维普资讯 ３期 李俊等：长江口表层沉积物中稀土元素地球化学特征 ・３５７・
用抓斗式采泥器采集表层沉积物样品．采样时用塑料工具小心刮取表层部分，装入用硝酸预洗干净的聚
乙烯袋内，封口保存在４℃的冰库中，用于沉积物ＲＥＥｓ的测定． 沉积物样品处理过程如下：把沉积物在洁净实验室中风干至半干，放入蒸发皿中于１０５℃左右的烘箱中
烘２ｈ，之后用研钵研细，待消化．
１．３沉积物样品的消解及ＲＥＥｓ测定 称取干燥后样品０．１～０．２ｇ，置于Ｔｅｆｌｏｎ烧杯中，加入ＨＦ＋ＨＮＯ，混合酸消化．待样品完全消解后，冷
却、加入３—５滴ＨＣ１０ ，加热至近干，待ＨＣ１０ 白烟冒尽，冷却至室温后加入３ｅｍ ０．４２ｍｏｌ／ｄｍ ＨＮＯ，溶液，
低温加热使盐类完全溶解，用０．４２ｍｏｌ／ｄｍ。ＨＮＯ３将样品转入ｌＯｃｍ。容量瓶，加入ｌＯＯｍｍ ３８０￣ｇ／ｄｍ Ｒｈ内
标（最终浓度为３．８ｔｘｇ，／ｄｍ。），最后用０．４２ｍｏｌ／ｄｍ。的ＨＮＯ３溶液定容至刻度，待测定．
ＲＥＥｓ测定使用Ａｇｉｌｅｎｔ ７５００ａ ＩＣＰ ＭＳ（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｎｇｉｅｓ，ＵＳＡ） ．
１。４其他理化要素的测定 其他各重要理化要素（ｐＨ、盐度、总悬浮颗粒物质等）均采用海洋监测规范推荐方法测定 ，其中ｐＨ、盐
度现场测定，总悬浮颗粒物质带回实验室测定。 沉积物中Ａ１２０３、ＣａＯ、Ｍｎ、Ｆｅ２Ｏ３使用ＡＤＶＴ’ＸＰ型ｘ射线荧光光谱仪（ＡＲＪ Ｃｏ。，Ｓｗｉｓｓ）测定 ．
２
２。１ 结果与讨论
表层沉积物中稀土元素分布的总体特征
表１列出了研究区域各站位表层沉积物中ＲＥＥｓ含量，以及轻稀土（ＬＲＥＥ）、中稀土（ＭＲＥＥ）、重稀土
（ＨＲＥＥ）和稀土元素总量（ＴＲＥＥ），表中同时还列出了各稀土元素含量的平均值．
表１ 采样站位、表层水体盐度及表层沉积物中稀土元素含量 Ｔａｂ．１ Ｓｕｒｆａｃｅ ｗａｔｅｒ ｓａｌｉｎｉｔｙ ａｎｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＲＥＥｓ ｉｎ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ ｆｒｏｍ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎｓ
第２８卷第２期 ２０１０年４月 江 西
ＪＩＡＮＣＸＩ 科 学
ＳＣＩＥＮＣＥ Ｖｏ１．２８ Ｎｏ．２ Ａｐｒ．２０１０
文章编号：１１３０１—３６７９（２０１０）０２—０２１０—０６
湘江三角洲沉积物元素重金属
污染地球化学特征
尹春艳 ，于一尊 ，唐晓燕 ，杨 广 ，余昌训 ，刘 茜 ，杨克苏
（１．湖南师范大学资源与环境科学学院，湖南长沙４１００８１；２．江西省科学院生物资源研究所，江西南昌３３００２９）
摘要：在湘江河口三角洲采集４个沉积柱芯，得到沉积物样品９４份，测定了各样品中ｃｄ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｓｂ、ｚｎ等ｌ６ 种元素的含量，并利用地累积指数法和主成分分析法对沉积物中的重金属污染状况进行分析和评价。结果表
明，湘江河口三角洲沉积物重金属污染最严重的为ｃｄ，其次为ｓｎ、Ｓｂ、ｚｎ、Ｐｂ污染；各采样点沉积物中重金属
的复合污染状况为：Ｑ＞Ｗ＞ＸＹ＞ＱＳ，表明入湖河段的沉积物重金属含量要比湖盆的沉积物重金属污染程度 更为严重；ｗ、ｘＹ、Ｑ采样点的Ｓｃ、Ｖ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｐｂ、Ｕ主要受第１主成分的支配，而在ＱＳ’采样点第１主成分的因
子变量在这些重金属元素的浓度上有较高的负载荷，说明ｓｃ、Ｖ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｐｂ、Ｕ主要来自于湘江水。
关键词：重金属污染；沉积物；湘江；污染评价；地累积指数；主成分分析
中图分类号： 文献标识码：Ａ
Ｅｌｅｍｅｎｔａｌ Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ
ｏｆ Ｘｉａｎｇｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ Ｅｓｔｕａｒｙ，Ｈｕｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ
ＹＩＮ Ｃｈｕｎ—ｙａｎ ，ＹＵ Ｙｉ．ｚｎｎ ，ＴＡＮＧ Ｘｉａｏ．ｙａｎ ，ＹＡＮＧ Ｇｕａｎｇ ，ＹＵ Ｃｈａｎｇ—ｘｕｎ ，ＬＩＵ Ｑｉａｎ ，ＹＡＮＧ Ｋｅ—ＳＵ
（１．Ｒｅｓｏｕｗｅ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｈｕｎａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｕｎａｎ Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８１ ＰＲＣ；
中国科技信息２０１０年第２３期 ＣＨＩＮＡ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｄｅｃ．２０１０ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－８９７２．２０１０．２３．００７ ３ ６ １铀矿床稀土元素地球化学特征研究 陈爱庆 东华理工大学地球科学学院５４４０００ ３６１铀矿床沥青铀矿咏的稀土总量最高，其次为碱交代富矿石和 绿泥石化、水云母化碎裂花岗岩，主构造边部的辉绿岩的稀土总 量相对较低 富矿石沥青铀矿脉中稀土元素高度富集，稀土元素 配分模式图上，呈轻稀土元素轻微亏损和重稀土元素轻微富集的 海鸥型模式。花岗岩成岩过程中，岩浆内的轻稀土元素发生了强 烈的分馏作用，而重稀土元素分馏作用弱。在５６１铀矿床中构造 碎粉岩的稀土元素配分曲线明显比其它的要低，但各个岩石样品 的曲线形态基本一致，说明他们的形成演化条件和时期基本相 同，同时也显示样品之间稀土元素分馏程度基本相同。几乎所有 蚀变岩石的铀含量均高于未蚀变岩石，并随着蚀变的增强，铀含 量增加。 自毫诵鬻， 蔫 襄《。 ＿磐 ｌ ｉ ｊ 辩 § 。 一 ５６１铀矿床；花岗岩型铀矿床；稀土元素地球化学特征 一、３ ６ １铀矿床地质特征 ３６１矿ｒ末位于诸１ ‘山复式岩体南部，地堑式的百顺断陷带中 部，南北向构造带、北北东向构造带与近东西向的暖水塘一焦坪 断裂带三者复合部位，受断陷带东缘（ＦＩ）牛澜断裂带上盘次级 “人”字型构造（Ｆ２）烟筒岭断裂带所控制。矿区内岩性复杂，构 造发育，热液活动强（图１）。地层出露简单，只见有新生界第四 系近代积层和残积层。岩浆作用频繁，侵入体为中生代的诸广山 岩体，岩性主要有粗中粒斑状黑云母花岗岩，其次为粗粒斑状黑 云母花岗岩和中细粒黑云母花岗岩。岩脉极其发育，脉岩主要有 ．粗柱巨斑状黑云母花岗岩；２．中粗粒斑状黑云母二长花岗 岩；３．中粒斑状二云母花岗岩；４．细粒二云母花岗岩；５．碱 交代岩；６辉绿岩；７．硅化岩；８．碎粉岩；９铀矿体 图１ ３６１矿床地质略图（据核工业２９ ０研究所） ２８～ 伟晶岩、细晶岩，细粒黑云母花岗岩，花岗正长岩及辉绿岩，其 中以粗中粒斑状黑云母花岗岩和细粒花岗岩与铀矿化关系最密 切。 二、３ ６ １铀矿床稀土元素地球化学特征 根据图２可以明显看出，沥青铀矿脉的稀土总量最高，其 次为碱交代富矿石和绿泥石化、水云母化碎裂花岗岩，主构造 边部的辉绿岩的稀土总量相对较低。 在富矿石沥青铀矿脉中稀土元素高度富集，稀土元素总量 ∑ＲＥＥ达到３３４．０５ ｇ／ｇ，明显高于地壳平均值（１４６．８ ｇ／ｇ），Ｌ／Ｈ值为３．１３ ｇ／ｇ，较低，（Ｌａ／Ｙｂ）Ｎ值为２．２５ ｇ／ｇ，Ｅｕ亏损明显，６ Ｅｕ值为０．２４“ｇ／ｇ，６ Ｃｅ值为０．９２ ｕ ｇ／ｇ，属Ｃｅ亏损型，在稀土元素配分模式图上，呈轻稀土元 素轻微亏损和重稀土元素轻微富集的海鸥型模式（图３）。 导致沥青铀矿中稀土元素富集以及Ｌ／Ｈ比值较低，使分 配模式呈海鸥型的因素可能是在成矿热液中，稀土元素以络合 物形式进行迁移（黄国龙，２０１０），而这种络合物的稳定性随着 原子数的增加而增强，因而在富Ｃ０ 的热液中，ＨＲＥＥ的碳 酸阴离子络合物比ＬＲＥＥ的更容易溶解和辽移。当热液流体发 生去气作用而导致络合物发生分解时，ＬＲＥＥ、ＨＲＥＥ碳酸阴 离子络合物都发生沉淀。但在相同的条件下，ＨＲＥＥ的碳酸阴 离子络合物比ＬＲＥＥ的更容易发生沉淀，从而造成沥青铀矿中． ＨＲＥＥ的富集优于ＬＲＥＥ（黄国龙，２０１ ０）。 近矿围岩样品中绿泥石化水云母化碎裂花岗岩、萤石化碎 裂岩、绿泥石化花岗岩的稀土元素总量介于１６０．３９～２ｌ８．Ｏ９ Ｉｌ ｇ／ｇ之间，平均值为ｌ９１．９６ ｕ ｇ／ｇ，高于地壳稀土元素总量平均 值（１６３．５“ｇ／ｇ）￣Ｌ／Ｈ比值介于６．２０～ｌ４．１３之间，平均值 为９．７９，高于陆壳平均值（９．５３）。Ｅｕ值介于０．５０８～０．６５８，平均 值为０．５９。反映出花岗岩成岩过程岩浆内的轻稀土元素发生了 强烈的分馏作用，而重稀土元素分馏作用弱。它们的Ｅｕ异常 都较为明显６ Ｅｕ＝０．２６～０．３７，平均为０．２６３，Ｃｅ异常都较弱， 其值６ Ｃｅ在０．９５～１．０ｌ之间，平均为０．９７７。这些特征反映它 口匿 角霹岩 ■蕊袭苞摩害 ：ｆ 。 青掂 。ｊｏ｝～萎 毒 １簧五也群裂岩 霉锫矿劈 ｉＩ『ｆ ． ＿婆静掌堰绿老主 造 夸：， ■花岗毫口《缳碧 各 ‘、岩石样品 ●碱交代＝矿百 图２
第２２卷第３期 ２００８年６月 现代地质 ＧＥＯＳＣＩＥＮＣＥ Ｖ０１．２２ ＮＯ．３ Ｊｕｎ．２００８ 黑海西北部冷泉碳酸盐岩的沉积岩石学特征 及氧化还原条件的稀土元素地球化学示踪 冯 东 一，陈多福 （１．中国科学院广州地球化学研究所边缘海地质重点实验室，广东广州５１０６４０；２．中国科学院研究生院，北京１０００４９） 摘要：黑海西北部罗马尼亚大陆架（水深１２０ ｍ）和乌克兰陆坡（水深１９０ ｍ）发育冷泉碳酸盐岩结壳。ＸＲＤ测试表明此 结壳主要由高镁方解石和文石组成。结壳中与渗漏系统微生物活动有关的凝块和葡萄状文石等特殊的沉积组构非常发 育。冷泉碳酸盐岩酸可溶部分（碳酸盐岩相矿物）的稀土元素含量很低（０．０６８×１０一～２．８１７×１０ ），稀土元素页岩标 准化配分模式显示罗马尼亚大陆架冷泉碳酸盐岩具有明显的ｃｅ负异常，乌克兰陆坡冷泉碳酸盐岩具ｃｅ的正异常，表 明它们是分别在氧化和还原环境中沉积的。稀土元素和Ｖ、ｃｄ和Ｕ等微量元素的含量在泥晶中最高，亮晶中最低，可 能反映成岩过程对元素含量有控制作用。 关键词：冷泉碳酸盐岩；生物组构；稀土元素；地球化学示踪；氧化还原环境；黑海；ＸＲＤ 中图分类号：Ｐ７４；Ｐ５８８．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：ｌｏ０—８５２７（２ｏｏ８）ｏ３—０３９０一Ｏ７ Ｐｅｔｒｏｇｒａｐｈｉｃ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｒｅ Ｅａｒｔｈ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｓ Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｒａｃｅｒｓ ｆｏｒ Ｒｅｄｏｘ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｅｅｐ Ｃａｒｂｏｎａｔｅｓ ｆｒｏｍ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｂｌａｃｋ Ｓｅａ ＦＥＮＧ Ｄｏｎｇ 一，ＣＨＥＮ Ｄｕｏ—ｆｕ‘ （１．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＭａｒｇｉｎａｌ Ｓｅａ Ｇｅｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ｆ ｅ ｏｆＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｇｒａｄｕａｔｅ Ｕｎｉｖｅ￣ｉ＠ｏｆＣｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｎｇ １０００４９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｅｅｐ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｃｒｕｓｔｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｒｏｍａｎｉａｎ（ＲＯ）ｓｈｅｌｆ（１ ２０ ｍ ｗａｔｅｒ ｄｅｐｔｈ）ａｎｄ Ｕｋｒａｉｎｉａｎ（ＵＫＲ）ｓｌｏｐｅ（１ ９０ ｍ ｗａｔｅｒ ｄｅｐｔｈ）ｏｆ ｔｈｅ Ｂｌａｃｋ Ｓｅａ．Ｘ—ｒａｙ ｄｉｆｒａｃｔｉｏｎ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｈｉｇｈ—Ｍｇ—ｃａｌｃｉｔｅ ａｎｄ ａｒａｇｏｎｉｔｅ ａｒｅ ｔｈｅ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｍｉｎｅｒａｌｓ．Ｐｅｌｏｉｄｓ ａｎｄ ｂｏｔｒｙｏｉｄａｌ ａｒａｇｏｎｉｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｃｒｕｓｔ ｓｕｇｇｅｓｔ ａ ｇｅｎｅｓｉｓ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ａｔ ｔｈｅ ｓｅｅｐ ｓｉｔｅｓ．Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｅｌｅｍｅｎｔｓ （ＲＥＥ）ｏｆ ｔｈｅ ５％ＨＮＯ１一ｔｒｅａｔｅｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅｓ ａｒｅ ｖｅｒｙ ｌｏｗ（０．０６８×１０～ｔｏ ２．８１７×１０ ）．Ｔｈｅ ｓｈａｌｅ—ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ＲＥＥ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ＲＯ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｓｈｏｗ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｃｅ ａｎｏｍａｌｉｅｓ，ｗｈｉｌｅ ｔｈａｔ ｏｆ ＵＫＲ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｓｈｏｗｓ ｎｏ Ｃｅ ａｎｏｍａｌｉｅｓ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ ＲＯ ａｎｄ ＵＫＲ ｓｅｅｐ ｃａｒｂｏｎａｔｅｓ ｗｅｒｅ ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ ｉｎ ｏｘｉｃ ａｎｄ ａｎ— ｏｘｉｃ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ．ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ＲＥＥ ａｎｄ ｔｒａｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ（ｅ．昏Ｖ，Ｃｄ ａｎｄ Ｕ）ａｒｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｉｎ ｍｉ— ｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ，ｌｏｗｅｓｔ ｉｎ ｓｐａｒｉｔｅ，ａｎｄ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｉｎ ｍｉｃｒｏｓｐａｒ，ｓｕｇｇｅｓｔｉｎｇ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｅｐ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｉｓ ａ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉａｇｅｎｅｓｉｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｅｅｐ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ｂｉｏｇｅｎｉｃ ｆａｂｒｉｃｓ；ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｅｌｅｍｅｎｔ；ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｔｒａｃｅｒ；ｒｅｄｏｘ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；Ｂｌａｃｋ Ｓｅａ；Ｘ—ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ 收稿日期：２００８—０１—０５；改回日期：２００８—０２—２４；责任编辑：孙义梅。 基金项目：中国科学院海洋地质与环境重点实验室开放基金项目（ＭＧＥ２００７ＫＧ０５）；国家杰出青年基金项目（４０７２５０１１）；ＮＳＦＣ一 广东联合基金项目（Ｕ０７３３００３）。 作者简介：冯东，男，博士研究生，１９８０年出生，地球化学专业，主要从事冷泉碳酸盐岩及天然气水合物研究。 Ｅｍａｉｌ：ｆｄ＠ｇｉｇ
