赣南小流域水体中溶解态稀土元素地球化学及微量元素组成

摘要

河流是全球水循环的重要组成部分,并在元素地球化学循环中起着重要作用。河流的水化学和地球化学特征不仅反映了地表风化侵蚀作用的强弱,同时反映了流域的地质、地理、气候和生态环境。河流水体的化学元素组成与流域的气候、岩性、土壤、植被等自然因素和生物活动有关,在很大程度上表征着水体环境质量状况与变化、区域环境化学特征、水体元素分布分配及迁移转化的规律,因此,河流地球化学研究正受到越来越多的重视。 论文选择赣南小流域为研究对象,利用微量元素地球化学研究手段,对流域中的化学物质(稀土元素、重金属元素)循环过程进行时间和空间上的示踪研究,对稀土元素和其它微量元素的含量、分布、在不同相态上的分配分异特征机制及其影响因素进行了研究。 通过本论文的工作,主要得到以下几点认识： (1)化学风化过程中,稀土元素的行为相对惰性,不易迁移,倾向于留在风化壳中,以溶解态方式进入河流的稀土很少,因此河水中的溶解态稀土元素含量很低。天然水体中稀土元素在水相和颗粒相之间分配系数很小(K≈10-6),并且稀土元素在风化迁移过程中产生分异,重稀土优先进入水相,使河流水体中的溶解态相对于颗粒态富集重稀土。因此,岩石矿物的风化过程奠定了河流溶解相稀土浓度低并富集重稀土而颗粒相富集轻稀土的基本配分模式。赣南特地区河水溶解态稀土元素页岩标准化配分模式并不平坦,重稀土元素相对轻微富集,并表现出Ce负异常和Eu正异常。 (2)赣南小流域的水化学特征影响着其溶解态稀土元素的含量及其分布模式,河水的pH值是控制河流水体溶解态稀土元素行为的最主要因素,溶解态稀土含量随着pH值的升高而降低,稀土含量和pH值呈现反相关关系。另外,水的离子强度、无机络阴离子(碳酸根)、可溶性有机物、金属氧化物胶体微粒以及生物作用都会对稀土元素的行为产生重要的影响。赣南小流域水体的高pH值和离子强度是造成西江河水水体中溶解态稀土元素含量较低的主要原因。轻、重稀土元素相比,轻稀土更倾向于受水体中颗粒物的吸附作用的影响；而重稀土元素更倾向于受水体中无机和有机络阴离子络合作用的控制。 (3)赣南小流域水体中溶解态稀土元素分布模式表现出Ce明显的负异常和Eu正异常,这与其相同背景条件下表层土中表现出的Ce的正异常和Eu的负异常是相对应的；溶解态稀土元素的页岩标准化分布模式为中重稀土(MREE/HREE)富集型,其原因是研究区富含的重稀土矿物的氟碳钙钇矿的风化造成的。 (4)对赣南地区水体中的一些重金属元素分布的初步研究表明,区域水体中重金属元素含量不高,表明人为活动的强度较低。此外,pH值对水体中溶解态离子含量也有影响,高pH值使得重金属更容易被吸附,从而导致河水中重金属含量较低。

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论文说明：缩略语、图表目录

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前言

第一章 绪论

1.1 选题依据和研究目的

1.1.1 河流环境的基本特点

1.1.2 国内外河流地球化学研究概况

1.2 水体中稀土元素及重金属元素地球化学研究概况

1.2.1 水体中溶解态稀土元素的来源及含量

1.2.2 水体中稀土元素的分布分异模式

1.2.3 水体中稀土元素分布分异特征的主控因素

1.2.4 重金属元素研究概况

第二章 研究区概况、取样及分析测试

2.1 研究区概况

2.1.1 地理背景

2.1.2 地质背景

2.1.3 水文背景

2.2 取样与测试分析

2.2.1 河水样品的采集

2.2.2 河水样品的测试分析

2.2.3 技术路线图

第三章 水体中稀土元素地球化学

3.1 水体水化学特征

3.1.1 河水的温度与溶解氧

3.2.2 河水的pH值

3.2 河水中溶解态稀土元素含量特征

3.2.1 减少过滤孔径对溶解态稀土元素含量的影响

3.2.2 赣南小流域水体中溶解态稀土元素及世界及国内其他河流含量的比较

3.3 水体溶解态稀土的分布分异机制

3.3.1 稀土元素配分模式的控制因素

第四章 水体中溶解态微量元素组成特征

4.1 赣南小流域水体中溶解态重金属元素的分布规律

4.2 赣南小流域水体中与其他淡水中溶解态重金属元素背景值相比较

第五章 结论

4.1 主要结论

4.2 存在的主要问题和进一步的工作设想

参考文献：

致谢

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