湘西北黑色泥灰岩风化剖面重金属富集的地球化学机制

论文摘要

通过对湘西北地区黑色泥灰岩风化剖面(DM剖面)中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、Th、U 8种重金属元素地球化学特征的研究,并与区域上发育于黑色页岩的2条风化剖面的对比分析,初步揭示了黑色泥灰岩风化剖面中重金属富集的地球化学机制。结果表明:(1)与黑色页岩相比,黑色泥灰岩风化成土过程中重金属元素普遍呈现出低背景、高富集的地球化学特征。(2)黑色泥灰岩风化剖面的形成,是在基岩中碳酸盐快速溶蚀的基础上(基岩的酸溶相含量为78. 57%),由酸不溶相进一步演化的结果。在此过程中,对于无明显外源输入的元素Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、Th、U,一方面,赋存在酸溶相的部分随碳酸盐的淋失而亏损甚至强烈亏损(其中Th相对惰性);另一方面,残余在酸不溶相的部分因基岩中大量碳酸盐的淋失而显著富集,且随风化剖面的演化未显示出进一步的亏损。因此,这些元素在风化剖面中的富集是绝对(强烈)亏损和显著相对富集的综合结果。对于Cd,存在明显的外源输入,可能主要以水溶态形式带入并大量淀积在剖面下部。(3)在黑色泥灰岩风化剖面,有机质(OM)不是重金属元素的主要赋存介质,其对重金属元素地球化学行为的影响有限。(4)黑色泥灰岩发育的土壤中,Cu和Cd的平均含量分别为54. 58 mg/kg和0. 58 mg/kg,高于农用地土壤污染风险筛选值,特别是Cd,对土壤生态环境可能形成不利影响,应引起关注。

论文目录

• 1 材料与方法
•   1.1 研究区概况及采样
•   1.2 分析方法
• 2 结果与讨论
•   2.1 风化剖面母岩均一性验证
•   2.2 剖面化学风化特征
•   2.3 风化剖面重金属元素的分布及富集特征
•   2.4 风化剖面重金属元素的质量平衡计算
•   2.5 DM剖面重金属元素富集的地球化学机制
•   2.6 剖面中重金属元素的环境风险评价
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 白佳灵,冯志刚,马强,刘炫志,景称心

关键词: 黑色泥灰岩,风化,重金属,富集,地球化学机制

来源: 地球与环境 2019年04期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 环境科学与资源利用

单位: 南华大学资源环境与安全工程学院,南华大学衡阳市核燃料循环地质理论与技术重点实验室

基金: 国家自然科学基金项目(41373115),南华大学研究生科学基金项目(2018KYY160),南华大学大学生创新性实验计划项目(南华教201816)

分类号: X142;X53

DOI: 10.14050/j.cnki.1672-9250.2019.47.079

页码: 436-447

总页数: 12

文件大小: 912K

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