湘江株洲—长沙段河床沉积物稀土元素地球化学特征

摘要

本研究利用X射线荧光分析仪（XRF）和电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)等技术，对湘江株洲-长沙段河床沉积物进行稀土元素和重金属元素地球化学分析。结果表明，湘江株洲长沙段稀土元素总体含量变化较大，但在不同沉积柱的沉积物中，不同稀土元素的含量变化规律趋于一致。沉积物REE配分模式曲线都呈轻稀土富集、重稀土相对亏缺、存在明显的Eu负异常的右倾型模式。沉积物稀土元素和其他微量元素地球化学示踪分析显示:河床沉积物主要来自于上游的花岗岩及古生界、中-新生界的沉积岩，是花岗岩与沉积建造风化产物的二元混合。但株洲段沉积物可能有更加复杂的物源，其物源的复杂性可能与该处更为强烈的人为作用（化工、冶炼等）有关。
　　沉积物重金属元素含量分析结果表明:株洲段沉积物中，Mn、Cu、Pb、Zn等重金属的含量变化较大，长沙段沉积物中，Ba、Cr、Mn、Pb、Zn等重金属的含量变化较大。重金属综合富集指数(EI值)显示，株洲段ZX、ZU沉积柱之沉积物有完全不同的重金属富集特征，Pb、Zn等重金属达到极度富集。湘江株洲、长沙段沉积物重金属污染的富集因子(EF)和地累计指数(Igeo)评价结果显示，沉积物重金属污染以V、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Ba、Pb、Th、U等构成的元素组合为特征。其中，株洲段沉积物相对于长沙段沉积物，其Pb、Zn、Cu等重金属污染程度更大。总体上，株洲段沉积物重金属污染的元素种类多，污染程度高。
　　稀土元素与重金属元素主成分分析结果显示，沉积物重金属、稀土等微量元素大致可分为两类:稀土元素Eu与亲硫-亲铁的重金属元素为一类，在沉积物中既有自然来源又有人为来源。重金属富集越明显的区域Eu负异常越剧烈，揭示沉积物的Eu负异常除了与源区岩石有关外，还可能与人为因素有关。沉积物主要稀土元素参数ΣREE、δEu和δCe与地累计指数(Igeo)的Pearson相关性分析结果显示，在重重金属污染河段，稀土参数ΣREE、δEu和δCe与重金属污染程度都有一定的相关关系。沉积物稀土总量ΣREE、δEu和δCe值可用作指示沉积物不同重金属元素污染的指标。

目录

摘要

1 绪论

1．1 背景与意义

1．2 国内外研究动态

1．3 研究工作概况

1．4 研究内容

1．5 技术路线图

2 研究区概况

2．1 地质概况

2．2 矿产资源分布概况

2．3 自然地理概况

2．4 工业(人为)活动概况

3 材料与方法

3．1 样品采集

3．2 样品处理方法

3．2．1 室内预处理

3．2．2 微量元素分析测定方法

3．3 数据分析

4 稀土元素及其地球化学特征

4．1 稀土元素含量

4．2 稀土元素的分配模式

4．3 稀土元素对沉积物物源的示踪

本章小结

5 沉积物重金属污染特征

5．1 研究区重金属元素含量及富集程度

5．1．1 重金属含量

5．1．2 重金属元素富集特征

5．2 重金属污染评价

5．2．1 富集系数法

5．2．2 地累积指数法评价

本章小结

6 稀土元素对重金属污染的指示

6．1 稀土元素与重金属污染的关系

6．2 指示沉积物重金属污染的稀土元素指标

本章小结

7 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

附录

致谢

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