湘西柑子坪下寒武統(tǒng)黑色頁巖土壤的地球化學(xué)特征.pdf

1、以湘西柑子坪下寒武統(tǒng)黑色頁巖風(fēng)化剖面及其發(fā)育其上的土壤為研究對(duì)象，通過對(duì)野外對(duì)風(fēng)化剖面和土壤進(jìn)行系統(tǒng)的地質(zhì)地球化學(xué)調(diào)查和測(cè)量，采集用于研究的各種巖石、風(fēng)化產(chǎn)物、土壤等樣品。室內(nèi)利用等離子質(zhì)譜(ICP-MS)、X射線熒光光譜(XRF)、X射線衍射技術(shù)(XRD)等分析技術(shù)，對(duì)黑色頁巖風(fēng)化產(chǎn)物、土壤、成土母巖(黑色頁巖)等進(jìn)行系統(tǒng)的主量元素、微量元素(其中包括重金屬元素、稀土元素等)分析和礦物成分測(cè)定。
　　 結(jié)果表明：湘西柑子坪下寒

2、武統(tǒng)黑色頁風(fēng)化作用較強(qiáng)，樣品CIA(風(fēng)化指數(shù))達(dá)到74以上。較強(qiáng)的風(fēng)化令風(fēng)化物和土壤顯現(xiàn)明顯的貧CaO、Na2O，而富Al2O3、Fe2O3的地球化學(xué)特征。黑色頁巖的風(fēng)化產(chǎn)物的礦物組成為：石英、白云母、微斜長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、針鐵礦、高嶺石、斜綠泥石、蒙脫石、鈣鐵輝石等。剖面隨風(fēng)化強(qiáng)度的加劇，所含粘土礦物的種類增多，質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相應(yīng)的提高。黑色頁巖土壤因繼承成土母巖的化學(xué)組成特征而富集Ba、Sc、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Th、U

3、等十?dāng)?shù)種重金屬元素，其中U、V和Ni的富集最強(qiáng)，富集系數(shù)Ks依次分別在6.12～7.36，2.23～3.1，2.49～3.15之間，EI值(土壤綜合富集指數(shù))富集系數(shù)Ks達(dá)到2以上。
　　 土壤重金屬潛在污染評(píng)價(jià)(富集因子法)結(jié)果表明，黑色頁巖土壤中重金屬的積聚程度已達(dá)到潛在污染水平，表土樣品存在U、Ba、V、Cu、Ni等重金屬元素的潛在污染，其中以U的潛在污染程度最高，已經(jīng)達(dá)到顯著污染(5＜F＜20，3級(jí))以上。而土壤重金屬污

4、染的礦物學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果表明：生態(tài)效應(yīng)評(píng)價(jià)值E(礦物學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果)與土壤中污染元素的富集水平并不一致：V和Zn的污染尚未達(dá)到臨界值，危險(xiǎn)性較?。籆u、Pb、Ni存在污染，需要采取有效措施改善和預(yù)防目前和將來的污染危害。
　　 主量元素(Fe2O3和Al2O3)與重金屬元素的逐步回歸方程和相關(guān)性分析都顯示，重金屬元素在土壤中的賦存主要位于鐵氧化物和黏土礦物等礦物相中，其中Sc、Co、Th元素大多賦存于粘土礦物中；Cr、Zn元素則以賦存于鐵

5、氧化物礦物為主；而V、Pb、U、Ba、Mn、Ni、Cu則不被鐵氧化物礦物和粘土礦物的控制。
　　 微量元素和稀土元素地球化學(xué)分析顯示，風(fēng)化產(chǎn)物和黑色頁巖土壤的Ta/Nb、Zr/Hf、Nd/Sm等元素比值比較穩(wěn)定，且與其成土母巖的相應(yīng)比值相一致。風(fēng)化物及土壤和母巖擁有類似的稀土配分型式，并且在土壤發(fā)育過程中稀土元素沒有發(fā)生明顯的分異。微量元素比值以及稀土元素特征指示土壤樣品中的重金屬元素繼承自母巖，應(yīng)為自然污染源。