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user: 4. 结果与讨论 4.1. 测定结果及分布特征 富锗土壤是一个相对性的概念，目前并无权威性的规范或者标准给出富锗土壤明确的定义。孔祥瑞(1994)曾指出地壳中锗的含量为1.2~1.5 mg/kg，一般土壤中锗的含量为0.6~1.3 mg/kg [ 8 ]；肖广全(2009)曾指出世界土壤锗元素的平均值为1.0 mg/kg [ 9 ]；《青海发现大面积富锗土壤资源区》(2015)将青海省锗含量 > 1.3 mg/kg的土壤划分为富锗资源区；曾妍妍等(2017)在《新疆若羌县绿洲区富锗土壤地球化学特征及成因分析》一文中也将>1.3 mg/kg的土壤作为新疆地区富锗土壤的标准 [ 10 ]。 本次研究对泰顺县采集表层土壤样3497件，除Ge外，还分析测试了N、P、K、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Se、As、Cd、Cr、Hg、Pb、Ni、Co、V、pH值、有机质等。对分析数据统计表明，土壤锗质量分数在0.31~2 mg/kg之间，平均值1.5 mg/kg，标准离差0.24，变异系数0.16 (表1)。标准离差与变异系数均较大，说明在空间分布上，锗含量波动较大。富锗区土壤锗含量总体较高，远高于全国背景值1.0 mg/kg，比青海、新疆地区的富锗土壤(>1.3 mg/kg)锗含量要更高，与温州市Ge含量1.49 mg/kg相近。分析结果表显示，泰顺县总体Ge含量分布规律为北东高南西低(图2)，锗含量 ≥ 1.3 mg/kg的样品有2880件，占总样品的82.36%；锗含量 ≥ 1.7 mg/kg的样品有562件，占总样品的16.07%。由图3土壤养分锗丰缺评价图中可知泰顺县锗元素主要为丰富和较丰富程度，面积为159.28 km 2 ，占比达63.59%，缺乏区仅为19.11 km 2 ，占7.39% (图3)，因此泰顺地区土壤是普遍富锗的。 4.2. 土壤锗的富集特征 泰顺县表层土壤中锗元素表现出明显的空间分布规律，在水平上主要以片状分布在研究区东北部，研究区西南部锗元素含量相对较低，其他区域零星分布(图2)。从泰顺县土壤类型分布图(图4)中显示，土壤锗元素相对富集区的土地类型以黄红壤为主。从泰顺县地质背景图(图1)中显示，土壤锗元素富集区所在的地区，一般发育上侏罗统九里坪组和下白垩统朝川组的地层。 图2. 泰顺县表层土壤Ge元素地球化学图 图3. 泰顺县表层土壤养分Ge元素丰缺评价图 图4. 泰顺县土壤类型分布图(引自泰顺县耕地质量及其管理) Table 1 Table of contents of various elements in germanium rich area of Taishun County and background values of soil in Wenzhou and China (mg/kg 元素 最小值 最大值 平均值 标准离差 变异系数 温州市背景值 中国背景值 N 87 6021 1293.52 547.88 42% 1246 625.6 P 58.43 3147 470.25 315.47 67% 644 836.1 K 0.23 5.07 1.69 0.6 36% 2.9 1.54 B 2.12 238.95 24.75 16.33 66% 41.6 47.8 Mn 61.07 4311.78 388.47 280.17 72% 695 583 Zn 25.5 627.4 81.04 34.99 43% 104 74.2 Cu 1.93 233.09 10.9 7.61 70% 22.8 22.6 Se 0.07 2.15 0.31 0.17 55% 0.32 0.29 Mo 0.17 21.67 1.06 1.28 121% 0.91 2 Ge 0.9 3.78 1.5 0.24 16% 1.49 1.7 As 0.64 181.05 5.16 7.76 150% 5.86 11.2 Cd 0.01 1.66 0.13 0.075 58% 0.178 0.1 Cr 1.6 487.9 22.02 18.71 85% 56.1 61 Hg 0.05 3.94 0.54 0.42 78% 0.127 0.065 Pb 13.28 501.1 42.78 26.9 63% 41.6 26 Ni 1.11 291.1 9.39 8.59 91% 22.9 26.9 Co 0.43 65.93 5.71 5.14 90% 11.1 12.7 V 7.34 332.7 47.55 33.89 71% 81.5 82.4 pH 4.49 8.04 / 6.7 有机质 0.16 14.49 3.1 表1. 泰顺县富锗区内各元素含量与温州和中国土壤背景值对比表(mg/kg) 注：1) 有机质及K、Ca、Mg氧化物单位为%，pH为无量纲，其余元素单位为mg/kg。2) 温州市背景值引自《浙江省土壤地球化学背景值》，中国背景值引自《新疆若羌县绿洲区富锗土壤地球化学特征及成因分析》。 图5. 泰顺县地形地貌分布图(引自泰顺县土地质量地质调查设计书) 黄红壤及红壤成土母质一般为酸性火山岩类风化物，岩性主要为晚侏罗世九里坪组(J 3 j)、西山头组(J 3 x)流纹岩、流纹质晶屑玻屑凝灰岩、流纹质含角砾熔结凝灰岩等。土壤呈酸性，质地粘重 [ 11 ]。而铁活化度、络合态铁占游离态铁的百分比及氧化铁的水合系数都是黄壤高于红壤 [ 12 ]，活化后的氧化铁或氧化锰具有巨大的比表面积和很强的表面化学活性，能吸附锗 [ 13 ]，其成土母质中锗含量较高，本地区的山区土壤，尤其是黄壤相比其他类型土壤富集了更高的锗。因此土壤类型、成土母质及铁的氧化物与土壤锗的富集密切相关。 4.3. 土壤锗含量其他影响因素 4.3.1. 人类活动的影响 泰顺县罗阳镇为县城所在，大安乡、三魁镇等为人口密集大镇，龟湖镇为矿业发达城镇，这些区域土壤耕作频繁，人类活动强烈，但锗元素含量相对较少，可能由人类建设、耕种等活动导致土壤锗淋溶作用增强，使土壤中的锗易于迁移贫化。因此人类活动可能对土壤锗的含量有一定的影响。 4.3.2. 地形地貌的影响 从泰顺县表层土壤Ge元素地球化学图(图2)和泰顺县地形地貌分布图(图5)相互对比可知，富锗区主要集中在构造侵蚀丘陵、河谷平原区和部分构造侵蚀低山区，海拔越高土壤表层锗元素含量较低，推断由于高海拔处残积物在重力和片流的作用下经过搬移，在地势较缓和海拔较低处沉积，导致同一区域海拔高度的不同形成土壤的成土母质发生变化，低海拔处更易使锗元素富集。归根结底也是受到成土母质的影响。 4.3.3. 土壤中含有的其他元素对Ge元素的影响 同一样品分析的元素还有N、P、K、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Se、As、Cd、Cr、Hg、Pb、Ni、Co、V、pH值、有机质等，数据见表2，通过对各元素分析结果与Ge元素分析结果的相关性分析，大部分元素与锗元素之间无明显的相关关系(图6、图7)，有机质随着锗元素的增加含量有增加的趋势，因此土壤中大部分元素不认为对土壤锗的富集有影响作用，有机质含量的大小对锗元素的富集可能有一定的影响。 图6. Ge与N元素相关性图解 图7. Ge与有机质相关性图解 Table 2 Some topsoil test data in Taishun Count 序号 样品编号 As B Ca Cd Co Cr Cu Ge Hg K Mg Mn mg/kg mg/kg % mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg % % mg/kg 1 TS0001 2.70 17.8 0.247 0.121 6.58 19.77 7.84 1.539 0.072 1.97 0.338 298 2 TS0002 3.24 19.8 0.271 0.226 5.94 43.72 11.18 1.611 0.091 2.07 0.240 377 3 TS0003 1.76 24.4 0.431 0.189 6.98 18.36 5.72 1.484 0.059 2.07 0.394 399 4 TS0004 7.63 31.5 0.086 0.104 2.59 27.28 9.17 1.359 0.094 1.80 0.210 198 5 TS0005 4.72 15.8 0.346 0.200 15.18 25.85 10.30 1.718 0.122 0.94 0.318 298 6 TS0006 2.49 20.6 0.329 0.199 4.02 17.05 12.13 1.456 0.059 2.70 0.217 314 7 TS0007 3.80 12.4 0.437 0.214 13.79 22.00 11.74 1.570 0.121 1.69 0.470 708 8 TS0008 3.30 15.2 0.230 0.329 8.90 11.92 4.62 1.666 0.097 1.14 0.181 260 9 TS0009 4.31 18.2 0.072 0.120 3.71 16.67 7.79 1.746 0.082 1.65 0.146 402 10 TS0010 1.68 18.0 0.063 0.119 2.81 15.70 12.67 1.432 0.167 2.48 0.142 166 11 TS0011 2.74 18.7 0.103 0.123 3.71 14.90 7.58 1.571 0.080 2.39 0.213 272 12 TS0012 2.08 27.2 0.093 0.138 3.88 19.35 7.58 1.495 0.078 2.35 0.241 271 13 TS0013 3.52 13.7 0.169 0.185 4.49 14.09 6.35 1.452 0.069 3.36 0.282 432 14 TS0014 4.28 18.0 0.118 0.168 8.01 15.51 9.04 1.478 0.121 2.55 0.265 765 15 TS0015 3.43 19.3 0.154 0.165 4.68 20.23 10.41 1.515 0.098 3.17 0.283 319 16 TS0016 3.14 16.8 0.492 0.423 7.50 18.21 9.36 1.423 0.072 1.72 0.438 384 17 TS0017 2.48 15.8 0.520 0.364 7.11 18.23 8.60 1.164 0.076 1.67 0.435 287 18 TS0018 2.95 18.9 0.126 0.127 2.44 16.56 8.99 1.160 0.096 2.22 0.147 254 19 TS0019 0.90 8.1 0.083 0.049 1.61 6.81 4.41 1.228 0.073 5.07 0.152 214 20 TS0020 2.97 22.2 0.098 0.115 2.66 14.06 5.89 1.106 0.058 2.50 0.110 526 21 TS0021 1.69 12.6 0.084 0.065 2.47 10.14 4.63 1.396 0.056 3.97 0.238 209 22 TS0022 2.47 14.2 0.077 0.111 3.48 11.53 5.05 1.390 0.056 3.06 0.247 364 23 TS0023 2.90 17.5 0.152 0.150 4.27 20.03 8.66 1.380 0.080 2.76 0.236 319 24 TS0024 3.10 19.2 0.143 0.175 3.39 19.37 9.63 1.138 0.067 2.76 0.195 216 25 TS0025 5.26 28.2 0.129 0.148 3.20 32.74 12.28 1.209 0.132 1.70 0.270 345 26 TS0026 2.86 16.3 0.219 0.194 3.63 22.30 13.15 1.182 0.142 2.11 0.283 261 27 TS0027 4.59 15.2 0.264 0.184 5.16 17.83 9.19 1.151 0.093 2.17 0.336 258 28 TS0028 1.58 10.4 0.127 0.099 2.39 10.71 4.19 1.363 0.054 4.17 0.170 206 29 TS0029 2.11 12.8 0.074 0.079 3.34 11.29 6.11 1.292 0.047 4.30 0.182 196 30 TS0030 2.06 5.8 0.157 0.141 2.58 7.90 4.51 1.305 0.040 4.29 0.163 537 序号 样品编号 Mo N Ni P Pb Se Sn Tl V Zn 有机质 pH mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg % 1 TS0001 1.02 1517 8.32 456 35.5 0.280 3.8 0.99 63.4 99.0 3.17 4.85 2 TS0002 2.48 1900 15.10 296 79.2 0.368 5.1 0.92 46.8 197.0 5.25 4.70 3 TS0003 0.69 1541 7.17 437 29.3 0.214 4.1 0.95 61.8 102.1 3.79 5.27 4 TS0004 3.90 1247 7.91 456 33.6 0.225 3.5 0.81 48.3 58.7 2.89 4.78 5 TS0005 1.87 1698 12.91 841 74.5 0.404 4.2 0.77 91.7 138.1 4.07 5.10 6 TS0006 1.22 1025 7.70 336 53.8 0.187 3.2 0.95 30.6 134.5 2.47 5.15 7 TS0007 1.04 1447 9.84 748 87.6 0.349 4.9 1.02 88.7 227.6 3.06 4.88 8 TS0008 1.92 1419 5.19 238 67.9 0.224 4.1 1.04 35.1 235.2 3.38 5.10 9 TS0009 2.46 1319 6.82 178 234.4 0.534 7.8 0.90 25.8 209.5 4.70 4.86 10 TS0010 1.08 1913 6.03 754 48.1 0.258 5.0 0.79 18.2 101.8 4.45 4.79 11 TS0011 1.10 1307 6.03 523 35.8 0.266 4.1 0.86 29.5 113.6 2.96 5.08 12 TS0012 0.87 1505 7.05 498 32.7 0.251 3.6 0.72 34.0 103.5 3.72 5.04 13 TS0013 1.23 1365 6.78 459 48.6 0.302 3.6 0.94 32.8 131.0 3.24 4.90 14 TS0014 1.25 956 10.44 503 30.4 0.331 3.7 0.83 46.7 121.9 2.09 5.07 15 TS0015 1.31 1738 8.31 547 54.6 0.341 3.3 0.97 38.1 129.3 4.04 5.02 16 TS0016 0.93 1580 9.38 481 80.3 0.262 3.0 0.97 66.0 169.3 3.06 4.96 17 TS0017 0.70 1697 8.07 527 86.7 0.313 2.4 1.02 65.0 271.6 3.13 4.68 18 TS0018 1.64 1803 6.74 624 41.5 0.289 3.8 0.81 25.2 89.4 3.33 4.37 19 TS0019 0.93 765 2.53 181 41.9 0.156 4.5 1.60 17.4 49.3 1.84 4.73 20 TS0020 1.19 1276 5.00 311 32.2 0.175 2.8 0.65 25.3 84.8 2.36 5.00 21 TS0021 1.92 863 3.73 257 40.2 0.205 5.5 1.37 30.2 50.9 2.23 5.01 22 TS0022 0.99 1249 4.74 458 29.7 0.203 3.5 0.83 25.4 104.2 2.85 5.28 23 TS0023 1.17 1464 7.69 616 36.3 0.257 2.9 0.90 36.2 104.5 2.55 5.27 24 TS0024 2.00 1736 8.76 426 46.0 0.218 3.3 1.03 28.0 98.0 3.33 4.71 25 TS0025 1.54 1999 13.27 489 38.6 0.432 4.4 0.87 46.1 76.1 3.83 4.99 26 TS0026 1.26 2330 10.32 813 74.0 0.322 3.6 0.91 39.0 126.7 4.30 4.91 27 TS0027 1.10 1956 7.85 435 51.0 0.263 3.0 0.96 53.6 101.2 3.79 4.99 28 TS0028 1.22 1452 4.37 228 35.2 0.165 3.5 1.46 25.6 50.8 3.62 5.19 29 TS0029 1.08 868 4.56 274 48.5 0.237 3.8 1.59 29.7 76.2 1.98 5.00 30 TS0030 1.37 942 3.81 261 33.3 0.182 3.8 1.34 24.1 64.3 2.01 5.60 表2. 泰顺县部分表层土壤测试数据