湘西柑子坪下寒武統(tǒng)黑色頁巖土壤的地球化學特征.pdf

1、以湘西柑子坪下寒武統(tǒng)黑色頁巖風化剖面及其發(fā)育其上的土壤為研究對象，通過對野外對風化剖面和土壤進行系統(tǒng)的地質地球化學調查和測量，采集用于研究的各種巖石、風化產物、土壤等樣品。室內利用等離子質譜(ICP-MS)、X射線熒光光譜(XRF)、X射線衍射技術(XRD)等分析技術，對黑色頁巖風化產物、土壤、成土母巖(黑色頁巖)等進行系統(tǒng)的主量元素、微量元素(其中包括重金屬元素、稀土元素等)分析和礦物成分測定。
　　 結果表明：湘西柑子坪下寒

2、武統(tǒng)黑色頁風化作用較強，樣品CIA(風化指數)達到74以上。較強的風化令風化物和土壤顯現明顯的貧CaO、Na2O，而富Al2O3、Fe2O3的地球化學特征。黑色頁巖的風化產物的礦物組成為：石英、白云母、微斜長石、鈉長石、針鐵礦、高嶺石、斜綠泥石、蒙脫石、鈣鐵輝石等。剖面隨風化強度的加劇，所含粘土礦物的種類增多，質量分數也相應的提高。黑色頁巖土壤因繼承成土母巖的化學組成特征而富集Ba、Sc、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Th、U

3、等十數種重金屬元素，其中U、V和Ni的富集最強，富集系數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)富集系數Ks達到2以上。
　　 土壤重金屬潛在污染評價(富集因子法)結果表明，黑色頁巖土壤中重金屬的積聚程度已達到潛在污染水平，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，已經達到顯著污染(5＜F＜20，3級)以上。而土壤重金屬污

4、染的礦物學評價結果表明：生態(tài)效應評價值E(礦物學評價結果)與土壤中污染元素的富集水平并不一致：V和Zn的污染尚未達到臨界值，危險性較小；Cu、Pb、Ni存在污染，需要采取有效措施改善和預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分析顯示，風化產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比值相一致。風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，應為自然污染源。