浅析安康西部地区土壤硒与地层的关系

张志敏 晁旭 任蕊 陈继平 郑小锋

摘要：国内外大量学者在我国典型富硒区开展了大量研究，从土壤、岩石、植物等方面，获得了许多重要的成果。硒作为分散元素，在全世界范围内都属稀有资源。安康地区作为我国天然富硒区，硒资源丰富，富硒土壤面积巨大。本文基于安康西部紫阳、汉阴两县开展的土地质量调查工作，采集土壤样品，分析测试了土壤中硒含量，依据安康富硒土壤标准对研究区土壤开展了富硒评价，同时结合研究区地质背景，探讨了地层对本地区土壤中硒空间分布影响。

关键词：富硒土壤；
富硒评价；
岩石；
地层

1.引言

硒是自然界中极其分散的元素，全球40多个国家缺硒，我国72%的县市属于低硒或缺硒区。克山病是人体缺硒所致，是一种心脏肌肉坏死的疾病，主要是由于发病地区水土、食物缺少硒、铜所致[1]。（硒的地球化学特征，王莹）世界土壤硒含量一般在0.1mg/kg～2.0mg/kg，平均0.2mg/kg[2]。中国土壤中硒背景值为0.29mg/kg[3]，陕西省土壤硒背景值为0.115mg/kg，陕西省北部永寿、彬县土壤中缺硒，为缺硒地区。

目前已知硒的来源主要集中在一些与火山作用有关的矿床中，而其他类型的矿床研究程度不高[4]。近年来，国内外学者从富硒岩石到富硒土壤等方面，在湖北恩施开展了大量研究，取得了大量成果[5-6]。沈骁等研究认为青海西宁—乐都土壤中硒来源为第三纪西宁群，拉脊山高硒火山岩为硒的富集提供了物质基础[7]。雒昆利等人研究了陕西紫阳富硒区土壤中硒与岩石中硒的分布规律[8]。

综上所述，国内外学者认为土壤中的硒，与所在区域的地质环境关系密切，其含量高低主要受成土母质（地层）的控制。此外，岩石中的硒—土壤中硒的迁移转化，还受其他因素的影响，比如风化程度、淋溶程度、气候条件、人类活动等，迁移转化过程是一个比较复杂过程。

2.研究区域及研究方法

本文选取陕西省安康市紫阳县、汉阴县两县作为研究区，开展了土壤硒调查工作，查明了土壤中硒的含量水平。研究土壤中硒的地球化学特征及空间展布，结合研究区地质背景探究土壤硒与地层的关系。

在紫阳、汉阴两县共采集土壤样品8242件（图1），首先对样品进行风干、过筛处理。样品测试由陕西省地质矿产实验研究所承担。样品分析依据《DD 2005-1多目标区域地球化学调查规范》和《DD 2005-3区域生态地球化学评价样品分析技术要求》进行，各测试项目与内检的相对偏差（RE=（A-B）/（A+B）*100%），全部满足检出限要求。土壤中常量元素含量，pH值，重金属全量、各形态含量分析结果全部符合规范要求，数据质量准确。

3.研究区地质概况

研究区位于安康西部，地处扬子板块北大巴山—西倾山早古生代裂谷带，根据工作区地层发育情况、沉积建造特征、变质变形特征、大地构造位置、区域断裂的分布以及与构造相关的岩浆活动和变质作用等，以构造单元划分为基础，结合《中国区域地质志》（陕西志），研究区地层区划属羌塘—扬子—华南地层大区，南秦岭—大别山地层区，迭部—旬阳地层分区和北大巴山地层分区，主体属于北大巴山地层分区，区内地层从元古代至新生代都有出露，其间缺失中生代石炭纪、白垩纪地层，工作区主要出露的地层由老到新为：中—新元古界、新元古界、古生界、中生界、新生界。《紫阳县幅、洞河镇幅1∶5万区域地质调查报告》系统分析了9个地层系统中Se元素的含量，分析发现Se在黑色岩系中具有强专属性，9个地层区的富硒顺序依次为：灯影岩组、鲁家坪岩组、斑鸠关组、高桥组、箭竹坝岩组、耀岭河岩组、五峡河组、梅子垭岩组、洞河岩组。

4.土壤中硒的地球化学特征

硒作为人体必需的14种微量元素之一，具有防治癌症、延缓衰老、预防克山病、保护心血管等多方面的生理功能。安康地区土壤天然富硒，面积较大，本次研究参照按安康市富硒土壤标准进行划分，将两县土壤划分为四等，过剩（>3mg/kg），富硒（0.4mg/kg～3mg/kg），足硒（0.2mg/kg～0.4mg/kg），缺硒（<0.2mg/kg）。最终圈定两县富硒土壤1734km2。总体上研究区土壤中硒含量空间变异较大，富硒土壤的分布呈现南高北低的趋势。与陕西省、全国土壤中硒含量进行对比发现，研究区土壤中硒含量水平明显偏高。

5.不同地质单元中硒含量特征

安康地区土壤中硒呈现明显的分带现象，推测土壤中硒含量水平受其成土母质影响较大。研究发现同一地区土壤中成图母岩的硒含量背景值高，相应的土壤中硒含量也会比较高[9]。这可能是由于粘土吸附作用和生物富集等作用，使母岩风化放出的硒固定在土壤中而得到相对富集。土壤中的硒主要来自于沉积的富硒岩层，一般为煤系和黑色页岩[10]。工作区地质条件复杂，本次研究统计了该地区主要地层中硒含量，并与工作区背景值进行了比较，见图2。

从图2中可以看出土壤中硒含量：鲁家坪组>毛坝关组>黑水河组>八卦庙组>斑鸠关组>箭竹坝组、鲁家坪组并层，这些地层土壤中Se元素含量平均值与工作区背景值相比，比值均大于1.1，属相对富集；
而姚坪岩组、杨坪岩组、大枫沟组地层中的Se元素含量平均值与工作区背景值相比，比值均小于0.7，属相对贫化。雒昆利、谭见安等人采集了南秦岭大巴山区下寒武统鲁家坪组和早志留世大贵坪组的碳质板岩，通过分析测试，研究发现碳质板岩和石煤分布区的土壤的含硒量可达10mg/kg，甚至更高[3]。本次研究发现工作区土壤中硒含量最高可达到84.6mg/kg，这与雒昆利等人的研究结果一致。

6.结论与建议

（1）研究区土壤中硒资源丰富，高于陕西省土壤硒背景值、中国土壤硒背景值，为我国典型天然富硒区。

（2）研究区土壤中硒空间分布主要受地层影响，是鲁家坪组、毛坝关组、黑水河组等地层土壤中硒的主要来源。

（3）基于本次研究发现，本地区土壤中硒含量存在过剩的现象，建议地方政府采取种植调整等措施，防止食物中硒含量过剩引起地方病的发生。

参考文献：

[1]王莹.硒的土壤地球化学特征[J].现代农业科技， 2008， 17（7）：
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[2]肖国樱.水稻花药培养研究综述[J].杂交水稻， 1992（2）：
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[5]朱建明，梁小兵，等.湖北恩施鱼塘坝自然硒的分布及其环境意义[J].地质评论， 2005， 51（4）：
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[7]沈驍，姬丙艳，许光，张亚峰，马风娟.青海西宁—乐都富硒土壤成因探讨[J].中国矿业， 2016， 25（S1）：
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[9]姜磊.万源富硒区土壤中硒元素环境化学特征研究[D].成都：成都理工大学， 2010：
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[10]王锐，余涛，杨忠芳，等.我国主要农耕区土壤硒含量分布特征、来源及影响因素[J].生物技术进展， 2017， 5（10）：
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