隐伏金属矿床植物地球化学异常形成的机理试验研究

摘要

本文通过热带雨林和亚热带森林区不同类型金属矿床的野外岩-土-植物系统的采样、测试分析及植物生态模拟栽培等试验,对植物地球化学异常形成机理进行了研究。
　　发现:(1)隐伏金属矿床上部发育有良好的植物地球化学异常,异常的元素组合与矿床的矿物元素组合极为相似。一个产于山脊的矿体植物地球化学异常可以形成“二元结构”:靠近山脊或坡上的异常元素组合复杂,强度高,反映了山脊或坡上深部矿体的部位及埋藏深度;坡下接近水系的异常元素组合较简单,强度相对较低,其异常中心相对于矿体向坡下有一定的位移。植物地球化学异常的形成及发育特征明显受到矿床地质、地形地貌、水文地质和水热条件等地学因素的控制。(2)在植物体内,多数元素富集于植物的根部,其次是植物顶部叶,而中部皮和木质部贫化;植物吸收和转移能力强的元素,多为一些毒性较小或者营养性元素(如Mo、B、Zn),这类元素有可能形成明显的植物地球化学异常;而吸收和转移能力弱的多为毒性较大(如As、Pb、Cd)或具有重砂性质(如W、Sn)的元素,它们有可能因根部向上转移的能力较小而被滞留根部而形成较强的根部异常。元素的有效性或毒性及其被植物吸收、转移性质是影响植物地球化学异常形成的重要因素。(3)大部分的元素在土壤中赋存形态以残渣态为主,其次是铁锰水合氧化物结合态、有机结合态,可交换态与碳酸盐结合态最次;元素的可交换态和残渣态形态比系数与植物的生物吸收系数序列及生物转移系数序列相似。土壤中可交换态相对较多,残渣态相对较少的元素易于被植物吸收、转移。元素的赋存形态也是影响植物地球化学异常形成的重要因素。(4)植物细胞及微区分析研究表明:植物地球化学异常的物质以高含量的金属聚集体(电子致高密度体物质)的形式沉淀在植物液胞中或细胞壁及膜边缘。矿区植物地球化学异常的金属量是在屏蔽效应起作用的范围内,植物还未明显出现器官或个体受害症状,还能生长发育情况下的聚集量,是金属胁迫植物吸收过程中产生避性屏障和耐性屏障的综合反映,发育良好的植物地球化学异常的元素通常是那些植物中避性较小而耐性较大的元素。(5)种植试验结果表明,高浓度金属环境胁迫条件下,植物生理会发生一系列变化:植物光合作用受阻,细胞中叶绿素a、b含量减少;植物细胞膜性结构发生过氧化反应,质膜透性变大,丙二醛(MDA)含量升高,抗氧化系统中的抗氧化酶SOD、POD活性增大。这些生理生化指标的变化,不仅说明了植物地球化学异常在生理生化方面的内在本质变化,而且可以将其作为一种植物地球化学找矿的评价指标。通过对植物异常形成的地学—生理生态学机理的试验研究,建立其成因模型,能为植物地球化学异常的解释评价提供理论依据。

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第1章 绪言

1.1 选题依据

1.2 研究现状及存在的主要问题

1.3 研究目的及意义

1.4 试验方法技术概述

1.5主要实物工作量

第2章 地学因素对植物地球化学异常形成的影响试验研究

2.1 研究实例及研究方法

2.2 云南西双版纳地区南坡铜矿床

2.3 广西富贺钟地区盐田岭锡石硫化物矿床

2.4 隐伏金属矿床植物地球化学异常形成的地学机制成因模型

2.5 小结

第3章 土—植系统元素分布与迁移对植物地球化学异常形成的影响试验研究

3.1 研究实例及研究方法

3.2元素在土壤中的分布分配特征

3.3元素在植物中的分布分配特征

3.4植物的生物吸收和生物转移及对植物地球化学异常形成的影响

3.5小结

第4章 土壤中元素的赋存形态及对植物地球化学异常形成的影响试验研究

4.1 研究实例及研究方法

4.2元素在土壤和植物中的分布分配

4.3元素不同赋存形态在土壤中的分配

4.4 元素赋存形态对植物地球化学异常形成的影响

4.5 小结

第5章 植物生理生态学因素对植物地球化学异常形成影响试验研究

5.1 研究实例及研究方法

5.2植物对元素的吸收特征

5.3 植物地球化学异常的细胞微观表现

5.4 植物生理生态对植物地球化学异常形成的影响分析

5.5 小结

第6章 金属胁迫对植物地球化学异常形成影响的植物栽培及生化指标测试试验研究

6.1研究目的和试验方法

6.2 结果与讨论

6.3 小结

第7章 主要的研究结论及研究展望

7.1 主要研究结论

7.2 研究展望

参考文献

附录

个人简介

致谢