梁勝躍，薛懷友，劉建東，徐明鉆，祁 超，金志鵬，胡東泉

（江蘇省地質(zhì)勘查技術(shù)院，南京 210049）

莫桑比克楠普拉省某地土壤地球化學(xué)特征

梁勝躍，薛懷友，劉建東，徐明鉆，祁 超，金志鵬，胡東泉

（江蘇省地質(zhì)勘查技術(shù)院，南京 210049）

以莫桑比克楠普拉地區(qū)草原稀樹景觀區(qū)某處為試驗(yàn)區(qū)，開展了土壤測(cè)量試驗(yàn)工作。這里主要展示了試驗(yàn)區(qū)土壤中Au、Ag、Cu、Pb、Zn等18種元素的含量水平，介紹了不同類型土壤各層位的粒級(jí)組成特征，研究了這些元素次生富集、貧化特征，并結(jié)合地質(zhì)、重礦物等特征初步探討了土壤元素含量分布成因。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：試驗(yàn)區(qū)土壤元素含量水平與上地殼土壤元素豐度及我國(guó)土壤元素豐度均有較大差異；殘坡積土壤中元素含量垂向分布總體規(guī)律性明顯，表層土壤中Au、Ag、Zn、Li、Nb、Mo、Fe、Ta等8個(gè)元素發(fā)生次生貧化作用，Cu、Hg、Zr、Si等四個(gè)元素發(fā)生了明顯的次生富集作用，Sn、Cu、Pb、Ta、Sb、K等元素表現(xiàn)出在B層或C層含量較高的特點(diǎn)。該項(xiàng)研究豐富了莫桑比克地球化學(xué)基礎(chǔ)資料，為進(jìn)一步研究莫桑比克土壤元素地球化學(xué)豐度提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為我國(guó)企業(yè)在非洲類似景觀區(qū)開展土壤地球化學(xué)測(cè)量工作提供了技術(shù)參考。

莫桑比克；土壤測(cè)量；元素富集貧化；元素遷移；勘查地球化學(xué)

0 引言

莫桑比克成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，礦產(chǎn)資源豐富，特別是煤、天然氣、稀土礦、黃金、鈦和非金屬礦等礦產(chǎn)儲(chǔ)量巨大，鉭儲(chǔ)量居世界首位，此外莫桑比克石油和鉆石的發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｗ罱１瓤诉€發(fā)現(xiàn)了大量的重礦砂（heavy mineral sands）、煤、黃金、鉭鈮礦和其他稀有金屬、石墨、暗色花崗巖等［1－2］。莫桑比克作為我國(guó)傳統(tǒng)的友好國(guó)家，奉行對(duì)華友好政策，2009年中國(guó)已經(jīng)成為莫桑比克第二大投資國(guó)［3］，特別是近幾年我國(guó)地質(zhì)找礦“走出去”戰(zhàn)略的實(shí)施，使得我國(guó)企業(yè)在地質(zhì)礦產(chǎn)、石油、能源等相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)開始進(jìn)入該國(guó)開展勘查、投資工作。作者在莫桑比克開展地質(zhì)找礦工作，在收集資料的過程中發(fā)現(xiàn)，莫桑比克乃至整個(gè)非洲的地質(zhì)工作程度相當(dāng)?shù)?，特別是勘查地球化學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)資料更是少之又少（例如可借鑒的區(qū)域地化資料、土壤元素地球化學(xué)豐度、土壤粒級(jí)組等基礎(chǔ)資料幾乎空白），給我國(guó)企業(yè)在該國(guó)從事地球化學(xué)勘查工作造成了不便。鑒于此，為了解莫桑比克土壤元素地球化學(xué)特征及元素垂向遷移變化規(guī)律等基礎(chǔ)信息，作者在莫桑比克楠普拉草原稀樹景觀區(qū)，選擇一處典型的前寒武紀(jì)地層區(qū)，開展了土壤測(cè)量試驗(yàn)工作，對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，作為該地區(qū)的背景值供參考。這里主要總結(jié)分析土壤粒級(jí)組成、土壤元素的垂向遷移規(guī)律，并初步探討了部分元素的分布成因。此項(xiàng)工作豐富了非洲地球化學(xué)勘查基礎(chǔ)研究工作，為我國(guó)地勘單位及相關(guān)企業(yè)，在莫桑比克乃至非洲開展地質(zhì)找礦，特別是開展地球化學(xué)找礦與研究工作提供基礎(chǔ)信息。

1 自然地理及地質(zhì)概況

1．1 自然地理

莫桑比克位于非洲東南部，東臨印度洋，西鄰贊比亞、津巴布韋和南非，北和坦桑尼亞接壤。

莫桑比克全境60%面積為高原區(qū)，其他基本為平原區(qū)，地勢(shì)從西北至東南大致可以分為三級(jí)階梯：①西北部平均海拔在500m～1 000m之間，主要以高原和山地為主；②中部為地臺(tái)區(qū)，海拔從內(nèi)側(cè)的500m下降到外側(cè)的200m，主要以低山丘陵和各種流水地貌為主（圖1）；③東部沿海為長(zhǎng)條狀的平原，稱為莫桑比克平原，海拔在100m以下，為非洲最大的平原之一，由北向南，呈帶狀分布，北窄南寬，總面積為33×104km2。

圖1 莫桑比克楠普拉省試驗(yàn)區(qū)自然景觀Fig．1 The landscape of testing area in Nampula province，Mozambique

試驗(yàn)區(qū)位于中部地臺(tái)區(qū)，屬于熱帶草原景觀區(qū)，植被主要為稠密的高草和灌木，喬木稀疏分布局，部地段密集，溫度一般在16℃～30℃，全年分為兩季，5月～10月為旱季，其余為雨季，年降雨量為1 400mm～1 800mm。

1．2 區(qū)域地質(zhì)概況

莫桑比克地質(zhì)演化歷史與整個(gè)非洲南部地區(qū)的地質(zhì)－古地理以及構(gòu)造發(fā)展改造密不可分。非洲南部的地質(zhì)構(gòu)造演化事件從始太古代至今依次主要有七個(gè)［4－5］：①始太古代－古太古代的岡瓦納超大陸與原始海洋的形成；②中太古界與新太古界的發(fā)育，花崗巖及綠巖帶的形成，克拉通化和克拉通內(nèi)部活動(dòng)帶的發(fā)育；③元古代幾個(gè)構(gòu)造旋回的終結(jié)，并伴隨著早期古生代泛非構(gòu)造旋回；④古生界發(fā)育（僅在南非Cape省發(fā)育）；⑤晚古生代至中生代凹陷、裂谷及火山作用導(dǎo)致卡羅（Karoo）盆地的形成；⑥中生代－新生代裂谷和裂谷伴生的構(gòu)造以及巖漿作用形成了海洋邊緣盆地；⑦盆地的持續(xù)發(fā)育及一系列的斷裂等地質(zhì)過程發(fā)育第四系。

非洲南部共有13個(gè)構(gòu)造?。?］，各構(gòu)造省的分布如圖2所示，試驗(yàn)區(qū)位于莫桑比克構(gòu)造省的楠普拉構(gòu)造亞省內(nèi)。莫桑比克境內(nèi)三分之二為前寒武紀(jì)地層，三分之一是顯生宙地層（圖3）。寒武紀(jì)地層主要為太古代到上元古代火成巖和變質(zhì)巖；顯生宙地層包括卡羅超群（Karoo）、侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)、第三紀(jì)和第四紀(jì)沉積巖和相關(guān)火成巖。總體上，老巖層分布在北部和西部，侏羅紀(jì)和更新世巖層，分布在Zambezi峽谷以南和東北部［7］。

圖2 非洲南部構(gòu)造省份劃分示意圖［6］Fig．2 Tectonic provinces of southern Africa

1．3 試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)概況

試驗(yàn)區(qū)內(nèi)出露中元古代楠普拉（NAM PULA）超群雜巖體［8］（圖4），試驗(yàn)區(qū)內(nèi)該雜巖體分為中元古代楠普拉群上部的Culicui組地層、中元古界楠普拉群中下部的Mamala片麻巖地層，其中Culicui組為試驗(yàn)區(qū)主要地層，巖性主要有變余斑狀花崗片麻巖及等?；◢徠閹r。

試驗(yàn)區(qū)內(nèi)巖漿巖多呈巖株?duì)钋治挥谥性糯拈绽海≒2NM）上部Culicui組的地層中，巖性為穆魯普拉組（Murrupula Suite）的二長(zhǎng)花崗巖，其U－Pb SHRIMP年齡是532±5Ma［8］，但區(qū)內(nèi)巖漿巖多被第四系風(fēng)化層覆蓋，可見零星露頭出露。

此外試驗(yàn)區(qū)還出露巖脈，多為花崗偉晶巖，少量巖脈中可見晶體發(fā)育完好的磁鐵礦、鈦鐵礦等暗色礦物，巖脈走向以北東、北西向?yàn)橹?，巖石化學(xué)成分特征與二長(zhǎng)花崗巖基本相同。試驗(yàn)區(qū)主要有三個(gè)階段構(gòu)造發(fā)育，①前寒武紀(jì)隸屬中晚元古代莫桑比克構(gòu)造（造山）帶運(yùn)動(dòng)，構(gòu)造以北西向斷裂為主；②泛非構(gòu)造期卡丹（Katangan）構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，巖漿活動(dòng)侵入形成花崗巖巖體；③第四紀(jì)時(shí)期新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，控制了試驗(yàn)區(qū)第四系分布。

圖3 莫桑比克地質(zhì)示意圖［7］Fig．3 Geological sketch map of Mozambique

圖4 試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)及工作分布簡(jiǎn)圖［8］Fig．4 Geological and work distribution map of test area

2 工作方法及測(cè)試分析

2．1 工作方法

在試驗(yàn)區(qū)開展面積性土壤測(cè)量（圖4），平均每4個(gè)點(diǎn)／km2，采集殘坡積土壤，取樣層位B層，取樣深度為40cm～60cm，為保證樣品的代表性每一點(diǎn)位至少采集3個(gè)件子樣組合為一件土壤樣。參考前人在不同景觀區(qū)下取樣粒級(jí)及試驗(yàn)結(jié)果［9－13］，結(jié)合本區(qū)土壤粒級(jí)組成，本次面積性土壤測(cè)量取樣粒級(jí)選擇－20目，在野外直接過篩，對(duì)于潮濕樣品帶回室內(nèi)風(fēng)干后過篩。

在試驗(yàn)區(qū)南部、中部及北部，選擇能夠代表區(qū)內(nèi)土壤主要類型的典型地段，避免人為活動(dòng)影響的位置，布設(shè)3條垂向土壤試驗(yàn)剖面（圖4），配合采集了自然重砂樣品。土壤剖面采用淺井方式施工，連續(xù)刻槽取樣法采集土壤樣品，在土壤層位交界處嚴(yán)格按分層取樣，同一土壤層位視厚度及實(shí)際情況確定采樣間距。QJ3號(hào)淺井因深部滲水原因未能揭露至基巖，其余兩個(gè)均揭露至基巖。

為研究試驗(yàn)區(qū)土壤粒級(jí)組成，對(duì)3個(gè)垂向剖面土壤樣品進(jìn)行篩分處理，分別過20目、40目、60目、120目不銹鋼篩，并對(duì)每一個(gè)截取粒級(jí)的子樣進(jìn)行稱重，分層計(jì)算粒級(jí)重量百分比，并詳細(xì)記錄，統(tǒng)計(jì)得出試驗(yàn)區(qū)3種類型的土壤粒級(jí)組成（表2）。

2．2 測(cè)試分析

土壤元素測(cè)試及巖礦鑒定工作由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成，在室內(nèi)將樣品進(jìn)行研磨至－200目，研磨過程嚴(yán)格避免樣品污染，土壤測(cè)試指標(biāo)：Au、Ag、As、Sb、Hg、Cu、Mo、Pb、Zn、Sn、Zr、Li、Ta、Nb、K、Si、Fe、Na等18種，具體各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試方法及質(zhì)量控制情況見表1，送交的5件密碼樣，分析結(jié)果合率達(dá)到96%，其余各項(xiàng)分析質(zhì)量指標(biāo)合格。

重砂樣品在實(shí)驗(yàn)室經(jīng)重力及磁性分選后，采用人工鏡下鑒定，在鑒定結(jié)果基礎(chǔ)上，作者對(duì)副樣中各種礦物進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，結(jié)合取樣重量、體積等計(jì)算主要礦物的含量。

表1 樣品分析方法及質(zhì)量控制結(jié)果Tab．1 Analytical methods and result of quality control

3 試驗(yàn)區(qū)土壤元素地球化學(xué)特征

3．1 試驗(yàn)區(qū)土壤粒級(jí)組成特征

1）QJ01剖面位于低緩山坡處，植被發(fā)育，土壤類型以殘積成因?yàn)橹?，坡積次之，以下簡(jiǎn)稱“殘坡積”土壤，剖面深度為4．5m，土壤分為A、B、C、R層。

2）QJ02號(hào)試驗(yàn)剖面位于一級(jí)水系的一級(jí)階地之上，植被發(fā)育，土壤類型以沖積成因土壤為主，坡積次之，以下簡(jiǎn)稱“沖積－坡積”土壤，剖面深度為1．5m，土壤分為A、B、C層。

3）QJ03號(hào)剖面位于二級(jí)水系的一級(jí)階地之上，植被發(fā)育灌木及少量喬木，土壤類型以沉積為主，坡積及洪積次之，以下簡(jiǎn)稱“沉積－坡積”土壤，剖面深度4．5m，分為A、B、C層，因底部有大量滲水（河流補(bǔ)給）無法施工，故僅采集至C層土壤。

由表2可見，三種類型土壤總體粒級(jí)組成差異明顯：①殘坡積土壤，A層土壤以細(xì)粒級(jí)（－60目）為主，B與C層主要為粗粒級(jí)（＋20目）和細(xì)粒級(jí)（－60目），兩種粒級(jí)比例相當(dāng)，R層（輕度風(fēng)化基巖易碎）以粗粒級(jí)為主；②沖積－坡積土壤，A層以中－粗粒級(jí)為主（＋60目），其余層位土壤粒級(jí)組成與A層類似；③沉積－坡積土壤，A層以中等粒級(jí)（－20目～60目）為主，B層與A層類似，C層粗粒級(jí)比重最高，其余粒級(jí)比重水平相當(dāng)。

表2 不同類型土壤顆粒組成特征統(tǒng)計(jì)表Tab．2 The percentage of grades in three types soil

三種類型土壤的粒級(jí)組成縱向變化特征也各有特點(diǎn)：①殘坡積土壤，從地表至基巖粒級(jí)分布具有明顯的規(guī)律性，粗粒級(jí)（＋20目）的比重逐漸從30%到50%逐漸升高，其中B層C層含量相當(dāng)，細(xì)粒級(jí)（－60目）的比重逐漸降低；②沖積－坡積土壤，從地表至基巖各種粒級(jí)總體分布較為穩(wěn)定，中等粒級(jí)（－20目～40目）土壤表現(xiàn)出比重降低；③沉積－坡積土壤，從A至C層各種截取粒級(jí)漸變性較差，特別是在由B至C層過渡時(shí)，幾乎每種粒級(jí)組成均表現(xiàn)出突然改變，如C層粗粒級(jí)明顯高于A、B兩層，細(xì)粒級(jí)明顯低于A、B兩層?？傮w上A與B層各種粒級(jí)比例相當(dāng)。

綜上所述，殘坡積－沖積坡積－沉積坡積土壤粒級(jí)組成的縱向變化規(guī)律性由強(qiáng)變?nèi)?，三種土壤各層粒級(jí)組成特征具有明顯差異。將來在類似景觀區(qū)開展土壤測(cè)量，應(yīng)參考上述規(guī)律合理部署工作，優(yōu)選土壤類型、層位、粒級(jí)、深度等因素，使之即全面地反應(yīng)元素地球化學(xué)信息，又能提高野外工作效率。

3．2 試驗(yàn)區(qū)土壤元素含量背景值特征

剔除礦化蝕變等地段土壤樣品，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析剔除不滿足化探及統(tǒng)計(jì)學(xué)要求的數(shù)據(jù)，計(jì)算平均值作為試驗(yàn)區(qū)土壤元素含量背景值，并將其與上地殼元素豐度及中國(guó)土壤元素豐度［14－17］進(jìn)行對(duì)照研究（表3）。由表3可見，與上地殼元素豐度相比，試驗(yàn)區(qū)土壤中18種元素含量有著明顯差異：Sb、Hg、Na、Cu、Fe、As、Zn、Au、Mo、Sn、Ag等11種元素含量明顯低于上地殼豐度；Nb、Si、Li、Ta等元素與上地殼元素豐度相當(dāng)；K、Pb、Zr元素含量明顯高于上地殼元素豐度，尤其是Zr含量遠(yuǎn)高于上地殼及中國(guó)土壤的豐度，這與本區(qū)主要巖性花崗質(zhì)片麻巖中礦物組成有關(guān)。

與中國(guó)土壤元素豐度相比，Mo、Ta含量水平相當(dāng)；Sn、K、Pb、Zr高于中國(guó)土壤元素豐度，其余元素均明顯低于中國(guó)土壤豐度?？梢姳敬窝芯康?8種元素含量與上地殼及中國(guó)土壤元素豐度均有明顯差異，且大部分元素含量低于上述標(biāo)準(zhǔn)，特別是Pb、 K、Zr、Cu、Zn、Sb、Fe、Na等元素背景含量差異尤其明顯。因此在類似景觀區(qū)開展土壤測(cè)量工作，在選取參考背景時(shí)應(yīng)加以注意，避免遺漏重要地球化學(xué)信息。

3．3 試驗(yàn)區(qū)不同土壤類型間元素含量特征

為研究不同類型土壤元素總體含量特征，作者對(duì)各剖面土壤元素含量取平均值（表4）。

對(duì)比表4中三條土壤剖面的平均元素含量，發(fā)現(xiàn)不同類型的土壤中元素含量表現(xiàn)出一定的差異，如：殘坡積土壤（QJ01剖面）（沖積－坡積土壤（QJ02剖面）（沉積－坡積土壤（QJ03剖面），Sn、Pb、Zn、Li、Nb、Mo、Ta、As、Zr、Fe等元素含量由高逐漸降低，甚至個(gè)別元素從富集（或與背景相當(dāng)）轉(zhuǎn)變?yōu)樨毣慌c之相反，Na、K、Si等元素含量則由低逐漸升高。上述三種土壤類型的變化也很大程度上反映了土壤遷移距離的增加，對(duì)于這些元素所表現(xiàn)出來的含量變化特征應(yīng)給予足夠重視，以便為在類似景觀區(qū)找礦或環(huán)境研究提參考，甚至為一些異常的解釋及評(píng)價(jià)提供依據(jù)。

3．4 試驗(yàn)區(qū)土壤元素含量垂向分布特征

表3 試驗(yàn)區(qū)土壤元素含量與已有元素豐度對(duì)照表Tab．3 The contrast between elements'contents of soil in test area and soil abundance

為研究土壤元素含量垂向分布特征，將各剖面中土壤進(jìn)行分層，統(tǒng)計(jì)各層元素含量平均值（表4），分別制作元素垂向含量變化曲線圖（圖5－圖7），不同類型土壤的元素含量垂向分布特征如下。

3．4．1 殘坡積土壤元素含量垂向分布特征

結(jié)合表4、圖5可見，殘坡積土壤中大部分元素含量垂向上分布具有明顯規(guī)律性，具體如下：

1）部分元素由地表至深部含量逐漸升高，這類元素有Zn、Li、Nb、Mo、Ta、Fe、Ag、Au等8個(gè)元素，說明在試驗(yàn)區(qū)的景觀條件下，這些元素在風(fēng)化成壤過程中發(fā)生了流失，表現(xiàn)出次生貧化的現(xiàn)象，特別是Zn、Li兩個(gè)元素流失現(xiàn)象尤為顯著。Fe的次生貧化現(xiàn)象可能是由于上層土壤的灰化作用引起［18］。Ag、Au、Zn、Li、Nb、Mo、Ta元素的含量變化與中等粒級(jí)（－20目～60目）比重變化接近，它們之間可能具有一定的聯(lián)系［19］。

表4 剖面中土壤元素含量垂向分布特征統(tǒng)計(jì)表XTab．4 The vertical distribution of elements in soil profiles

2）部分元素由地表至深部含量逐漸降低。這類元素有Cu、Hg、Zr、Si等4個(gè)元素，表現(xiàn)出不同程度的次生富集現(xiàn)象。

Cu在各層平均含量上來看，總體上成次生富集特征，但是該元素含量在R層波動(dòng)范圍較大（圖5），R層上部為谷值下部為峰值，這可能是由于基巖中元素分布不均勻引起，此外這種現(xiàn)象在Li、Na等多個(gè)元素中不同程度地存在。

Zr、Si、Hg無論是各層平均含量還是垂向各樣品含量，均表現(xiàn)出明顯的次生富集現(xiàn)象，尤其是Zr的次生富集現(xiàn)象最為突出，其在A層中的含量是基巖的四倍左右。作者分析重砂鑒定結(jié)果發(fā)現(xiàn)土壤中存在大量鋯石，通過統(tǒng)計(jì)該剖面中鋯石顆粒大小一般為0．1mm～0．25mm，屬于小于60目的細(xì)粒級(jí)土壤范圍，這說明了試驗(yàn)區(qū)鋯石主要賦存在土壤的細(xì)粒級(jí)中，該剖面中細(xì)粒級(jí)土壤含量有地表至深部逐漸降低，與觀察到的鋯石礦物含量分布一致；由地表到深部鋯石晶體由破碎過渡至完整，這是由于越接近地表風(fēng)化作用越強(qiáng)烈，易風(fēng)化礦物發(fā)生解體流失，鋯石作為極穩(wěn)定礦物［20］耐風(fēng)化性較強(qiáng)，不易解體；可見試驗(yàn)區(qū)土壤中Zr的含量分布特征與鋯石礦物垂向分布特征一致，推測(cè)試驗(yàn)區(qū)Zr的含量主要來源于鋯石，其分布特征是由鋯石礦物變化引起的。

Si含量在剖面上部富集，而Si的主要礦物是石英，石英與鋯石類似同屬于極易穩(wěn)定礦物，推測(cè)試驗(yàn)區(qū)土壤中Si含原分布特征的原因與Zr類似，可能是由于石英礦物的分布所引起的，只是石英礦物比重較輕，在重礦物淘洗時(shí)難以獲得，本次并未取得直接數(shù)據(jù)證據(jù)。

本次重礦物中觀察未發(fā)現(xiàn)自然Hg及其他含Hg礦物，故試驗(yàn)區(qū)的Hg可能不是以獨(dú)立礦物的形勢(shì)存在。考慮到Hg熔點(diǎn)低，常溫下成液體，且具有很高的蒸汽壓，在較低溫度下即可氣化遷移［21］，有證據(jù)表明Hg在遷移過程中更容易被富含粘土礦物的中－細(xì)粒級(jí)的土壤顆粒所吸附［22－25］，該剖面細(xì)粒級(jí)土壤約接近地表其含量越高，對(duì)Hg吸附作用自然也就越強(qiáng)，極有可能使得試驗(yàn)區(qū)的Hg以吸附態(tài)的方式存在細(xì)粒級(jí)土壤表明，這可能是本區(qū)Hg含量表現(xiàn)次生富集作用的主要原因。

圖5 QJ01號(hào)土壤剖面元素含量垂向分布特征Fig．5 The vertical distribution of elements in the QJ01profile

3．4．2 沖積－坡積土壤元素含量垂向分布特征

結(jié)合表4、圖6，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)區(qū)沖積－坡積土壤元素含量垂向分布特征如下：Zn、Li、K、As、Zr從地表至深部含量逐漸升高；Au從地表至深部含量逐漸降低；Ag、Nb、Ta、Si、Na、Sn、Pb等元素在B層含量高于A層和C層，其中Ag、Si、Na、Sn在B層含量高于背景值，表現(xiàn)為一定程度的富集，其余層位含量均低于背景值，表現(xiàn)為一定程度的貧化；Mo、Fe、Cu、Hg等元素在B層含量低于A層和C層；Sb總體含量低于背景值，垂向分布不明顯。

與殘坡積土壤粒級(jí)組成及元素含量分布特征相比，所研究的18種元素在沖積－坡積土壤中，大部分元素含量總體表現(xiàn)垂向分布無序，即使少量元素含量表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，這種規(guī)律性與殘坡積土壤對(duì)應(yīng)的元素含量分布特征明顯不符甚至相反，這可能是因沖積－坡積土壤為重力、水流、甚至風(fēng)力搬運(yùn)而成，各層的原始土壤交替混合，使得土壤垂向的繼承性較差，并且在一級(jí)水系土壤，常因洪水等原因，難以長(zhǎng)期保存，土壤發(fā)育時(shí)間較短，使得其成熟度較低等眾多因素導(dǎo)致其元素含量規(guī)律性較差。故上述因素容易導(dǎo)致若將沖積－坡積土壤作為土壤測(cè)量取樣介質(zhì)，測(cè)量結(jié)果可能重現(xiàn)性較差，可能會(huì)降低異常連續(xù)性。

圖6 QJ02號(hào)土壤剖面元素含量垂向分布特征Fig．6 The vertical distribution of elements in the QJ02profile

3．4．3 沉積－坡積土壤元素含量垂向分布特征

由表4可以看出，總體上Sn、Li、Zr、Na、K等五個(gè)元素含量由A至C層含量升高。Mo、Sb由A至C層含量降低。其余元素在B層有著不同程度的富集或貧化。

由圖7可見，該剖面中大部分元素在B層內(nèi)含量變化幅度最大，少量元素甚至在B層中間分布規(guī)律發(fā)生明顯改變，例如：由A至B層上段，大部分元素規(guī)律性明顯，Au、Li、Nb、Mo、Ta、Na表現(xiàn)出含量升高，這與殘坡積土壤的元素分布總體規(guī)律（QJ01）高度相似，此外Si、Zr、K、Cu、Ag、Hg等元素也與殘坡積土壤中元素含量分布具有一定的相似性，F(xiàn)e、Pb、Zn、As、Sb等元素分布特征與殘坡積土壤具有明顯差異。上述現(xiàn)象表明該剖面上段土壤來源于短距離搬運(yùn)的殘坡積土壤為主，使得大部分元素保留了殘坡積土壤的特征；然而與殘坡積土壤相比沉積－坡積土壤的成熟度較差，從而使一些受風(fēng)化作用影響較大的元素垂向分布又表現(xiàn)出與殘坡積土壤的不一致性。

B層下段至C層，大部分元素垂向的變化特征與該剖面上段明顯不同，并且18種元素大部分規(guī)律性不明顯。例如Si，在B層下段含量明顯高于上段，最高達(dá)到37%，Zr與Si類似，這兩個(gè)元素的主要礦物（石英、鋯石）均比較穩(wěn)定，均能隨水流長(zhǎng)距離搬運(yùn)，石英作為輕礦物更容易在上層沉淀，鋯石比重較高，則其沉淀位置低于鋯石，這能較好的解釋Si、Zr的高含量在剖面的下段相對(duì)位置（圖7），可能指示該剖面的下段至C層這一區(qū)間的土壤以沉積成因?yàn)橹?，期間由于枯水、豐水期交替使得該段土壤會(huì)周期性浸泡在水面以下，從而導(dǎo)致其余元素在這一段含量分布規(guī)律性較差。

4 結(jié)論

1）試驗(yàn)區(qū)土壤18種元素背景含量水平與上地殼及中國(guó)東部土壤豐度具有明顯差異，特別是Pb、K、Zr、Cu、Zn等元素的含量差異尤其明顯，為進(jìn)一步研究莫桑比克項(xiàng)目乃至非洲土壤元素豐度提供了數(shù)據(jù)參考。

2）殘坡積土壤各種粒級(jí)組成垂向分布規(guī)律性最強(qiáng)，如粗粒級(jí)土壤比例逐漸升高，細(xì)粒級(jí)相反；沖積－坡積土壤規(guī)律性垂向相對(duì)較差，但是每層的各種粒級(jí)組成相當(dāng)。沉積－坡積土壤粒級(jí)組成垂向分布具有一定的規(guī)律性，如＋40目以上粒級(jí)垂向分布規(guī)律明顯，土壤粒級(jí)越細(xì)規(guī)律性越差。

圖7 QJ03號(hào)土壤剖面元素含量垂向分布特征Fig．7 The vertical distribution of elements in the QJ03profile

3）不同類型土壤元素總體含量具有一定差異，部分元素從殘坡積（沖積－坡積（沉積－坡積土壤表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，如As、Mo、Pb、Zn、Sn、Zr、Li、Ta、Nb、Fe等元素含量由高變低，Na、K則表現(xiàn)出含量由低至高。

4）總結(jié)了元素含量垂向分布特征：殘坡積土壤中大部分元素含量垂向分布規(guī)律明顯；沖積－坡積土壤中元素含量垂向分布規(guī)律性總體較差；沉積－坡積土壤上段大部分元素含量垂向分布特征明顯，下段規(guī)律性較差。

5）莫桑比克稀樹草原地球化學(xué)景觀區(qū)，土壤覆蓋一般較厚，多為中等粒級(jí)的砂土，在類似地區(qū)開展土壤測(cè)量建議采集殘坡積土壤，建議取樣深度為40cm～60cm，取樣粒級(jí)為－20目。

致謝

感謝莫桑比克詹姆士礦業(yè)有限公司的大力支持，感謝地科院物化探所的馬生明教授、劉崇民教授、張必敏博士等專家對(duì)本文提出的寶貴意見，感謝項(xiàng)目組成員徐祖陽、戴俊成、徐小松、賈志杰等同志野外取樣工作中給予的大力支持，感謝徐濤同志提供的基礎(chǔ)地質(zhì)資料。

［1］何金祥．莫桑比克礦業(yè)投資環(huán)境［J］．國(guó)土資源情報(bào)，2014（6）：16－19．

HE J X．The investment environment in Mozambique［J］．Land and Resources Infromation，2004（6）：16－19．（In Chinese）

［2］元春華，連長(zhǎng)云，劉大文，等．全球礦產(chǎn)資源信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建設(shè)（之七）［R］．中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心境外礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究室，2007．

YUAN CH H，LIAN CH Y，LIU D W，et al．The construction of global mineral resources information system（Volume 7）［R］．The Department of Oversea Mineral and Resource Strategies Studying of The Center of Development and Research，CGS，2007．（In Chinese）

［3］李努爾，中國(guó)成為莫桑比克第二大投資國(guó)［N／OL］，新華網(wǎng)http：／／news．xinhuanet．com／world／2009－04／15／content＿11189225．htm．

LI N ER．China becoming the 2nd investor to Mozambique［N／OL］．http：／／news．xinhuanet．com／world／2009－04／15／content＿11189225．htm．（In Chinese）

［4］L?ELT S．Geology and mineral resources of Mozambique［M］．South Africa：Council for Geoscience，2004．

［5］HARTZER F J．A stratigraphic table of the SADC countries［M］．South Africa：Council for Geoscience，1998．

［6］TANKARD A J，JACKSON M P A，ERIKSON K A，et al．Crustal evolution of southern Africa：3．8billion years of earth history［M］．Springer－Verlag：New York／Heidelberg／Berlin．，1982．

［7］PINNA P，MARTEAU P，MANIGAULT B，et al．Carta Geológica da epública popular de Mo?ambique 1 ∶1 000 000［M］．ING，Maputo，1987．

［8］P．H．Macey．Geologic map of Murrupula of Mo?ambique 1∶250 000［M］．South Africa：Council for Geoscience，2006．

［9］任天祥，趙云，張華，等．內(nèi)蒙干旱荒漠區(qū)域化探工作方法初步研究［J］．物探與化探，1984，8（5）：284－296．

REN T X，ZHAO Y，ZHANG H，et al．The tentative study of regional geochemical exploration techniques and methods in the desert of inner Mongolia［J］．Geophysical and Geochemical Exploration，1984，8（5）：284－296．（In Chinese）

［10］張華，張玉領(lǐng)，史新民．河北圍場(chǎng)幅1∶20萬化探方法技術(shù)討論［J］．物探與化探，2004，28（1）：35－38．

ZHANG H，ZHANG Y L，SHI X M．A discussion on methods and techniques for 1：200000geochemical exploration weichang sheet，Hebei Province［J］．Geophysical and Geochemical Exploration，2004，28（1）：35－38．（In Chinese）

［11］張華，楊少平，劉應(yīng)漢，等．新疆西昆侖地區(qū)干旱荒漠景觀區(qū)域化探方法技術(shù)初步研究［J］．新疆地質(zhì)，2001，19（3）221－227．

ZHANG H，YANG SH P，LIU Y H，et al．The tentative study of regional geochemical exploration techniques and methods in desert landscape in west Kunlun area，Xinjiang province［J］．Xinjiang Geology，2001，19（3）221－227．（In Chinese）

［12］冷芙蓉，李志強(qiáng)．1∶20萬區(qū)域化探方法核心技術(shù)“取樣粒級(jí)”的討論［J］，物探與化探，2009，33（6）：679－685．

LENG F R，LI ZH Q．A discussion of the core technique in 1：200，000regional geochemical exploration－"sampling granule"［J］．Geophysical and Geochemical Exploration，2009，33（6）：679－685．（In Chinese）

［13］汪明啟，孔牧，任天祥．黑龍江森林沼澤景觀區(qū)異常追蹤和查證方法研究［J］，物探與化探，2002，26（2）：97 －101．

WANG M Q，KONG M，RENG T X．The technique for follow－up and inspection of anomalies in the forest and swamp landscape area of Heilongjiang［J］．Geophysical and Geochemical Exploration，2002，26（2）：97－101．（In Chinese）

［14］鄢明才，遲清華．中國(guó)東部地殼與巖石的化學(xué)組成［M］．北京：科學(xué)出版社，1997．

YAN M C，CHI Q H．The chemical composition of rock and crust in east China［M］．Beijing：Sciences Press，1997．（In Chinese）

［15］鄢明才，遲清華，顧鐵新，等．中國(guó)各類沉積物化學(xué)元素平均含量［J］，物探與化探，1995，19（6）：468－472．

YAN M C，CHI Q H，GU T X，et al．Average element content of various sediments in China［J］．Geophysical and Geochemical Exploration，1995，19（6）：468－472．（In Chinese）

［16］WEDEPOHL K H．The composition of the continental crust［J］．Geochimica Cosmochimica．Ata，1995，59（7）：1217－1232．

［17］TAYLOR S R，MCLENNAN S M．The chemical composition evolution of the continental crust［M］．Review Geophysics，1995，．33：241－265．

［18］陳駿，王鶴年．地球化學(xué)［M］．北京：科學(xué)出版社，2004．

CHEN J，WANG H N．Geochemistry［M］．Beijing：Sciences Press，2004．（In Chinese）

［19］左立波，汪明啟，王杰，等．非洲熱帶草原景觀區(qū)金的次生暈特征及分散模式［J］．物探與化探，2013，4（37）：573－579．

ZUO L B，WANG M Q，WANG J，et al．Characteristics of secondary halos and dispersion patterns of Au in African tropical grassland landscape［J］．Geophysical and Geochemical Exploration，2013，4（37）：573－579．（In Chinese）

［20］馬婉仙．重砂測(cè)量與分析［M］．北京：地質(zhì)出版社，1990．

MA W X．The survey and assaying of heavy sandstone［M］．Beijing：Geology Press，1990．（In Chinese）

［21］劉英俊，曹勵(lì)明．元素地球化學(xué)導(dǎo)論［M］．地質(zhì)出版社，1987．

LIU Y J，CAO L M．The introduction of element geochemistry［M］．Beijing，Geology Press，1987．（In Chinese）

［22］王嵐，王亞平，許春雪．不同粒級(jí)土壤中鎘鉛汞的吸附特性［J］．巖礦測(cè)試，2009，28（2）：119－124．

WANG L，WANG Y P，XU CH X．The absorbing charateristics of Cd，Pb and Hg in different grades soils［J］．Rock and Mineral Analysis，2009，28（2）：119－124．（In Chinese）

［23］龐緒貴，姜相洪，戰(zhàn)金成．山東黃河流域下游土壤粒度和深度試驗(yàn)成果［J］．地質(zhì)通報(bào)，2005，24（8）：767－771．

PANG X G，JIANG X H，ZHAN J CH．The testing results of the soils＇grades and depth in the lower reaches of Yellow river，Shangdong［J］．Geological Bulletin of China，2005，249（8）：767－771．（In Chinese）

［24］湯志云，吳龍華，駱永明．土壤粒級(jí)中重金屬元素的形態(tài)分析與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［J］．地質(zhì)學(xué)刊，2009，33（2）：164－169．

TANG ZH Y，WU L H，LUO Y M．The forms analysis and environmental risk access of heavy metal elements in different soil grades［J］．Journal of Geology，2009，33（2）：164－169．（In Chinese）

［25］劉德鵬，應(yīng)祥熙，丁峰．合肥市多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查方法技術(shù)試驗(yàn)效果［J］，物探與化探，2004，28（3）：249－252．

LIU D P，YING X X，DING F．The effectiveness of the method and technology for multi－target geochemical investigation in Hefei City［J］．Geophysical and Geochemical Exploration，2004，28（3）：249－252．（In Chinese）

Geochemical characteristics of soil in a district，Nampula province，Mozambique

LIANG Sheng－yue，XUE Huai-you，LIU Jian-dong，XU Ming-zuan，QI Chao，JIN Zhi-peng，HU Dong－quan
（Geological Exploration Technology Institute of Jiangsu Province，Nanjing 210049，China）

Geochemical soil survey test has been performed in Savanna landscape area of Mozambique．Au，Ag and other 16 elements content in soil and the characteristics of soil grains composition of different horizons in three types soils were showed．The characteristics of enrichment or depletion of 18elements has been studied，the reason of elements content distribution in soil has been preliminary discussed．Research shows that，the elements＇content level of test area are clearly different from the crustal abundance also different from the soil abundance of China，the elements vertical variation in residual soil are obvious，such as Au，Ag，Zn，Li，Nb，Mo，F(xiàn)e and Ta depleting when going down from surface．Meanwhile，Cu，Hg，Zr and Si enriching when going down，however Sn，Cu，Pb，Ta，Sb and K enriched in the B or C layer．These results obtained have enriched the geochemistry Base materials of Mozambique in this paper，which provided basicdata for furtherstudy element abundance of soil in Mozambique，offered reference for China s companies further exploration work in Africa under the same landscape．

Mozambique；soil survey；elements enrichment-depletion；elements mobilization；exploration geochemistry

P 632＋．1

A

10．3969／j．issn．1001-1749．2015．03．15

1001-1749（2015）03-0361-11

2014-08-21 改回日期：2014-12-19

梁勝躍（1983－），男，碩士，主要從事礦產(chǎn)地球化學(xué)勘查及研究工作，E-mail：liangshengyue＠126．com。