滇东黔西晚二叠世煤的地质地球化学特征及宣威肺癌地质起因研究

滇东黔西晚二叠世煤层中蕴含了当时的全球碳循环、大气含氧量，乃至宣威地区现代肺癌高发病率的地质起因的丰富信息，该项目对滇东黔西晚二叠世煤层的煤岩学、地球化学及燃煤产物毒理学进行研究，并据此分析晚二叠世大气组分、地质环境、泥炭地生态以及地质事件的演替特征，同时利用质粒DNA评价法等毒理学手段以及地质学手段对宣威肺癌高发区室内燃煤排放PM10的理化特征及毒性机理进行研究，判别出肺癌高发村PM10样品及燃煤产物中的致毒的矿物组分和重金属元素类型，针对肺癌高发区C1煤层及燃煤产物的重金属元素、多环芳烃及微晶SiO2组成特征及毒理学特征，提出宣威肺癌高发的地质起因以及与晚二叠世末的地质事件的耦合关系。

滇东黔西晚二叠世煤层中蕴含了当时的全球碳循环、大气含氧量，乃至宣威地区现代肺癌高发病率的地质起因的丰富信息。本文通过沉积学、煤岩学、矿物学、同位素、元素地球化学等理论和方法，研究了云南宣威肺癌高发区晚二叠世C1煤的显微组分、矿物组成以及元素地球化学特征。同时还利用环境科学、矿物岩石学、毒理学和单颗粒分析方法，研究了宣威肺癌高发区及对照地区的室内PM10和PM2.5的理化特征与毒性。. 通过C1煤层夹矸的U-Pb同位素定年测定出接近P/T界线的年龄值252.0±2.3Ma和252.3±2.1Ma；发现B1分煤层内的有机碳同位素向上明显负偏现象，进一步确认了C1煤位于二叠—三叠系界线附近；发现煤中惰质组含量有向上增多趋势反映出C1煤形成期火灾事件频繁以及大气氧含量较高。雁塘矿C1煤中高含量的石英以及微量元素的富集规律均显示出其地球化学特征区别于相邻地区相同沉积环境不同层位以及不同沉积环境相同层位煤的独特性；C1煤层夹矸的地球化学特征表明其为二叠—三叠系界线附近的火山灰蚀变高岭石粘土岩夹矸（tonstein）。根据以上雁塘矿C1煤的地质地球化学特征推断，在C1煤成煤期受到二叠纪—三叠纪过渡时期火山活动的影响。C1煤中高含量的石英及富集的微量元素可能与PTB事件有关。. 在宣威地区室内PM10和PM2.5的理化特征与毒性研究方面，利用透射电镜及能谱技术研究了单颗粒的微观形貌、元素组成和混合状态，并将单颗粒的类型分为烟尘集合体、飞灰、矿物、有机颗粒物、二次粒子、金属颗粒和二氧化硅等七种颗粒，虎头村室内以有机物、复杂二次颗粒和二氧化硅为主；ICP－MS分析结果表明虎头村可吸入颗粒物的水溶性重金属元素浓度明显偏高，尤其是水溶性的As、Cd、Cs、Pb、Sb、Tl及Zn。颗粒物的质粒DNA损伤率以及细胞凋亡率亦表现为虎头村室内颗粒物高于对比点室内可吸入颗粒物。颗粒物的水溶性重金属元素组成与其毒性呈明显正相关关系，显示虎头村室内可吸入颗粒物的水溶性重金属元素以及二氧化硅颗粒与颗粒物的毒性以及宣威肺癌发病率等存在密切关系。. 总之，宣威地区位于PTB附近的C1煤层所含的较高的重金属元素以及微晶二氧化硅应该与当地肺癌高发率有密切关系，二者同时亦与二叠纪－三叠纪界线生物灭绝有偶合关系。