沅江入湖河床沉積物元素地球化學(xué)特征.pdf

1、洞庭湖是我國重要的內(nèi)陸淡水湖泊。沅江是洞庭湖流域第二大入湖水系。本次工作對(duì)沅江入湖河段河床沉積物進(jìn)行鉆探取樣(牛鼻灘YN、沅江大橋YJ、巖汪湖YW)。利用X射線熒光(XRF)、電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)等分析手段，對(duì)沉積物全巖樣品進(jìn)行了主、微量元素地球化學(xué)分析，并利用210Pb法測定沉積物沉積速率。
　　結(jié)果表明，沅江入湖沉積物具有相對(duì)富TiO2，而貧MgO、CaO、K2O等主量組分的化學(xué)組成特征。且入湖河段從上游到下游

2、(自沉積柱YN→YJ→YW)、從表層到底層(YN、YJ、YW等沉積柱表層到深300cm)，沉積物主元素組成顯示相對(duì)均一。沉積物中Al2O3、Fe2O3、MnO、K2O、P2O5、LOI等主量組分含量與SiO2之間呈明顯線性負(fù)相關(guān)關(guān)系(r2＞0.40)，且這種相關(guān)性自上游到下游變得更為明顯(r2由0.56變?yōu)?.93)。顯示沉積物中一些元素的含量有明顯的粒度效應(yīng)，Al2O3、Fe2O3、MnO、K2O、P2O5等趨于在細(xì)粒沉積物中富集。<

3、br>　　沉積物的Fe2O3/K2O、Na2O/K2O、SiO2/Al2O3等元素比值相對(duì)穩(wěn)定，進(jìn)一步說明沉積物具相對(duì)均一的化學(xué)組成特征。在A-CN-K投影圖上，沉積物投影點(diǎn)均位于明顯接近A-CN線的范圍，反映含K礦物（如鉀長石等）相對(duì)穩(wěn)定，而含Ca、Na的礦物（如斜長石、鈉長石等）有一定的化學(xué)活性。沉積柱中Na2O/K2O的比值與CIA值呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，三地的Na2O/K2O平均值明顯高于參照值，說明研究區(qū)沉積物成熟度較低，沉積物

4、礦物組成以碎屑礦物為主。
　　沉積物重金屬富集系數(shù)(EF)的計(jì)算結(jié)果顯示:沉積物中Cd達(dá)顯著富集，Sc、V、Mn、Pb、Bi等重金屬為中等富集程度。三個(gè)沉積柱重金屬含量及其EF值柱狀變化圖顯示，沉積物中存在3個(gè)重金屬富集層，即(1)中下部192cm處的Pb、Tl、Bi富集層;(2)中上部94～64cm處的Pb、Cr、Ni、Cu富集層;(3)淺表部64cm處以上的V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、Tl、Bi等多種重金屬富

5、集層。地累積指數(shù)(Igeo)和綜合富集指數(shù)(EI)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示:沅江入湖沉積物重金屬污染程度自河床深部向淺部，污染程度趨于增強(qiáng)，污染元素組合趨于由較單一的V-Cd元素組合，向由Pb-Mn-Cr-Zn-V-Cd-Bi組成的復(fù)合元素組合變化。
　　沉積物中其他微量元素的富集/虧損特征與重金屬明顯不同，富集/虧損不明顯。高場強(qiáng)元素EF值未出現(xiàn)明顯富集層，稀土元素EF值出現(xiàn)三個(gè)與重金屬不同的富集層。這些特征可用于論證人為作用對(duì)重金屬富集的

6、影響。稀土元素顯示輕稀土相對(duì)富集、重稀土相對(duì)虧損的特征，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線十分一致，總體右傾，并呈明顯的Eu負(fù)異常。
　　重金屬污染的沉積物明顯相對(duì)富集Al2O3、Fe2O3、MnO、P2O5、LOI等化學(xué)組成，其重金屬含量與Al2O3、Fe2O3、 MnO、P2O5、LOI等組分明顯線性正相關(guān)。而重金屬污染程度低或無重金屬污染的沉積物，其Al2O3、Fe2O3、MnO、P2O5、LOI等化學(xué)組分富集不明顯，且重金屬含量與這些組分

7、線性正相關(guān)性不明顯。
　　主元素與重金屬元素Pearson相關(guān)性分析和主成分分析發(fā)現(xiàn)，Al2O3、Fe2O3、MnO、P2O5、LOI等表征細(xì)粒徑礦物（黏土礦物、鐵錳氧化物、磷灰石、有機(jī)質(zhì)等）的主元素主導(dǎo)了沅江入湖河床沉積物的大部分重金屬污染特征，說明研究區(qū)重金屬污染主要與黏土礦物、磷灰石以及有機(jī)質(zhì)等的地球化學(xué)行為密切相關(guān)。
　　210Pb法對(duì)YW沉積柱沉積物定年結(jié)果顯示，沅江入湖沉積物重金屬污染可能主要發(fā)生在三個(gè)時(shí)間段，即