将矿物尺度的证据与PMF-SHAP方法相结合，以解释农业土壤中地质成因的储库效应以及采矿活动加剧的微量元素扩散现象

《Journal of Hazardous Materials》：Integrating mineral-scale evidence with PMF-SHAP to interpret geogenic reservoirs and mining-enhanced trace-element dispersion in agricultural soils

摘要 在矿化的农业景观中，区分地质来源的储库和采矿活动加剧的微量元素扩散仍然具有挑战性。本研究聚焦于中国小兴安岭（Lesser Khingan Mountains）西北部的艾辉地区。通过对表层土壤、矿石样品和围岩进行批量地球化学

　　

在矿化的农业景观中，区分地质来源的储库和采矿活动加剧的微量元素扩散仍然具有挑战性。本研究聚焦于中国小兴安岭（Lesser Khingan Mountains）西北部的艾辉地区。通过对表层土壤、矿石样品和围岩进行批量地球化学分析、扫描电子显微镜结合能量色散光谱（SEM-EDS）检测、激光烧蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）分析、正矩阵分解（PMF）以及随机森林结合Shapley加性解释（RF-SHAP）分析，探讨了这些元素的分布特征。研究发现，砷（As）、铜（Cu）、铅（Pb）、锌（Zn）和硒（Se）的含量相对区域背景值有所富集，而镉（Cd）在区域尺度上总体呈亏损态，但在矿化和受采矿影响的区域附近局部富集。这些结果表明，微量元素的分布受到母岩岩性、风化作用、地质储库以及采矿活动干扰的共同影响。最终得到的五因子PMF模型能够解释与含煤地层、岩石风化作用、铜钼（Cu-Mo）矿化、基性-中性火山岩风化或吸附过程以及银（Ag）多金属矿化相关的信号。PMF因子结构、矿物尺度证据、空间热点模式和岩性背景的一致性支持了这样的观点：采矿活动加剧了微量元素的释放和扩散过程，这种效应叠加在地质背景之上。研究结果为在地质结构复杂的地区进行污染源识别和基于风险的土地管理提供了地质学依据。

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