二推荐单位意见湘西黑色页岩风化及其环境地球化学效应研究在国家自然科学基金的资助下, 对湘西黑色页岩风化及其环境效应等进行了系统的地球化学分析和研究取得了丰富的实际研究资料和高水平的研究成果项目完成人通过十多年的努力, 在黑色页岩风化元素活动规律黑色页岩风化成土地球化学机理黑色页岩土壤地

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仇音冉
7 years ago
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1 湖南省自然科学奖推荐书 ( 2016 年度 ) 一项目基本情况项目名称湘西黑色页岩风化及其环境地球化学效应主要完成人式版

2 二推荐单位意见湘西黑色页岩风化及其环境地球化学效应研究在国家自然科学基金的资助下, 对湘西黑色页岩风化及其环境效应等进行了系统的地球化学分析和研究取得了丰富的实际研究资料和高水平的研究成果项目完成人通过十多年的努力, 在黑色页岩风化元素活动规律黑色页岩风化成土地球化学机理黑色页岩土壤地球化学特征及黑色页岩风化生态环境效应等方面进行了创新研究, 在国内外重要学术刊物上发表了高水平学术论文, 取得了具有鲜明学术特色的研究成果这对于我国黑色页岩风化及其环境效应的研究, 具有重要的理论意义和实际价值研究成果中, 发表的学术论文同行他引 121 次从地学领域地域性强的特点看, 该项成果的公认度是很高的申报和提供的材料属实, 符合湖南省自然科学奖申报的推荐条件和要求同意并推荐该项目申报 2016 年度湖南省自然科学奖

3 三项目简介本项目在国家自然基金湖南省中青年科技基金等课题的资助下, 对湘西黑色页岩风化及其生态环境效应进行了地球化学研究利用 X- 衍射能谱 (XRD) X- 射线荧光 (XRF) 等离子质谱(ICP-MS) 等分析技术, 对典型风化 - 土壤剖面的矿物组成主量和微量元素地球化学特征 Pb-Sr 同位素组成等进行系统分析研究取得如下方面的科学新认识 1. 阐明湘西下寒武统黑色页岩风化的元素活动规律以典型风化 - 土壤剖面的元素地球化学分析为基础, 认识黑色页岩风化过程中的元素活动规律得到 :SiO 2 CaO K 2 O Na 2 O, 及 Cr V Cs Rb Sr 等在风化过程中趋于淋滤释出, 而 Al 2 O 3 Fe 2 O 3, 及重金属 Cu Pb Cd 等既可淋滤释出, 又产生次生富集微量元素 Ti Sn Sc Zr Hf Nb Ta Ga Ge 等相对稳定的新认识 2. 探究黑色页岩土壤成土作用地球化学机制以典型黑色页岩风化 - 土壤剖面的微量元素 Pb-Sr 同位素分析为依据, 厘定黑色页岩风化的矿物蚀变反应, 提出并阐明化学分异和化学均一化的成土作用地球化学过程得到 : 风化过程中硫化物 - 有机质氧化方解石溶解钠长石等碎屑矿物的蚀变等矿物蚀变反应, 引起元素地球化学分异 ; 而粘土矿物的转变 ( 如伊利石转变为高岭石等 ) 导致活泼元素和不活泼元素淋滤释出, 引起化学均一化, 形成黑色页岩土壤的成土作用地球化学机制新认识 3. 揭示湘西黑色页岩土壤的地球化学特征以大量黑色页岩分布区土壤地球化学分析结果为基础, 提出黑色页岩土壤的概念, 总结其元素地球化学特征发现 : 黑色页岩土壤具有富集 Fe 2 O 3 Al 2 O 3, 而亏损 CaO Na 2 O K 2 O 的化学组成特征且土壤富集 Mo Cd Cu Zn Pb 等多种重金属, 存在重金属污染 4. 分析湘西黑色页岩风化的生态环境效应再分析黑色页岩土壤重金属污染特征的基础上, 以酸性矿排水和玉米研究对象, 分析黑色页岩风化的生态环境效应建立酸性矿排水重金属污染程度评价的新方程得到 : 黑色页岩土壤生长的玉米存在 Sc Cd Sn Sb Tl Pb 等生物毒性重金属富集, 而 Mo Co Ni Cu Zn 等生物有用元素明显亏损的生态效应新认识整项研究取得系统的研究成果, 在国内外刊物上发表学术论文 30 篇, 其中国际 SCI 论文 7 篇 EI 论文 6 篇 CSCD 论文 13 篇, 出版著作 1 部论文 SCI 他引 59 次,CSCD 他引 62 次该项研究推动了黑色页岩风化的地球化学研究, 培养了人才研究结果得到诸如 Mats Åström 等国际同行的肯定和正面评价 3

4 五客观评价本项目取得了丰富的实际资料和系统性研究成果在国内外学术刊物上发表论文 30 余篇, 其中 SCI 论文 7 篇 EI 论文 6 篇 CSCD 论文 13 篇会议论文 10 篇出版著作 1 部论文 SCI 他引 59 次 CSCD 他引 62 次, 他引论文覆盖了包括 Environ. Sci. Technol. 等顶级刊物在内的 36 种国际期刊 ( 依检索报告 ) 研究成果得到国际同行的肯定, 产生了良好的学术影响 1. 该项研究通过艰苦的努力, 利用国内外相关实验室, 取得了一大批有关黑色页岩风化的矿物元素 Pb-Sr 同位素等方面的地球化学分析数据和资料, 研究结果在国内外学术刊物上公开发表 2. 黑色页岩风化元素释出迁移规律研究, 跳出以往单纯探讨元素迁移转化研究的局限, 把岩石风化的元素活动性与环境重金属污染联系起来, 进行创新研究研究成果 [ 代表论文 1-4] 得到同行重视, 如 Matlakowska 等在国际顶级刊物上发文, 指出我们发现的黑色页岩风化释放重金属是一重要的环境重金属污染源, 是环境重金属污染评价需要考虑的重要方面 [1] 3. 黑色页岩风化 - 成土地球化学作用机理的提出, 是本研究最重要的理论创新研究成果 [ 代表论文 1, 3] Negrel 等众多学者对本研究利用 Pb-Sr 同位素示踪确定的矿物风化蚀变反应, 给予充分肯定 [2-4],Huang 等在国际权威刊物上发文, 对本研究提出的成土作用地球化学机理新认识, 给予正面评述, 强调我们的工作是一项新的研究 [5, 6] 4. 黑色页岩土壤地球化学特征的分析 [ 代表论文 3-5, 8] 受到学界广泛关注很多研究在进行土壤重金属污染评价 [7-9] 和污染源分析 [8-10] 的污染因子给予高度重视这对阐明土壤 / 沉积物重金属污染机理参考价值时, 将其作为一重要 [10, 11] 等有科学 5. 黑色页岩区酸性矿岩水的地球化学分析也得到学界肯定如 Ichikawa 等 [12] 对本研究酸性矿岩水的分析方法和取得的分析结果作出正面评述总之, 本项目取得了丰富的实际资料, 形成高水平的具有自身学术特色和理论体系的研究成果 ( 参见代表论文和著作 ) 为我国在该领域的研究作出了贡献同时, 项目执行过程中, 培养了人才 ( 如研究生余昌训 : 瑞典 Linnaeus 大学博士后 ; 研究生宋照亮 : 天津大学北洋学者特聘教授 2015 年国家优秀青年基金获得者 ), 产生了良好的社会效果 9

5 参考文献 ( 未注明文献为检索报告提供的他引文献 ) [1] Matlakowskar R, Narkiewicz W, Biotransformation of organic-rich copper-bearing black shale by indigenous microorganisms isolated from Lubin Copper Mine (Poland). Environ. Sci. Technol., 44: ( 代表引文 2). [2] Negrel P, Petelet-Giraud E, Guerrot C, et al., Lead isotopes tracing weathering and atmospheric deposition in a small volcanic catchment. Comptes Rendues Geoscience, 347: 5-6( 代表引文 1). [3] Kwong YTJ, Whitley G, Roach P, Natural acid rock drainage associated with black shale in the Yukon Territory, Canada. Appl. Geochem., 24: [4] Ling SX, Wu XY, Ren Y et al., Geochemistry of trace and rare earth elements during weathering of black shale profiles in Northeast Chongqing, Southwestern China: Their mobilization, redistribution, and fractionation. Chemie Der Erde-Geochemistry, 75: ( 代表引文 3). [5] Huang JH, Huang F, Evans L, et al., Vanadium: Global (bio)geochemistry Chem. Geol., 417: 68-89( 代表引文 5). [6] West M, Ellis AT, Potts PJ, et al., Spectrometry Update-a review of advances in X-ray fluorescence spectrometry. J. Analytical Atomic Spectrometry, 29: ( 代表引文 6). [7] Liu YZ, Xiao TF, Ning ZP, et al., High cadmium concentration in soil in the Three Gorges region: Geogenic source and potential bioavailability. Appl. Geochem., 37: ( 代表引文 4). [8] Flegal AR, Gallon C, Ganguli, PM, et al., All the lead in China. Critical Rev. Environ. Sci. Technol., 43: [9] Wang ZX, Chai LY, Yang ZH, et al., Identifying Sources and Assessing Potential Risk of Heavy Metals in Soils from Direct Exposure to Children in a Mine-Impacted City, Changsha, China. J. Environ. Quality, 39(5): ( 代表引文 8). [10] Zeng XX, Liu YG, You SH, et al., Spatial distribution, health risk assessment and statistical source identification of the trace elements in surface water from the Xiangjiang River, China. Environ. Sci. Pollut. Res, 22: ( 代表引文 7). [11] Huang B, Li ZW, Chen ZL, et al., Study and health risk assessment of the occurrence of iron and manganese in groundwater at the terminal of the Xiangjiang River. Environ. Sci. Pollut. Res., 22: [12] Ichikawa S, Nakamura T, X-ray fluorescence analysis with micro glass beads using milligram-scale siliceous samples for archeology and geochemistry. Spectrochimica Acta Part B-Atomic Spectroscopy, 96:

6 六论文专著目录 1 代表性论文专著目录序号论文专著名称 / 刊名 / 作者影响因子年卷页码发表时间通讯作者 Geochemistry of major and trace elements, and Pb isotopes during weathering of black shales of the Lower- Cambrian black shales in central Hunan, China/Applied 年卷年 Geochemistry/Peng 页月 01 日 Bo, Rate Andrew, Song Zhaoliang, Yu Changxun, Tang Xiaoyan, Xie Shurong, Tu Xianglin, Tan Changyin Release of heavy metals during weathering of the Lower Cambrian Black Shales in western Hunan, 年卷年月 Geology/Peng Bo, 1147 页 01 日 Song Zhaoliang, Tu Xianglin, Lv Huanzhe, Wu Fucheng Geochemistry of soils derived black shales in the Ganziping mine area, western Hunan, Earth Sciences/Xu Jingzhe, Peng Bo, 年 Yu 卷年 Changxun, Yang 页月 01 日 Guang, Tang Xiaoyan, Tan Changyin, Xie Shurong, Tu Xianglin, Bao Zhicheng, Quan Meijie, Xiao Min Effect of weathering on abundance and release of potentially toxic elements in soils derived from Lower- 余昌 Cambrian black shales, P. R 年卷年训页月 ( 研 01 日究生 Geochemistry and ) Health/Yu Changxun, Peng Bo, Peltola Pasi, Tang Xiaoyan, Xie Shurong 第一作者徐婧喆国内作者, 宋照亮, 余昌训, 唐晓燕, 涂湘林, 谭长银, 宋照亮, 涂湘林, 肖美莲, 吴甫成, 吕焕哲徐婧喆,, 余昌训, 杨广, 唐晓燕, 谭长银, 涂湘林, 鲍志诚, 全美杰, 肖敏 SCI他引他引总次次数数 2 2 是是 3 4 是余昌训余昌训,, 唐晓燕 4 6 是知识产权是否归国内所有 11

7 Geochemistry of trace metals and Pb isotopes of sediments from the lowermost Xiangjiang River, Hunan Province (P. R. China): implications on sources of 1.76 trace 2011 年卷年 metals/environmental 月 Earth Sciences/Peng 1473 页 01 日 Bo, Tang Xiaoya, Yu Changxun, Tan Changyin, Yin Chunyan, Yang Guang, Liu Qian, Yang Kesu, Tu Xianglin Mineralogical and geochemical constraints on environmental impacts from waste rock at Taojiang Mn-ore deposit, central Hunan, 年卷年月 Geology/Peng Bo, 1296 页 01 日 Piestrzynski Adam, Pieczonka Jadwiga, Xiao Meilian, Wang Yaozhu, Xie Shurong, Tang Xiaoyan, Yu Changxun, Song Zhi Heavy metal geochemistry of the acid mine drainage discharged from the Hejiacun uranium mine in central Hunan, 年卷年页月 Geology/Peng Bo, 01 日 Tang Xiaoyan, Yu Changxun, Xie Shurong, Xiao Meilian, Song Zhi, Tu Xianglin 湘中下寒武统黑色页岩土壤的地球化学特征 / 土壤学报 / 余昌训, 1.34, 唐晓燕年卷年页月, 杨广, 尹春艳, 涂湘 10 日林, 刘茜, 杨克苏余昌训, 唐晓燕, 余昌训, 谭长银, 尹春艳, 杨广, 刘茜, 杨克苏, 涂湘林, 唐晓燕, 余昌训, 肖美莲, 宋治, 涂湘林, 肖美莲, 王耀珠, 唐晓燕, 余昌训, 宋治余昌训,, 唐晓燕, 杨广, 尹春艳, 涂湘林, 刘茜, 杨克苏 7 9 是 7 10 是 3 3 是 1 6 是合计 49 67

8 八主要完成人情况表姓名性别男排名 1 国籍中国出生年月 1965 年 12 月 03 日出生湖南祁东地民族汉族身份证号归国人员是归国时间 2010 年 06 月 10 日技术职称教授最高学历博士研究生最高学位博士毕业学校电子邮箱中国科学院长沙大地构造研究所毕业时间 1996 年 01 月 06 所学专业日地质学 pengbo@hunnu.edu.cn 办公电话移动电话通讯地址湖南长沙麓山路 36 号湖南师范大学资源与环境科学学院邮政编码工作单位湖南师范大学行政职务无二级单位资源与环境科学学院党派中国共产党完成单位湖南师范大学所在地湖南单位性质参加本项目的起止时间自 2001 年 01 月 01 日至 2014 年 12 月 31 日对本项目主要学术贡献 : 1. 负责该项目研究课题立项和整体研究工作的组织实施 ( 见附件立项通知书 ) 在项目执行过程中, 承担全部从野外到室内的具体研究工作 2. 提供 4 项重要科学发现的主体创新学术思想和论证材料该项工作在课题执行期间 ( 年 ) 占本年工作量约 60%, 课题结题后 ( 年 ) 占约 40% 3. 本人在代表论文中署名第 1, 代表论文 3 8 中为通讯 / 责任作者, 代表论文 4 为第 2 作者表论文的第 1 作者均为本人指导的硕士研究生曾获科技奖励情况 :2009 年湖南省自然科学奖二等雪峰矿集区钨锑金矿床成矿机理排名第 1 证书号 : Z2-007-R01 学校

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99710b45zw.PDF 1 2 1 4 C && Zn H H H H H Cl H O H N H H H CH C H C H 3 2 5 3 7 H H H H CH 3 C2H 5 H H H O H H O K K O NO 2 H O NO 2 NO O 2 C2H5 H O C2H5 C H O C2H3 2 5 H H H O H H O 1826 O