究,显示出该方法的良好应用前景。未来可利用矿物自动分析系统开展:①风化过程中稀土矿物粒度变化规律研究;②矿体—水系沉积物系统中稀土矿物迁移富集规律研究。通过厘清矿体—土壤—水系沉积物系统中稀土成矿指示性矿物的分布特征和迁移富集规律,为稀土化探工作提供理论支撑。

苏里格S区块储层与围岩阻抗差异小、气水关系复杂,叠后纵波阻抗反演方法难以区分优质储层,通过研究区岩石物理分析可知,叠前参数纵横波比可以有效区分岩性和含气性。本文首先进行模型正演确定储层地震响应特征;然后通过适用于砂泥岩的Xu-White模型进行岩石物理建模及横波预测,建立岩石物理模板;其次采取线性去噪、剩余振幅补偿等处理方法对CRP道集进行优化;最后通过叠前同时反演定量预测储层厚度及含气性。结果表明:①储层顶界的地震反射特征为强波谷反射,底界反射不明显;②纵横波比小于1.68可有效划分砂岩,联合纵波阻抗小于12 200 g·cm^-3·m·s^-1预测储层,再由更低的纵横波比小于1.57识别含气性;③储层展布特征与含气性预测范围趋势相似,但在局部上存在差异,储层发育程度与其含气性不一定呈正相关。本文所提方法期望为下一步圈定有利含气储层面积及井位部署提供有力的技术支撑。

河南省老湾地区是桐柏—大别有色贵金属成矿带上重要的金成矿区。在综合分析该区成矿因素的基础上,提取构置了地层、韧性剪切域、脆性断束、岩浆岩、与Au有关的蚀变带和Au、As、Sb、Ag水系沉积物单元素异常等9个预测变量,基于MRAS软件,采用证据权重模型对该区金矿进行了成矿远景预测工作。本次采用0.10 km×0.10 km的网格单元进行预测,经过各预测变量的先验概率计算、权重值统计、独立性检验和后验概率的计算等过程,划分出A、B、C三个级别的成矿远景区块,根据预测网格分布特点及该区金矿地质特征,圈出了Ⅰ级找矿远景区4处,Ⅱ级找矿远景区4处。综合分析认为:已知金矿床或矿点多数落入A级或B级成矿远景区块,C级成矿远景区块主要是在A级或B级成矿远景区块的周边,与成矿区带从中心向边缘渐变的特征相符合;圈出的Ⅰ级找矿远景区内均已发现金矿床(点),并且后验概率平均值较高,具有较好的金矿找矿潜力。

石英脉型金矿床是岩浆期后热液及变质热液作用的产物,受主断裂及次级断裂构造控制,成矿物质主要来自围岩。该类型金矿在西北多有分布,宽度一般较窄,在走向和延伸方向断续分布。单一物探方法有局限性,难以做出全面、合理的解释。本文以西北某石英脉型金矿为例,对此类矿床进行了重、磁、电综合物探工作并进行了正反演计算和定量预测。结合地质成矿条件、物探相关理论及正反演计算,推断了控矿断裂构造,定量预测了的赋矿体。过程中,各方法互相衔接,互相验证,定量解释预测,是综合物探在石英脉型金隐伏矿体找矿方面进行的有效尝试。

安徽南陵盆地主体为中生代陆相红盆,红盆下海相地层分布不明,页岩气资源潜力不清。根据本区周边二叠系富有机质泥页岩储层含有黄铁矿的物性特征,选用复电阻率法开展页岩气地质调查工作。针对盆内、盆外不同地质特点设计合适的观测系统,采用Cole-Brown和Cole-Cole模型拟合反演,绘制近区场电磁电阻率和视充电率参数图。研究结果发现:①研究区二叠系富有机质泥页岩碳质含量高、富含黄铁矿颗粒,具有明显的“低电阻率、高极化率”特征,可以有效与其围岩区分,有利于开展复电阻率法勘探;②极化率是识别深部富有机质泥页岩地层乃至页岩气藏的有效参数;③根据复电阻率法勘探结果,实施钻孔验证,成功钻遇三叠系灰岩地层,并预测南陵盆地红盆下为二叠系页岩气藏有利区。本次研究表明了复电阻率法在南陵盆地可探测深达2 000 m以下累计厚度约200 m的含黄铁矿泥页岩地层,是电磁法勘探中唯一能直接指示页岩气藏的方法,可以适用于地质情况复杂的南陵盆地乃至中国南方海相页岩气地球物理勘探。本次勘探结果也为在南陵盆地进一步开展海相页岩气勘探提供了依据。

顺北油气田是塔里木盆地的超深断溶体油藏,具有目的层埋藏深、断裂发育的特点。地震信号因沙漠地表吸收衰减严重,资料信噪比、分辨率低,勘探难度大。基于油气垂向微渗漏理论的微生物勘探技术可以探测断裂带的含油气性,配合地球物理,可提高识别断裂带含油气性预测的成功率。以顺北5断裂带为主要目标的微生物油气勘探试验研究表明,油气微生物丰度异常对断溶体油藏具有较好的近地表响应。与植被覆盖区相比,沙漠区的油气微生物指标(包括甲烷氧化菌和丁烷氧化菌)具有测量值低、波动性小的特点,但由于沙漠区特殊的生态条件,油气微生物受其他微生物群落的干扰更少,从而更能反映深层油气垂向微渗漏的近地表响应。应用结果显示,无论是甲烷氧化菌还是丁烷氧化菌,其高值异常区均主要集中分布于顺北5断裂带附近,同时,在顺北1断裂带附近也有较好的异常显示。从异常的走向来看,同断裂带的走向也基本一致,显示微生物异常带与断溶体油藏存在较高的关联度,表明油气微生物勘探技术在断溶体油气藏勘探中具有良好的应用前景。

由于地理因素和历史等原因,城市地下方形空洞“多”、“密”、“乱”的状况越来越严重,地质雷达方形空洞扫描图像解析并不明确。基于地质雷达扫描探测全过程,将雷达紧贴地面扫描地下方形空洞的图像对称轴左侧细分为3个阶段,建立各阶段水平距离与回波延时之间的关系,系统分析不同埋深、不同大小条件下方形空洞地质雷达扫描图像的变化情况,结合探测实例实现地下方形空洞地质雷达成像机理的科学解释。总结出均匀介质中地下方形空洞雷达扫描图像对称轴左侧3个阶段分别为斜率不变的连续直线,单调递减的连续凹曲线和与水平距离无关的连续水平直线;随着埋深与空洞大小的增大,曲线图像趋于缓和,曲线的特征体现出张开弧度增大的趋势。

多个激励源无延时发射(多源并发)相同中心频率脉冲会形成平面波束信号,增强数据记录质量。本文通过数值模拟对比分析在多源并发情况下,非分裂递归卷积完全匹配层作为吸收边界条件和Mur二阶吸收边界条件对电磁波的吸收效果。其研究结果表明,传统的Mur二阶吸收边界条件对多源并发、多角度掠射情况下电磁波的吸收效果不佳,在大偏移距下会造成波形畸变和形成虚假反射。而在多源并发情况下采用非分裂递归卷积完全匹配层作为吸收边界条件,将坐标伸缩因子引进时域有限差分算法中。通过傅里叶逆变换将频率域坐标伸缩变换PML方程转换到时域,对电场和磁场值在离散状态下进行递归卷积运算求解。从而避免了直接对卷积进行数值求解的复杂计算,在保证计算准确性的同时,节约了内存空间,提高了计算效率。在不分裂波场情况下,改善了网格截断位置对电磁波的吸收效果。

深反射地震探测技术是研究地球深部地质结构最为有效的手段之一。受大地滤波作用的影响,地震波能量成指数衰减,造成深层有效反射能量弱,受背景噪声干扰严重,难以实现深部地质结构的准确成像。本文通过研究深反射地震数据在Shearlet域中各个尺度角度上有效信号和随机噪声的分布差异,发现在不同的尺度角度上地震信号受随机噪声的影响程度不同。进一步将深反射地震数据尺度角度域中的信噪比、Shearlet系数二范数及随机噪声残差作为阈值的估计参数,实现随尺度角度自适应的随机噪声压制方法,最大限度地去除随机噪声的影响。通过理论模型数据和实际深反射地震数据测试,验证了Shearlet域自适应阈值随机噪声压制方法可以有效地去除随机噪声干扰,提升地震剖面的整体信噪比,实现深层微弱反射信号的精准成像。

针对传统不极化电极极差稳定性差、低频噪声大、寿命短、需要定期维护等缺点,研制出免维护超低噪声固体Pb-PbCl₂不极化电极。室内测试结果表明:所研制的电极极差在一个月内漂移小于0.06 mV,只有法国进口PMS9000电极的5%;温度系数小于20 μV/℃,不到PMS9000电极的1/5;在100 m电极距条件下,相对于天然感应电场的信噪比为40 dB@10³ s、20 dB@10⁴ s和10 dB@10⁵ s。野外对比测试表明:利用新研制的固体不极化电极可以明显提高对地电场信号的采集精度,显著提升大地电磁死频带和低频段数据质量。

为消除激电测深中的电磁耦合干扰,根据频率域和时间域可相互转换的理论,采用静态IP和cole-cole参数的全波形IP、延时反演去耦方法,实现了快速去耦,最大限度地保留了激电信息。以山东沂南金矿金场矿区等为例,对时间域激电测深数据进行了去耦前反演与去耦后反演,结果表明:对称四极装置和非常规电极排列的电磁耦合效应随电极距的增大而增强,电磁耦合的影响深度大部分在时间域激电测深反演断面150 m以浅;非常规电极排列采用三极+四极+偶极混合共线装置,其产生的电磁耦合干扰明显大于对称四极装置和单极—偶极装置;非共线单极—偶极装置的时间域激电测深电磁耦合影响较小。

全波形反演(full waveform inversion,FWI)是目前精度最高的一种速度反演工具,通过迭代反演得到高精度的地下构造,为叠前成像技术提供更准确的速度场,满足目前勘探开发日益复杂的需求。但FWI需要估计精确的震源子波,而从野外采集的地震数据提取子波是非常困难的,此外,反演过程中,模型参数与观测数据存在强的非线性关系,容易产生周波跳跃现象。针对中低波数反演过程中存在周波跳跃现象与地震子波难提取的问题,本文构建了一种基于组合震源的多尺度波形反演方法。首先对子波和地震数据进行时移组合叠加,再进行互相关梯度求取,只需要一次逆时偏移的计算量,就可以完成梯度的求取,实现多尺度反演的目标。通过模型试算,基于组合震源的FWI方法,可以达到多尺度反演的目的,使得反演结果更稳定;与不依赖子波的方法相结合,反演结果相对准确。

大地电磁测深曲线畸变的校正是大地电磁勘探中的重要问题。通过在D盆地的电阻率测井曲线与大地电磁测深平移方式校正前后的反演测深曲线相比较,构造变换函数,实现了测井曲线对大地电磁测深曲线的标定。经过该技术改进的大地电磁反演结果与验证钻孔极为吻合,结合钻井、地震、重力、磁法资料进行综合分析,有效地揭示了D盆地的构造特征。

本文基于 Python 语言构建了瑞利面波频散反演工作流程:①通过pysurf96软件包实现水平层状模型的频散曲线正演;②建立描述频散曲线拟合度的目标函数;③利用scikit-opt软件包中的启发式算法实现频散曲线反演。提出并解决了调用函数过程中所遇到的问题,实验测试表明反演结果可靠,同时具备一定的计算效率。由此实现了搭建基于Python语言的面波频散反演地下层状结构研究平台,为其他研究者依靠开源软件进行反演运算提供了方法支持。最后,通过利用彭一波研究海拉尔盆地背景噪声时提取的频散曲线对地壳以及上地幔结构进行了反演,得到不错的效果。

通过1:25万多目标土壤地球化学调查采集的表、深层双网格土壤样品,对宣城市土壤硒地球化学特征及成因来源进行分析。结果表明:宣城市表层土壤Se含量在(0.12~8.80)×10^-6,平均含量0.44×10^-6,区内足硒和富硒土壤分布广泛,占比分别为61.90%和35.63%,富硒土壤主要分布在宁国市宁墩镇—绩溪县伏岭镇、泾县晏公镇—宣州区百棵树—水东镇、泾县陈村—赤坑山、广德县新杭镇等地。土壤Se含量主要受母岩及成土母质控制,震旦系蓝田组,寒武系荷塘组、杨柳岗组等含炭质泥页岩、炭质硅质泥岩分布区,二叠系、三叠系、石炭系、寒武系、奥陶系等灰岩分布区土壤Se含量高,燕山期中酸性侵入岩、第四系分布区土壤Se含量低。不同成土母质中碳酸盐岩类、浅色碎屑岩类、浅变质岩类母质土壤Se含量高于晚更新世黄土、河流冲积物以及酸性岩类母质Se含量;不同土壤类型中石灰岩土、粗骨土、石质土、红壤Se含量高于水稻土、黄褐土、潮土Se含量。土壤Se含量与V、Cd、Ba、Ag、Zn、Mo、U、Ni、Sb、P、S以及有机质等理化指标相关性较好,土壤全量硒与有效硒相关性较好。区内采集的47件水稻均富硒,富硒率100%,但茶叶和玉米均不富硒,蔬菜有部分富硒,表现出不同作物对土壤硒的吸收能力不同。

云南省安宁市是长江上游滇中经济发展和生态文明建设的重要地区。本文以2018~2020年度在安宁地区系统采集的表层土壤样品为研究对象,对研究区表层土壤重金属等元素含量特征和富集程度进行研究,利用地累积指数和潜在生态风险评价指数对土壤重金属的生态风险进行评价,并采用相关性和主成分分析其来源。结果表明,研究区土壤重金属Cr、Zn、As、Cd、Pb、Hg以及放射性元素U显著高于云南省土壤背景值,且变异程度较高,空间分布不均;重金属Cr地质异常累积程度最高,As、Cd和Hg潜在生态风险等级高,生态风险主要集中在磷矿采区及螳螂川流域钢铁厂、化工厂周边。研究区土壤中Cr、Ni、Cu可能更多地来源于成土母质;Cd、Pb、Zn和As高含量区受人为活动的影响较为显著;Hg可能存在复合污染源。本研究结果将为识别安宁地区土壤重金属的来源及当地土地资源安全管护提供科学依据。

基于青海省开展的土地质量地球化学调查数据,通过分析土壤pH范围和Se含量特征,掌握青海省土壤酸碱性和土壤Se背景值,建立小麦、油菜籽、豌豆、大蒜、牧草等作物与根系土Se的富集模型,结合人群Se摄入推荐量和青海省富硒农畜产品Se含量标准值,推算青海省富Se土壤推荐值。建议青海省碱性土壤以0.23×10^-6作为富硒土壤下限值,中酸性土壤以0.25×10^-6作为富硒土壤下限值。本次研究对青海省富硒土壤地方标准的制定及指导富硒产业发展具有重要意义。

海河流域中含有重金属的生活、工业污水排入量较大,致使重金属大量进入水环境并聚集在沉积物中。传统的生态风险评估方法忽略了重金属形态分布特征因素,造成生态风险评估可靠性较低的问题。本文以海河流域平原段河流为研究对象,提出了海河流域沉积物重金属形态分布特征及生态风险评估研究,在海河流域设置采集点,采集沉积物样品,并在实验室中使用混合酸处理样品,采用原子吸收法测定样品中重金属含量,分析沉积物重金属形态分布特征。在生态风险评估中,借助丰度计算完善生态风险评估指数,设计重金属生态风险评估标准。实验结果表明,设计方法得到的各个采样点和各类重金属评价与实际情况更加接近,可靠性更高,评估性能更好。