Medición del perfil geológico ecológico de Xinchang
1. Descripción general
El área donde se encuentra el condado de Xinchang pertenece a la subregión de llanura del valle de montaña baja de la cuenca de Zhejiang Oriental. La tendencia general de las unidades geotectónicas es noreste (Tian Xingzhou et al., 1989). En la zona se cultivan ampliamente cultivos como el té y el maní, y los bosques de bambú moso están ampliamente distribuidos en la región oriental. Según el departamento de gestión de la producción agrícola local, los diferentes orígenes geológicos de la zona tienen un efecto regulador significativo sobre la distribución y la calidad de los productos agrícolas. Varios cultivos en la plataforma de basalto crecen bien y son de buena calidad.
Basado en la tendencia general de las unidades estructurales geológicas en el área de estudio y los patrones de distribución de las especies de cultivos, se trazó un perfil geológico ecológico de Xinchang. El perfil geológico ecológico se divide en dos partes: este y oeste. La sección occidental comienza en Niuwo Ridge, municipio de Jingling, va al noreste hasta Xikeng, gira hacia el sureste a través de la montaña Houtai y el municipio de Ru'ao, y termina en Dongshan; desde la aldea de Xishan, diríjase hacia el sureste a través de Dacheng hasta la ciudad de Xiaojiagang y gire hacia el este para terminar en Ma'ao.
2. Antecedentes geológicos
Descripción geológica ecológica de Xinchang Xinchang se encuentra en la zona montañosa baja de la cuenca oriental de Zhejiang y en la subregión de la llanura del valle de la cuenca de Xinchang. La altitud en el área es mayoritariamente entre 50 y 600 metros, y la tendencia general de las unidades geotectónicas es principalmente hacia el noreste. Las litologías distribuidas en la sección se pueden dividir aproximadamente en cuatro categorías, a saber, basalto neoproterozoico, arenisca del Cretácico temprano, rocas volcánicas y rocas piroclásticas del Jurásico tardío y granitos del Jurásico tardío y Cretácico temprano.
El tipo de suelo en el área de afloramiento de lecho rocoso del área de Xinchang es principalmente suelo rojo, con suelo de arroz disperso en los valles (Zhang Mingkui et al., 2003; Oficina Provincial del Censo de Suelos de Zhejiang, 1994).
La Sección Geológica Ecológica de Xinchang (Figura 2-1) pasa por la Formación Shengxian (N1s), la Formación Chaochuan (K1c), la Formación Tiantou (K1g), la Formación Jiuliping (J3j) y la Formación Gaowu (J3g). ), Formación Dashuang (J3d), granito del Cretácico Inferior (K1γ) y diorita de cuarzo del Jurásico Tardío (J3δηο) (Oficina Provincial de Geología y Recursos Minerales de Zhejiang, 1989). ).Las características litológicas de cada estrato son las siguientes.
Formación Shengxian (N1s): La litología es relativamente simple, principalmente basalto negro. Sobre esta base, los residuos erosionados forman un suelo rojo espeso, sobre el que se plantan grandes extensiones de jardines de té, con buena calidad y alto rendimiento. .
Formación Asahikawa (K1c): La litología es principalmente roca sedimentaria de color rojo púrpura, mezclada con roca volcánica. Las rocas sedimentarias son principalmente conglomerados y areniscas, y las capas intermedias de rocas volcánicas son principalmente tobas de brecha de riolita, con rocas volcánicas ácidas y andesita intercaladas.
Estructura Tingzitou (K1g): La litología es principalmente un grupo de areniscas y lutitas moteadas, con una pequeña cantidad de roca volcánica.
Formación Jiuping (J3j): Lava principalmente ácida, parcialmente intercalada con toba sedimentaria, roca sedimentaria y detritos volcánicos ácidos, y ocasionalmente intercalada con lava neutra ácida y neutra. La litología es principalmente riolita masiva de color gris púrpura con una pequeña cantidad de brecha de toba de riolita.
Formación Gaowu (J3g): Compuesta principalmente por rocas piroclásticas de acidez media y ácida, con una pequeña cantidad de rocas sedimentarias intercaladas, es un conjunto de rocas volcánicas de capas gruesas a masivas con una litología relativamente única. La litología es principalmente brecha Angelo de color gris oscuro que contiene ignimbrita, con estructura pseudorreológica.
Formación Dashuang (J3d): Es una unidad estratigráfica de la parte baja del Jurásico superior. Es un conjunto de rocas sedimentarias volcánicas bien estratificadas. La parte baja de la litología es principalmente de roca sedimentaria (. toba). En algunas zonas hay más andesita; la parte superior está intercalada con roca volcánica ácida y roca sedimentaria. El bosque de bambú moso en esta área es grande y el bambú moso crece bien.
3. Medición de perfil
(1) Medición de campo
La medición de campo utiliza un mapa topográfico 1:50000 como mapa manual de trabajo, combinado con posicionamiento GPS, y lleva un mapa geológico 1:500000 y un mapa de suelos 1:500000 como mapas de referencia para el trabajo de campo. La distancia entre los puntos de observación generales se controla en unos 500 metros y la distancia entre los puntos de investigación integral se controla en unos 2.000 metros.
Los puntos de observación generales normalmente sólo recogen muestras combinadas de suelo superficial.
Los puntos de observación generales generalmente solo recolectan muestras combinadas de suelo superficial, mientras que los perfiles de suelo se establecen en puntos de investigación integrales para recolectar muestras de suelo de diferentes capas, así como muestras de rocas, té y otras.
Hay un total de 90 puntos de observación del perfil, y se recolectaron 131 muestras de suelo, 23 muestras de rocas y 19 muestras de plantas.
De acuerdo con el contenido y los métodos de registro mencionados anteriormente, para el registro de campo se utilizan la "tarjeta de registro de campo de mapeo y levantamiento geológico ecológico", la "tabla de características del perfil del suelo", el mapa topográfico, el libro de registro de campo, etc. descripción.
(2) Procesamiento y análisis de muestras
Después de que las muestras del lecho de roca se secaron al aire, se trituraron en trozos grandes y se molieron, se obtuvieron SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, As, B, Ba, Cd, Cl, Co, Cr, Cu, F, Hg, La, Mn, Mo, Ni, P, Pb, S, Sb, Se, Sr, Th, Ti, V, Y, Zn, Análisis del indicador Z33.
Después de que las muestras de suelo fueron secadas al aire, se pasaron por un tamiz de malla 20, se molieron y procesaron, SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, As, B, Ba, Cd, Se midieron Cl, Co, Cr, Cu, F, Hg, La, Mn, Mo, Ni, P, Pb, S, Sb, Se, Sr, Th, Ti, V, Y, Zn, Zn, Zr, Org. .C, índice pH35.
Se analizaron muestras de plantas para determinar SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, As, B, Ba, Cd, Cl, Co, Cr, Cu, F, Hg, La, Mn, Indicadores Mo, Ni, P, Pb, S, Sb, Se, Sr, Th, Ti, V, Y, Zn, Zr 33.
4. Características geoquímicas
(1) Características geoquímicas de las rocas
Los datos de análisis de las muestras de rocas de la sección Xinchang reflejan básicamente las características geoquímicas de las rocas del área. . Se puede ver en los datos estadísticos y los diagramas de sección transversal (Tabla 2-1, Figura 2-1) que las características químicas de las rocas en cada estrato son las siguientes:
Tabla 2-1 Contenido promedio de elementos en las rocas de cada unidad estratigráfica en la Sección Xinchang (n=23)
Nota: La unidad de contenido es óxido, cadmio y mercurio en ng/g, y el resto en mg/kg. ; los datos entre paréntesis son el número de muestras.
Figura 2-1 Distribución del contenido de elementos de roca y suelo en la Sección Geológica Ecológica de Xinchang, Provincia de Zhejiang
Formación Q-Cuaternario; Formación N1s-Shengxian; Formación K1c-Chaochuan; formación J3j-Jiuliping; formación J3g-Gaowu; formación J3d-Dashuang; granito del Cretácico temprano J3δη; As, B, Cr , F, Hg, S, Sb, Se, Sr, Zn y otros elementos tienen una anormalidad extremadamente alta (lo que significa que el contenido es mayor que el promedio más tres veces la desviación estándar, lo mismo a continuación) y se eliminan las características especiales individuales. Después del valor alto, el valor medio cae significativamente. El valor ultraalto del contenido de elementos en las muestras de lecho de roca está obviamente relacionado con procesos geológicos como la diagénesis sedimentaria, el magmatismo y la superposición de mineralización tardía.
El basalto negro de la Formación Shengxian (N1s) es obviamente rico en Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, P, Ti, V, Y, Zn, Zr, Fe, Ca y otros grandes cantidades de elementos y oligoelementos, el contenido de algunos elementos es varias veces o incluso decenas de veces mayor que el de otros estratos. Los niveles de plomo, K2O y SiO2 son muy bajos.
La formación Tingzitou (K1g) es evidentemente rica en SiO2 y oligoelementos como As, Hg, B, Mo y Sb, mientras que los contenidos en MgO, CaO y Na2O son bajos.
Los contenidos de varios elementos en otras formaciones y rocas también son diferentes, pero a excepción de S en J3d, Se en J3g, F y K2O en J3j, Sr en J3δηo y Pb en K1c, los contenidos son obvios. Excepto por el contenido más alto, la diferencia general en el contenido de otros elementos no es significativa.
(2) Características geoquímicas del suelo
Las características promedio del contenido de elementos del suelo superficial formado por la erosión de varias rocas se muestran en la Tabla 2-2.
Tabla 2-2 Contenido promedio de elementos del suelo formado por la erosión de varias rocas madre en la sección Xinchang (n=90)
Continúa tabla
Nota: Contenido la unidad es oxidación. Para las sustancias, el cadmio y el mercurio son ng/g, y los demás son mg/kg. El resto son mg/kg; los datos entre paréntesis son números de muestra.
Los valores anormales de As, Co, Cr, Hg, Mn, Ni, P, Sb, Sr, MgO, CaO, Na2O y otros componentes son evidentes. Después de excluir los valores atípicos, los valores medios de los elementos del suelo disminuyeron significativamente. Esto muestra que el contenido del elemento fluctúa mucho.
Algunos elementos del suelo heredan claramente las características de contenido de elementos de la roca madre que forma el suelo (material padre). El más obvio es el suelo formado por el desarrollo de basalto negro en la formación Shengxian (N1s). El contenido de Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, P, S, Se, Ti, V, Zn, Fe y. otros elementos es significativamente mayor que el de otras formaciones. El suelo formado por (masa rocosa) tiene bajo contenido de Pb, K2O, SiO2 y otros elementos. Esta combinación de elementos del suelo básicamente mantiene las características de composición elemental de la roca madre que forma el suelo y es baja en calcio y alta en magnesio, lo que es beneficioso para mejorar la calidad del té.
El suelo formado por la heterogénea lutita arenosa y roca volcánica (K1g) de la Formación Tiantou básicamente mantiene las características del material parental formador del suelo que es rico en SiO2, As, Mo y Sb, que es decir, estos componentes son más altos que otros materiales originales del suelo formado.
En términos generales, después de la meteorización para formar el suelo, la distribución de los elementos en el suelo tiende a ser uniforme. Los suelos formados a partir de diferentes orígenes geológicos (estratos, macizos rocosos) tienen diferencias en el contenido de elementos en comparación con el suelo. formando material parental. El grado se ha reducido.
(3) Características del contenido de elementos en el té
La Tabla 2-3 muestra el contenido promedio de elementos en muestras de té de la sección Xinchang.
Tabla 2-3 Contenido promedio de elementos del té producido a partir de diversas rocas madre que forman el suelo (materiales madre) en la sección Xinchang (n=19)
Continúa tabla
Nota: La unidad de contenido de óxido es, el cadmio y el mercurio son ng/g, y los demás son mg/kg. Los datos entre paréntesis son el número de muestras.
A excepción de algunas muestras como As, B, Cr, Cu, Sb, Ti, V, Fe y otros elementos que alcanzan valores extremadamente altos, los contenidos de cada elemento en el té son relativamente cercanos y los La diferencia es pequeña. Generalmente, no hay un valor extremadamente alto mayor que "3 veces la desviación estándar de la media".
El estrato de basalto negro de la Formación Shengxian (N1s) y el suelo formado por él son relativamente ricos en varios elementos. Sin embargo, además de Ni y Cr, el contenido de elementos en las hojas de té es significativamente mayor. al igual que Cu, Ti, V, Y, Zn, Fe y Mg son ligeramente superiores a los del té producido en otras formaciones, y sus contenidos de elementos son básicamente similares a los del té producido en otras formaciones. Esto muestra que el basalto negro de la Formación Shengxian (N1), rico en diversos elementos, y el suelo rico en dichos elementos que formó no condujeron a un aumento correspondiente en el contenido elemental en el té.
Los contenidos de Hg, Cd, F, Pb y otros elementos tóxicos en el té producido en el área de formación de la Formación Chaochuan (K1c) son significativamente más altos que los del té producido en otras áreas productoras de formación. también rico en Se, Sr, Zn, Mg, K y otros elementos esenciales para el cuerpo humano.
Los contenidos de Mn, P, S, Ca y otros elementos en el té producido en la formación Liping (J3j) son más altos que los del té producido en otras formaciones. Altos niveles de Mn y Ca pueden tener niveles no utilizables. Efectos sobre la calidad del té.
5. Distribución y migración de elementos en el sistema roca-suelo-planta
(1) Enriquecimiento y agotamiento de elementos durante la formación del suelo
Cálculo Las proporciones de contenido de elementos Se determinaron muestras del suelo del perfil de Xinchang y de roca madre pedogénica. Los resultados se muestran en la Tabla 2-4. La proporción de contenido de elementos de suelo y roca refleja las siguientes características.
Tabla 2-4 Proporciones promedio de contenido de elementos de muestras de suelo y roca madre formadora de suelo en la sección Xinchang (n=23)
Nota: Los datos entre paréntesis son el número de muestras.
El enriquecimiento y agotamiento de elementos durante la formación del suelo está estrechamente relacionado con el tipo de elementos.
La relación de contenido (contenido de suelo/contenido de roca) generalmente tiene las siguientes reglas: los elementos mayores a 5 incluyen Se y Hg, mostrando un fuerte enriquecimiento formador de suelo, los elementos entre 2-5 incluyen Cr, B, S, Ni y As, Mo; , que muestra un enriquecimiento evidente del suelo entre 1 y 2 incluyen Pb, Sb, Cu, V, Th, Fe, Ti, Mn, Co, Zr, Al, Cl, Cd, Zn, La, es decir, hay un; cierto grado de enriquecimiento durante la formación de loess; los elementos entre 0,5 y 1 incluyen P, Si, F, Y, Mg, K, Ba, Ca y Sr, y sus pérdidas son más evidentes durante el proceso de meteorización. 10 incluyen Cl, F, S; los elementos 1-10 incluyen Mn, Ca, P, Na, Hg; los elementos 0,1-1 incluyen K, Ba, Cd, Sr, Se, Mg, Ni, Zn, Sb, Pb, Mo, As; elementos con 0,01-0,01 incluyen Y, B, Cr, Al, La, Cu, Co, V; elementos con menos de 0,01 incluyen Th, Zr, Fe, Si, Ti;
La tasa de absorción y acumulación de elementos del suelo por el té también está relacionada con el contexto geológico. Los datos muestran que las tasas de absorción y acumulación de muchos elementos también son muy diferentes dependiendo de la litología de la formación. Entre ellos, las tasas de absorción y acumulación de F, Mn, Mo, P, Sr, Ti, V, Zn, Al y Na en las hojas de té de la Formación Asahikawa (K1c) son mayores que las de otras litologías de formación Cd, Ni; en las hojas de té de la Formación Tiantou (K1g), S y Fe tienen mayores tasas de absorción y acumulación, mientras que As, Hg, Cr, F, La, Mo, Sb, Sr, Y, Al, Na y K tienen menor absorción y acumulación. tasas estratos del Cretácico Inferior (K1g) Las tasas de absorción y acumulación de Cd, Ni, S y Fe en el té son mayores, mientras que las tasas de absorción y acumulación de As, Hg, Cr, F, La, Mo, Sb, Sr, Y; , Al, Na y K son menores. Las hojas de té del granito del Cretácico Inferior (K1γ) tienen una mayor tasa de absorción y tasa de acumulación de As y S, pero menores tasas de absorción y tasas de acumulación de Pb, Se, Th y Mg en las hojas de té del área de basalto negro; Formación Shengxian (N1) Las tasas de absorción y acumulación de B, La, Pb, Th, Y y K son más altas, mientras que las tasas de absorción y acumulación de elementos como Cd, Cl, Co, Mn, Ni, P, Se, Ti, V, Zn y Fe son más altos. Hierro, etc. La tasa de absorción y la tasa de acumulación son bajas.
(3) Cambios en el contenido de elementos en perfiles geotécnicos típicos
A lo largo del perfil geológico ecológico de Xinchang, se recolectaron rocas madre pedogénicas típicas y diferentes capas formadas por el desarrollo de rocas madre pedogénicas en capas Para muestras de suelo, el contenido promedio de algunos elementos se muestra en la Tabla 2-7 (la primera capa de la tabla es la superficie del suelo de 0 a 20 cm, la segunda capa es equivalente a la capa B y la tercera capa es equivalente a. capa C). Se puede ver en la tabla:
Tabla 2-7 Cambios verticales en el contenido de elementos en perfiles geotécnicos típicos
Nota: Las unidades de contenido de K2O y Na2O son ng/g, y Cd y Hg son ng/g, el resto son mg/kg; los datos entre paréntesis son números de sección típicos.
Durante la erosión del lecho de roca en el suelo, la mayoría de los oligoelementos como Hg, Cd, S, Se, etc. se enriquecen gradualmente, es decir, de la capa de lecho de roca a la capa de suelo 3 a la capa de suelo 2. 1, el contenido sigue aumentando. Esta ley de enriquecimiento natural de los elementos durante la formación del suelo significa que cuando existe un alto fondo geoquímico de dichos elementos en el lecho de roca, es posible formar anomalías de los elementos del suelo de cierta intensidad a través de la acción supergénica del suelo. , el proceso de formación y enriquecimiento de elementos vitales importantes como el Se en el suelo significa que, bajo las condiciones naturales del paisaje del área de estudio, es propicio para la formación de un ambiente ecológico del suelo con un contenido de Se relativamente rico, que proporciona una base material. para el desarrollo de productos agrícolas ricos en Se.
Los elementos fácilmente lixiviados como el K y el Na, que son muy activos en el entorno supergénico, generalmente muestran un consumo de lixiviación durante el proceso de meteorización del lecho rocoso. Sin embargo, en el suelo formado a partir de diferentes estratos (masas rocosas), el patrón de cambio desde el lecho de roca - capa de suelo 3 - capa de suelo 2 - capa de suelo 1 no es consistente. A veces, el contenido del suelo superficial es mayor que el del suelo profundo. Esto se debe a que la superficie del suelo tiene un grado de arcilla relativamente alto, lo que resulta en un enriquecimiento relativo de K y Na.
6. Características del entorno ecológico
La investigación sobre el perfil geológico ecológico de Xinchang muestra que diferentes condiciones geológicas de fondo (estratos, tipos de litología) conducen a características de combinación de elementos y niveles de contenido en el lecho rocoso y el suelo. diferente. El contenido de Fe, K, Si, As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, P, Pb, Th, Ti, V, Zr y otros elementos en el suelo residual de la pendiente formado por la erosión del lecho rocoso. se ven afectados principalmente por el padre. Existe una buena relación entre el control del contenido de elementos de roca y los dos. Las características de formación, tipo de litología y combinación de elementos afectan las características del contenido de elementos tóxicos y nocivos, elementos nutrientes de las plantas y elementos esenciales para la vida en el suelo. Estudiar y resumir estas características genéticas puede proporcionar una base geológica y geoquímica para la calidad ambiental del suelo, la evaluación del potencial de cultivo y producción del suelo y la planificación del desarrollo de áreas adecuadas para plantar productos agrícolas característicos y de alta calidad.
A través de estudios de campo y visitas a los departamentos de gestión de la producción agrícola, se descubrió que las áreas de ventaja de producción agrícola de Xinchang corresponden principalmente al área de fondo geológico de la plataforma de basalto negro de la Formación Shengxian (N1). Las investigaciones muestran que el basalto negro es rico en una variedad de elementos nutritivos y beneficiosos. El suelo profundo formado por la erosión tiene una textura adecuada, lo que favorece la retención de agua y fertilizantes. propicio para el crecimiento y alto rendimiento de los cultivos. Por ejemplo, en la plataforma de basalto se producen principalmente importantes especialidades locales famosas y de alta calidad, como Xinchang Xiaojinsheng (maní) y té Xinchang. Sin embargo, debido a que el basalto es rico en nutrientes y elementos beneficiosos, el contenido de elementos de metales pesados como Cd, Cr, Cu, Ni, Zn, etc. también es relativamente alto. El suelo erosionado también es rico en estos elementos, lo que plantea un problema. amenazan la seguridad y la calidad de los productos agrícolas. Por lo tanto, en el diseño de desarrollo de la producción agrícola en la plataforma de basalto, por un lado, es necesario hacer un diseño razonable basado en las características estructurales del suelo, el contenido de nutrientes y elementos beneficiosos de la plataforma de basalto, y en base a los requisitos para condiciones ambientales adecuadas para productos agrícolas característicos y de alta calidad, a fin de aprovechar al máximo los beneficios del suelo de plataforma de basalto para los cultivos y, al mismo tiempo, los peligros ocultos causados por el alto contenido de metales pesados en el suelo. Se debe tener en cuenta y se deben descartar los cultivos que no son fáciles de absorber y acumular metales pesados para garantizar la siembra de cultivos con baja acumulación de metales pesados. Al mismo tiempo, también se deben considerar los posibles problemas causados por el alto contenido de metales pesados en el suelo, y se deben descartar los cultivos con menor absorción y acumulación de metales pesados para lograr el objetivo de producir productos agrícolas ecológicos y seguros y mejorar la producción agrícola. eficiencia.