湘江株洲-湘潭河段河床沉積物主量元素地球化學(xué)特征.pdf

1、本文利用X射線熒光(XRF)和電感耦合等離子質(zhì)譜(ICP-MS)分析技術(shù)，對(duì)湘江株洲-湘潭河段沉積物進(jìn)行主量元素和重金屬元素分析。結(jié)果表明，湘江株洲-湘潭沉積物中主量元素SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O等組分的含量變化相對(duì)穩(wěn)定，MnO、P2O5、Na2O及LOI等組分的含量變化大(CV＞0.2)。沉積物具有明顯虧CaO、Na2O，而富MnO、Al2O3、TiO2的化學(xué)組成特征。自上游到下游Al2O3等表征細(xì)粒徑礦物的主

2、量元素有逐漸上升的趨勢(shì)，而SiO2、Na2O等表征粗粒徑礦物的主量元素有逐漸降低的趨勢(shì)。研究區(qū)沉積物經(jīng)歷了中等化學(xué)風(fēng)化、表現(xiàn)為，Ca、Na大量流失且Ca、Na的丟失率從長(zhǎng)江沉積物→中國(guó)土壤→沉積物逐漸增大。此外，沉積物還表現(xiàn)出沿A-K線向K端分布的趨勢(shì)。表明沉積物已有鉀長(zhǎng)石的初步風(fēng)化，有脫鉀富鋁的趨勢(shì)。沉積物的Na2O/K2O的平均值為0.32，遠(yuǎn)低于UCC和長(zhǎng)江沉積物的0.89、0.75，說(shuō)明研究區(qū)沉積物有較高的成熟度。主量元素示蹤的

3、沉積物源巖顯示:株洲、湘潭河段沉積物物源以上游的花崗巖、沉積巖為主。沉積物主量元素因子分析及CIWP結(jié)果顯示:沉積物礦物組成主要包括Al2O3表征的細(xì)粒黏土礦物類（伊利石、蒙脫石、有機(jī)質(zhì)等），SiO2、Na2O、CaO表征的粗粒碎屑礦物類（長(zhǎng)石、石英碎屑物等）及重礦物磷灰石、軟錳礦、磁鐵礦等三部分。沉積物中重金屬元素含量變化大，富集系數(shù)顯示沉積物中Sc、Pb、Zn達(dá)到顯著污染，Mn、Cu、Ni、V達(dá)到中度污染，Th、U、Cr、Co為輕度

4、污染。地累積指數(shù)顯示沉積物中Sc、Pb達(dá)到偏重污染，Zn達(dá)到中度污染，Mn、Cu、V達(dá)到偏中度污染，Th、U、Cr、Co、Ni為輕度污染，而B(niǎo)a均未達(dá)到污染程度。綜合污染評(píng)價(jià)結(jié)果顯示株洲、湘潭河段分別為7.21、4.77。研究表明株洲-湘潭河段存在嚴(yán)重的重金屬污染，且株洲河段較湘潭河段重金屬污染元素種類多、污染程度深。主量元素與重金元素的相關(guān)性及聚類分析表明，Mn主要賦存在含錳礦物中;Sc、V、Co則賦存在粘土礦物、有機(jī)質(zhì)及副礦物磷灰石

5、中;Ba、Cr可能賦存在鐵氧化物及鉀長(zhǎng)石中;Zn、Pb、Cu則可能賦存在斜長(zhǎng)石、鈦鐵礦中;Th、U則主要賦存在粗粒徑的石英等碎屑礦物中;而Ni與討論礦物均無(wú)明顯賦存關(guān)系，可能賦存在其他礦物中。主量元素指示的重金屬來(lái)源顯示:研究區(qū)沉積物中Sc、Pb、Zn、Cu、Mn等重金屬主要以人為源為主、其他重金屬元素則由源區(qū)源巖化學(xué)風(fēng)化、蝕變等表生過(guò)程發(fā)育而來(lái)即屬于自然源。主量元素與重金屬污染評(píng)價(jià)結(jié)果的相關(guān)性顯示:沉積物中Al2O3、MgO、P2O5