恩施-利川地区
1.地球深部结构
图6-6是湖北省莫霍面的等值线图。从图中可以看出，恩施地区是鄂西地幔平坦区的一部分，位于城口地幔坳陷和先锋地幔坳陷的肩状地幔隆起区。但总体上西部地幔高原仍处于沉降状态，其东部为与太行山地幔脊带相连的武陵地幔脊或地幔阶地，具有明显的地壳陡倾和重力梯度带特征。这个地区的西部是著名的四川满统地区。
图6-6湖北省莫霍面等深线图(单位:km)(根据湖北省区域地质，1984)
2.结构和断裂系统
对应西部地幔平坦区，地壳以缓慢的地幔隆起为特征，形成上扬子地台褶皱带。其西邻为扬子地台四川坳陷盆地，东邻为武陵褶皱山系。随着上扬子地台褶皱带构造历史的演化，该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)。根据陆继仁的研究(1996)，扬子地台的活化最初始于扬子地台西部峨眉地幔柱的活动和二叠纪峨眉玄武岩的大规模喷发。当时，该地区处于台地凹陷的沉积阶段。据他推测，巨大的地幔热运动和火山喷发会对这一地区的沉积产生影响。根据本区下二叠统茅口组和上二叠统吴家坪组的地层记录，生物碎屑灰岩中由硅质岩、碳质页岩和煤系组成的黑色岩系可能反映了当时潮湿三角洲相和潮坪相的特征。其中硅质岩带和硅质碳质页岩很可能具有海底热水沉积的特征。总之，它们反映了一种湿热的还原沉积环境。在黑色岩系中发现了与硒有关的元素如钒、镍、磷、硫的富集以及相应的钒、磷和黄铁矿层。最近，在恩施发现了第一个独立的硒矿床。
本区断裂属武陵山断裂系，自西向东有齐岳山-大娄山断裂、先锋断裂、建始-恩施断裂，呈东北或东北平行排列。断层之间形成一系列倾斜的断陷盆地。但是没有火山岩浆活动。
3.岩石系统
本区出露的岩石是一套古生代连续沉积序列。主要含硒层位为下寒武统水井沱组、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碳质页岩黑色岩系。这些黑色岩系以石灰岩、白云岩、碳质页岩、硅质岩和煤系为特征，分布在齐岳山以东。该区低硒岩分布在齐岳山西部，主要岩层为晚三叠世-侏罗纪和白垩纪的砂岩、灰岩、粉砂岩和页岩。低硒岩石为侏罗系紫色砂岩和粉砂岩。在高硒背景的岩石中，只有下二叠统茅口组和上二叠统吴家坪组受地层岩石控制，发生人畜硒中毒。在低硒岩石背景下，克山病只发生在侏罗纪紫砂页岩控制的地区。
岩石取样分析结果表明，白云岩、碳质硅质岩和硅质碳质页岩的平均硒含量分别为3.13、52.40和247.707微克/克，紫色砂岩的平均硒含量为0.097微克/克..
综上所述，地幔柱的热运动和该区西邻区大规模玄武质岩浆喷发可能是该区V、Mo、Cr、Ni、S、P、Se背景值偏高的主要原因。它们主要产于碳质黑色岩系中。与该区相邻的川南、云南、贵州、广西等地区也发现了类似的岩层，并发现了钒、钼、磷、金、银、铂、钯等矿床和矿化。认为是与地幔柱有关的玄武质岩浆作用的结果，因为高Cr、Ni、V、P、Pt、Pd等元素通常与基性-超基性岩浆作用密切相关。因此可以推测，在古生代以来地幔柱活动高热流异常的控制下，海底出现了硅质和藻质碳酸盐沉积，富集了V、Ni、Cr、P、Se、S等元素。经过多次海侵和海退不整合旋回，这种富集在中、晚二叠世达到高峰。
(2)地球的表生系统
1.地形景观
齐岳山系在本区西部，武陵山系残留脉在东部，呈北北东向延伸。在两个山系之间和山系内部发育有大小断陷盆地和河谷盆地。山区海拔1000m以上，盆地不足300 ~ 500m，高差500 ~ 700m。齐岳山以西是丘陵和丘陵盆地，以东是低丘和盆地。该地区植被茂密，机械风化剥蚀作用不强，少有巨大的洪积堆积和冲洪积阶地景观。
2.天气和气候特征
受云贵高原和中国东部季风的影响，这一地区属于山区湿润季风气候。当东南海洋性季风较弱时，容易形成干燥气候。比如1959 ~ 1963的持续干旱气候，严重影响了该地区的农业和粮食生产，近年来硒中毒也时有爆发。
3.地下水和地表水系统
该地区的岩石中有渗透层(如砂岩和石灰岩)和阻挡层(如泥炭页岩和煤层)。因此，地下水位低，泉水露头随处可见。地表水系统开发。齐岳山可以分为两个水系，东边的清江和西边的长江。
这个地区的居民主要饮用井水和泉水。根据中毒区-非中毒区-克山区水样分析，水硒平均值为24.4→3.4→0.20ng/ml，中毒区水硒已超过我国规定的国家饮用水标准(Se < 10 ng/ml。克山病病区饮水中硒含量低于缺硒区平均值(0.5ng/ml)。
4.土壤系统
以齐岳山为界，东部山区以棕壤、黄棕壤为主，河谷盆地发育沼泽土、水稻土；中国西部丘陵地区发育紫色土和沼泽水稻土。该区土壤以坡积残积土为主，冲积土仅出现在河谷盆地，因此该区土壤与基岩的继承关系尤为明显。由于该地区大部分地区岩石的产状较为平缓，当其产状接近坡向和坡度时，土壤性质(包括硒)对某一种岩石的遗传作用就显得尤为突出。第五章强调了骆家坝和两个高硒中毒和沙地高硒中毒村出露的吴家坪组高硒硅质碳质页岩呈与坡向一致的缓斜面分布，原位形成的土壤处于高硒状态(20.56和18.54μg/g)。在其他高硒非中毒村(如小关、紫生桥等。)，含硒量相对较低的白云岩和硅质白云岩大面积出露，其生成的土壤中硒含量较低(2.19和3.99μg/g)。同样，在低硒地区(如昌平、直罗)，低硒的区域性紫色砂岩发育的土壤也处于低硒状态(0.12和0.073μg/g)。而在褶皱岩类产状陡峭的地区(如鱼塘坝、新塘)，由于坡度较陡，残渣易于搬运，低洼地区或河谷地带会出现冲积成因的灰褐色砂质粘土(即沼泽土、水稻土)。由于这些沉积物成分复杂，土壤中总硒含量不高(4.99和4.96μg/g)，但水溶性硒含量很高(23.51和66.38μg/g)。
渔塘坝中毒村土壤硒的形态分析表明，土壤有机硒、硫化物硒和残留硒之和达到95%以上，而水溶性硒和交换性硒之和仅为24 ~ 75 ng/g，占总硒的1% ~ 2%。大部分可交换硒是Se(ⅳ)(表5-13)。它的溶解度还受pH值、铁锰氧化物和有机碳的控制。因此，仅有水溶性硒和交换性硒可能无法满足植物的吸收需要。一般来说，有机硒可能对植物更有效。
5.植物和食物系统
由于该地区东西部地形、气候、土壤的差异，其植被也有自己的特点。东部山区产针叶林和灌木，如青冈林、油松林、杉木林、马尾松林等。西山出产松柏、杉木、马尾松、青冈等针叶林和阔叶林。
东部山区主要种植玉米、烟草、茶叶和柑橘，盆地内种植水稻、玉米和小麦。水稻、小麦、玉米和柑橘是西部丘陵地区的主要农产品。
根据高硒中毒村、高硒低硒无毒村的粮食取样分析，平均硒含量出现在0.78 ~ 3.30(高硒)、0.05 ~ 0.18(中硒)、0.00147 ~ 0.0029(低硒)三个水平，在高硒水平中，罗家坝和八角为无毒村。与以往研究分析的数据相比，本次分析的结果表明，自20世纪60年代以来，高硒地区的粮食硒含量呈逐年下降趋势。自20世纪80年代以来，谷物硒含量下降到一个相对稳定的水平(见第5章第3节)。
将中毒大米和玉米中的硒含量与本分析结果进行比较，两者分别为3.96、8.66和0.816、1.645μg/g/g..玉米的硒含量是大米的两倍。本次试验大米和玉米的硒含量比中毒期低4 ~ 5倍左右。即便如此，估计目前的谷物硒水平仍可使人处于高硒中毒状态，除非以大米为主食，增加食物多样性(见第5章第3节)。
6.人们的生活方式、食物结构与人体硒状况。
恩施地处偏远山区，交通不便，经济落后。河谷盆地和丘陵地区的人以大米为主，山区居民以玉米杂粮为主，肉类以自养猪为主，形成了一个相对封闭的生态饮食环境。随着生活的改善，山区居民目前以吃大米为主，玉米主要作为饲料喂养牲畜。因此，近十年来，人类硒中毒逐渐消失，但牲畜硒中毒时有发生。
硒中毒村-非中毒村-低硒村抽样分析结果也呈现三个硒水平，高硒20.80~62.90μg/g/g，中硒0.701 ~ 7.63μ g/g，低硒0.262~0.339μg/g/g，基本对应高硒中毒风险村、富硒非中毒村、低硒(克山病)村。但也有两种特殊情况:一是罗家坝、芭蕉两个非中毒村的人发硒，和粮食中的硒一样，落入高硒中毒的危险村；二、鱼塘坝村人发硒5.41μg/g属于富硒无毒村范围，因为这里的居民每年都是以轮换的方式生活，所以发硒水平低于其他有毒村，但高于一般无毒村。这种情况说明了一个重要的事实，即低硒或生活在高硒环境中的正常人，很快就会提高人体内的硒水平；相反的情况也可能发生。
在相同的硒环境下，儿童和老年人对硒的吸收比青壮年更敏感(图5-11)。这可能与硒在儿童和老年人体内的代谢功能较弱有关，硒在人体内的积累时间较长。因此，儿童和老年人比年轻人更容易发生硒中毒。但是，在低硒地区可能是另一种情况。儿童从低硒环境中吸收的硒比成人少，硒不能满足身体发育过程中各器官的需要。