湖南和陕南埃迪卡拉纪—早寒武世地层中硒,砷的分布富集机理及其环境效应

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1、密级：博士学位论文湖南和陕南埃迪卡拉纪-早寒武世地层中硒、砷的分布富集机理及其环境效应作者姓名：倪润祥指导教师:雒昆利研究员中国科学院地理科学与资源研究所学位类别:理学博士学科专业:环境科学研究所:中国科学院地理科学与资源研究所2015年5月DistributionandenrichmentmechanismofseleniumandarsenicinEdiacaran-EarlyCambrianstrataofsouthernHunanandsouthernShaanxiProvincesanditsenvir

2、onmentaleffectsByRunxiangNiADissertation/ThesisSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofEnvironmentalScienceInstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearchMay,2015致谢四年的博士学习生涯即将画上句号，此时

3、坐在桌前细细回忆四年来走过的每一步路，感受最为深刻的是各位老师、同学、朋友和家人给予我的无私帮助。在此，向各位帮助我的老师、同学、朋友和家人表示深深的感谢。诚挚感谢我的导师雒昆利研究员。作为导师，雒老师在地质环境与健康方面拥有深厚的理论知识，且她对科学事业有无上的热情，当我在学术上感到困惑时，她的指导往往宛如醍醐灌顶一般。每次野外考察，雒老师身先士卒、不辞劳苦的精神时刻激励着我在科研的道路上勇往直前。作为长辈，雒老师豁达的性格、助人为乐的热情深深感染我，让我在生活的道路上充满自信。能够成为雒老师的学生，我感到十分

4、荣幸。雒老师的教导我将铭记于心。论文以湖南省桃源县为研究区，感谢桃源县的工作人员在野外样品采集和地方协调方面给予的帮助。感谢湖南省桃源县钟吉太部长（桃源县组织部）、彭爱立局长（桃源县农业局）、刘茂秋站长（桃源县农业科技信息管理站）、颜送贵老师、彭景春、刘春庭和当地居民在样品采集工作的大力协调和帮助。感谢课题组的师兄弟、师姐在工作、学习和生活中给予我的关心和帮助。李玲师姐、徐永新和刘永林师兄教会我样品的室外采集和室内测试，为我快速准确获取论文所需数据奠定了基础；田兴磊、王少彬、杜亚军、龙杰、蒲海霞师弟（妹）们在样品

5、采集和分析、文献资料获取方面给予我了全力的支持。所理化分析中心张宏志老师精通ICP-MS/OES和实验室各类常用仪器，他的辛勤工作为我的样品分析工作提供了基础保障，在此表示感谢。非常感谢我的父母，正是因为有他们无私的奉献，我才能在此专心科研工作；而我的兄弟姐妹和朋友时刻鼓励我、理解和支持我，让我充满自信的完成博士论文。本论文得到国家重点基础研究发展计划（973计划）课题―煤中有害元素环境污染评价及控制技术示范（2014CB23896）‖、国家自然科学基金―埃迪卡拉纪-寒武纪地层中硒、砷等微量生命元素的含量和分布规

6、律（41172310）‖、国家自然科学基金―云南不明原因猝死病的地质背景特征和共性研究（41472322）‖及地方科技项目―紫阳高硒区硒资源综合调查研究‖和―湖南省桃源县硒资源调查‖等科研项目的资助，在此一并感谢。倪润祥2015年5月I摘要硒、砷是重要的生命元素，但其在地层中的含量和分布一直没有引起足够的重视，其分布富集规律不清。埃迪卡拉纪-早寒武世是地史和生命史中极为重要的一段时期。埃迪卡拉纪时期，是地球初生近四十亿年的一个结束时期，地球环境和生物发生重大变化，出现了埃迪卡拉动物；早寒武世发生生物大变革。不同时

7、代不同岩石类型地层中硒、砷的分布和富集规律研究的较少，对现代环境中硒、砷的地质来源研究更少。本文以湖南省桃源县和陕西省紫阳县出露的埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期地层的常量、微量、稀土元素，特别是硒、砷含量和分布研究为主，对比其他不同时代不同类型地层中的常量、微量、稀土元素，特别是硒、砷含量和分布等，进一步探讨埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期地层中硒、砷的分布和富集规律。同时通过分析不同时代不同岩石类型地层及其出露区的土壤、植物、饮用水中硒、砷、常量、微量和稀土元素含量以及其相关性，探讨不同时代不同岩石类型地层中硒、砷的分布和富

8、集规律对出露区土壤、植物、饮用水中硒、砷含量和分布影响，以及典型地区居民日硒、砷摄入量与长寿人口空间分异之间的关系。主要取得以下认识：（1）埃迪卡拉系灯影组白云岩、埃迪卡拉系留茶坡组硅质岩和硅质岩中夹的灰岩、下寒武统小烟溪组黑色页岩中夹的黑色硅质岩和灰岩中硒含量较上地壳丰度值强富集（0.50≤Se＜5.00，10≤EFSe＜100）；埃迪卡拉系留茶坡组顶部板岩、下寒武统牛