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湘西北黑色泥灰巖風化剖面重金屬富集的地球化學機制
關鍵詞：黑色泥灰巖 風化 重金屬 富集 地球化學機制
摘要：通過對湘西北地區黑色泥灰巖風化剖面(DM剖面)中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、Th、U8種重金屬元素地球化學特征的研究,并與區域上發育于黑色頁巖的2條風化剖面的對比分析,初步揭示了黑色泥灰巖風化剖面中重金屬富集的地球化學機制.結果表明:(1)與黑色頁巖相比,黑色泥灰巖風化成土過程中重金屬元素普遍呈現出低背景、高富集的地球化學特征.(2)黑色泥灰巖風化剖面的形成,是在基巖中碳酸鹽快速溶蝕的基礎上(基巖的酸溶相含量為78.57%),由酸不溶相進一步演化的結果.在此過程中,對于無明顯外源輸入的元素Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、Th、U,一方面,賦存在酸溶相的部分隨碳酸鹽的淋失而虧損甚至強烈虧損(其中Th相對惰性);另一方面,殘余在酸不溶相的部分因基巖中大量碳酸鹽的淋失而顯著富集,且隨風化剖面的演化未顯示出進一步的虧損.因此,這些元素在風化剖面中的富集是絕對(強烈)虧損和顯著相對富集的綜合結果.對于Cd,存在明顯的外源輸入,可能主要以水溶態形式帶入并大量淀積在剖面下部.(3)在黑色泥灰巖風化剖面,有機質(OM)不是重金屬元素的主要賦存介質,其對重金屬元素地球化學行為的影響有限.(4)黑色泥灰巖發育的土壤中,Cu和Cd的平均含量分別為54.58 mg/kg和0.58 mg/kg,高于農用地土壤污染風險篩選值,特別是Cd,對土壤生態環境可能形成不利影響,應引起關注.
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