恩施-利川地区

（一）地球内部系统

1.地球深部构造

图6-6是湖北省莫霍面等深图。从图中可以看出，恩施地区为湖北西部幔坪区一部分，处于城口幔陷和咸丰幔陷的肩部地幔微隆区。但从整体上看西部幔坪仍处在下陷状态，它的东部为武陵幔坎或幔阶与太行山幔坎带相连，具有显著的地壳陡倾和重力梯度带特点。本区西部为著名的四川幔隆区。

图6-6　湖北省莫霍面等深线图（单位：km）（据湖北省区域地质志，1984）

2.构造和断裂系统

与西部幔坪区相对应，地壳以缓幔隆升为特征，形成上扬子台褶带。其西部邻区为扬子地台四川拗陷盆地，东部邻区为武陵褶皱山系。随上扬子台褶带构造历史演化，本区经历了三个地质发展阶段：①地台盖层沉积阶段（∈—T2），②地台活化阶段（T3—K），③新构造运动阶段（N—Q）（见第五章第二节）。根据卢纪仁等研究（1996），扬子地台活化最初是从二叠纪扬子地台西部峨眉地幔热柱活动和峨眉山玄武岩大面积喷发开始的。当时本区正处于地台凹陷沉积阶段。据他推测，巨型的地幔热运动和火山喷发对本区沉积会产生影响。根据本区下二叠茅口组和上二叠吴家坪组地层记录，生物碎屑灰岩，硅质岩、炭质页岩、煤系等组成的黑色岩系可能反映当时湿热的三角洲相和潮坪相特征。其中的硅质岩条带和硅质炭质页岩很可能有海底热水沉积性质。总之它们所反映的是一种湿热的还原沉积环境。在黑色岩系中发现了与Se有关的V、Ni、P、S等元素富集及相应的钒矿、磷矿和黄铁矿层，最近在恩施还发现了首例独立的硒矿床。

本区断裂属于武陵山断裂系，由西向东有齐跃山-大娄山断裂，咸丰断裂和建始-恩施断裂，呈北东或北北东平行排列。断裂之间形成一系列斜列式断陷盆地。但无火山-岩浆活动。

3.岩石系统

本区出露岩石为一套古生代连续沉积层序。主要的含硒岩石层位有下寒武统水井沱组、上奥陶统五峰组、下二叠统茅口组和上二叠统吴家坪组硅质炭质页岩黑色岩系。这些黑色岩系都以灰岩、白云岩、炭质页岩、硅质岩和煤系为特征，分布于齐跃山以东地区。本区低硒岩石则分布在齐跃山以西，主要的岩石层位为晚三叠统-侏罗、白垩系的砂岩、灰岩、粉砂岩、页岩等。低硒岩石为侏罗系紫色砂岩、粉砂岩。高硒背景岩石中，只有下二叠茅口组和上二叠吴家坪组地层岩石控制的范围内发生人畜硒中毒现象。在低硒岩石背景中，也只有侏罗系紫色砂页岩控制的范围有克山病发生。

岩石采样分析结果表明，白云岩、含炭硅质岩和硅质炭质页岩硒平均值分别为3.13、52.40和247.707μg/g，紫色砂岩平均硒0.097μg/g。

综上所述，本区西部邻区发生的地幔柱热运动和大规模玄武岩浆喷发可能是造成本区含V、Mo、Cr、Ni、S、P、Se高背景值的主要原因。它们主要赋存于含炭黑色岩系中。与本区相邻的南部川、滇、黔、桂等地区赋存有类似的岩石层位，并发现V、Mo、P、Au、Ag、Pt、Pd等矿床和矿化。被认为是与地幔柱有关的玄武岩浆作用的结果，因为高Cr、Ni、V、P、Pt、Pd等元素通常是与基性-超基性岩浆活动密切相关的。由此可以设想，本区及其相邻的川、滇、桂地区在古生代以来一直在地幔热柱活动的高热流值异常控制下，海底出现硅质和含藻碳酸盐沉积，并有V、Ni、Cr、P、Se、S等元素富集。经过多旋回的海进海退不整合运动，在二叠纪中晚期这种富集达到高峰。

（二）地球表生系统

1.地形地貌景观

本区西部为齐跃山系，东部为武陵山系余脉，呈北北东走向延伸。在两山系之间和山系内部发育大大小小的断陷盆地和河谷盆地。山区海拔1000m以上，盆地＜300～500m，高差500～700m。在齐跃山以西为丘陵和丘陵盆地，以东为低山丘陵和盆地。本区植被茂密，机械风化剥蚀作用不强，故很少出现巨厚的洪积物堆积和冲洪积阶地景观。

2.天气气候特点

本区受云贵高原和我国东部季风双重影响，为季风性山地湿润气候。当东南海洋性季风弱时，容易形成干旱气候。例如1959～1963年持续干旱气候，给本区农业和粮食生产带来严重影响，硒中毒也在这几年中暴发流行。

3.地下水和地表水系

本区岩石有渗漏层（如砂岩、灰岩），又有隔挡层（如泥炭质页岩、煤层等），因此，地下水位低，泉水露头彼彼皆是。地表水系发育。以齐跃山为界可分为两支水系，东支为清江水系，西支为长江干流水系。

本区居民主要饮井水和泉水。根据中毒区—未中毒区—克山病区采集的水样分析，其水硒平均值依次为24.4→3.4→0.20ng/ml，中毒区水硒已超过我国规定的国家饮水标准（Se＜10ng/ml。克山病区的饮水硒则低于缺硒带平均值（0.5ng/ml）。

4.土壤系统

以齐跃山为界，东部山区为棕壤和黄棕壤为主，在河谷盆地发育沼泽土和水稻土；西部丘陵区发育紫色土和沼泽水稻土。本区土壤以坡残积土为主，只在河谷盆地才出现冲积土，因此本区土壤对基岩的继承关系特别明显。由于本区大部地区岩石产状比较平缓，当其产状与坡向、坡度接近一致时，土壤的性质（包括硒）对某一种岩类的继承性就特别突出。在第五章中曾特别强调指出罗家坝和沙地高硒非中毒和高硒中毒的两个村出露的吴家坪组含硒很高的硅质炭质页岩夹煤层呈与坡向一致的缓倾斜面状分布，其原地形成的土壤都呈高硒状态（20.56和18.54μg/g）。在其它一些高硒未中毒村（比如晓关，自生桥等），大面积出露的是含硒相对较低的白云岩、硅质白云岩，其生成的土壤含硒量较低（2.19和3.99μg/g）。同样在低硒区（比如长坪，支罗），面状分布的低硒紫色砂岩，其发育的土壤也呈低硒状态（0.12和0.073μg/g）。但是在褶皱发育岩石产状较陡的地区（比如鱼塘坝和新塘），由于坡度也陡，残积物容易被搬运，在地势低洼处或河谷区会出现冲积成因的灰褐色砂质粘土（即沼泽土和水稻土）。由于这些运积物成分复杂土壤的总硒不高（4.99和4.96μg/g），但水溶性硒却很高（23.51和66.38μg/g）。

鱼塘坝中毒村土壤硒形态分析结果表明，土壤有机硒，硫化物硒和残余态硒加和达到95%以上，而水溶态硒、交换态硒的加和只有24～75ng/g，占总硒量1%～2%。其中的交换态硒大多为Se（Ⅳ）（表5-13）。其可溶性还要受pH，铁锰氧化物和有机炭控制。因此，仅水溶态硒和交换态硒可能还不能满足植物对硒的吸收需求。通常情况下有机态硒对植物有效性可能更大。

5.植物及粮食系统

由于本区东西两部分地貌、气候和土壤的差异，其植被也各具特色。东部山区产青冈林、油松林、杉木林、马尾松林等针叶林和灌木林。西部丘陵产柏木松、杉木、马尾松、青冈林等针叶林和阔叶林。

种植物东部山区以玉米、烟叶、茶和柑桔为主，盆地种植水稻、玉米、小麦等；西部丘陵区以水稻、小麦、玉米、柑桔等为主要农产品。

本区按高硒中毒村—高硒非中毒村—低硒村粮食取样分析，硒平均含量出现三个级别范围：0.78～3.30（高硒），0.05～0.18（中硒）和0.00147～0.0029（低硒）μg/g，分别定义为高硒中毒危险村、富硒非中毒村和低硒村。在高硒级别中，罗家坝和芭蕉是非中毒村。本次分析结果与以往研究分析的数据对比，在高硒区从中毒的60年代至今粮食硒处于逐年下降的趋势；自80年代以后，粮食硒已降至一个较稳定的水平（见第五章第三节）。

将中毒时期的大米和玉米硒与本次分析的大米和玉米硒比较，两次结果数据为3.96、8.66与0.816、1.645μg/g。玉米硒是大米的2倍。本次测试的大米和玉米硒比中毒期共同降低了约4～5倍。即使如此，经估算，目前的粮食硒水平，仍然能使人体处于高硒中毒危险状态，除非以食大米为主并增加食物多样性（见第五章第三节）。

6.人群生活方式、食物结构及人体硒状态水平

恩施地区地处偏僻的山区，交通不便，经济落后。河谷盆地和丘陵地区人群以食大米为主，广大山区居民则以食玉米杂粮为主，肉食主要为自养的牲猪，因此形成一个较封闭的生态食物环境。随着生活改善，山区居民目前也以食大米为主，玉米等主要用于饲料喂养牲畜。因此近十几年人体硒中毒病症已逐渐消失，但牲畜硒中毒现象却时有发生。

硒中毒村—非中毒村—低硒村采样分析结果人发均值同样出现三个硒级别范围，高硒20.80～62.90μg/g，中硒0.701～7.63μg/g，低硒0.262～0.339μg/g。基本上与高硒中毒危险村，富硒非中毒村和低硒（克山病）村对应。但也出现了两种特别情况：一是罗家坝、芭蕉两个非中毒村人发硒落入高硒中毒危险村范围内，与粮食硒情况一样；二是鱼塘坝村人发硒5.41μg/g落入富硒非中毒村范围内，这是因为这里的居民以每年一轮换的方式生活，因此发硒水平比其它中毒村低，但又比一般非中毒村高。这种情况说明一个重要事实，即低硒或正常人在高硒环境中生活，很快就能使人体内硒水平增高；相反的情况也可能发生。

在相同的硒环境条件下，儿童和老人对硒的吸收效应比青壮年人灵敏（图5-11）。这可能与儿童和老人身体代谢功能较弱硒，在人体内积蓄的时间长有关。因此，儿童和老人比年青人更易感染上硒中毒。然而在低硒地区可能又是另一种情况，儿童从低硒环境中吸收的硒比成年人少，硒还不能满足身体发育时各器官的需要。