水文地球化学分带

Question

如题所述

Answer 1

水文地球化学是景观地球化学的一个重要分支，它揭示了自然景观的地带性特征在水文地球化学方面的具体表现。根据地理纬度的不同，可以将水文地球化学分带如下：
1. 酸性-弱酸性还原的水文地球化学环境
这种环境主要分布于气候较为寒冷和湿润的地区，植被覆盖茂密，腐殖质积累丰富。土壤类型主要包括灰化土、棕色森林土、草甸沼泽土和泥炭沼泽土等，还有非地带性的砂土。年降水量大约在600至1000毫米之间。由于热量不足，蒸发量小，水分相对充足，土壤湿度高，透气性差，因此环境呈还原状态。潜育层发育，常见蓝铁矿（Fe3（PO4）·8H2O）和菱铁矿（FeCO3）。在这种环境中，植物残体被细菌分解，产生大量腐殖酸。由于风化壳中的盐基不能完全中和腐殖酸，土壤因此保持酸性，pH值通常在3.5至4.5之间。酸性条件抑制了好氧细菌的生长，导致植物残体不能完全分解，多数元素因此被封锁在残体中，使得环境中的元素逐渐贫乏，苏联某些低平原的实例被称为“饥饿草原”。
2. 中性-氧化水文地球化学环境
该环境中的元素含量适宜，腐殖质较少。气候条件较为温暖，年降水量约600至1200毫米，蒸发作用不强，地表水流通畅，潜水位低，土壤湿度适中，透水性良好，主要呈现氧化状态。植被生长不如前者密集，植物残体分解较为彻底，因此腐殖质积累较少。该区元素的淋溶作用不强，富集作用也不显著，天然水多呈中性，pH值约为7，矿化度为500毫克/升左右，硬度为200至300毫克/升（以CaCO3计）。腐殖酸含量低，水质通常较好。在此区域，地方性疾病较少，但在特定山区和平原地区可能会有地方性甲状腺肿和龋齿问题。
3. 碱性-弱碱性氧化水文地球化学环境
本环境的特点是元素富集和腐殖质贫乏。气候干旱，年降水量仅250至400毫米或更少，主要分布在干旱和半干旱草原，甚至包括部分沙漠区。土壤主要是灰钙土和粟钙土，低洼地带可能出现盐土和碱土。气候热，蒸发强烈，水分短缺，地表水系不发达，潜水位低，土壤呈氧化状态。植物稀少，残体完全分解，腐殖质积累少。只有局部沼泽地和盐沼地有腐殖质堆积。地表水和潜水多呈碱性，pH值在8至10之间，矿化度和硬度可能高达500至1000毫克/升或更高。尽管某些生物元素并不过剩，该环境对人、畜生存相对适宜。但大部分地区元素过剩，导致某些地方病的流行，如氟斑牙、氟中毒，以及其他元素过剩引起的中毒疾病。
4. 酸性-氧化水文地球化学环境
本带气候热，水分充足，年降水量达1000至3000毫米，植被茂盛，生物地球化学循环强烈，风化和淋溶作用显著。风化壳中的多种元素如Ca、Na、Mg、K、Se、Mo、Cu、S、Li、Rb、Cs、Sr、B、I等大量淋溶流失，而Fe2O3、Al2O3和SiO2残留形成红色风化壳。目前，该区域的环境地质和流行病学调查报道较少。我国海南岛和南海诸岛可能是未来研究的目标。
5. 非地带性的水文地球化学环境
这类环境不受地理纬度分带的影响，可能在湿润森林景观中出现高氟、高硒区域，在干旱荒漠景观中出现沼泽，导致局部腐殖质堆积。非地带性环境异常主要由局部环境地质和人为因素引起。非地带性环境主要分为两种类型：元素富集的氧化环境和腐殖质富集的还原环境。例如，火山、温泉分布区可能造成局部环境和土壤中S、F、Si、Se、As等元素富集。在萤石、磷灰石、冰晶石等含氟矿床分布区，氟在水土中高度富集。在多金属矿区或金属矿床的氧化带，Cu、Pb、Zn、Mo、Cd、Hg、Ti等元素在水土中大量富集。这些环境中元素过剩可能导致人类和牲畜的地方性疾病。非地带性的腐殖质富集环境在沙漠中的沼泽表现得尤为典型，如毛乌素沙漠和昭乌达盟等地的沼泽，水质污染严重，可能与东北山间河谷沼泽无异。