湘中桃江錳礦廢礦堆環(huán)境地球化學(xué)特征及其環(huán)境效應(yīng).pdf

1、本文以湖南省桃江錳礦的響濤源廢礦堆為研究對象，通過采集廢礦堆廢石、礦區(qū)周圍土壤、水體等樣品，借助稀土元素、微量和重金屬元素地球化學(xué)分析資料，研究了元素在不同樣品中的地球化學(xué)征。同時，運(yùn)用質(zhì)量平衡原理探討了廢礦堆廢石中元素的富集和遷移轉(zhuǎn)換機(jī)制。結(jié)合對礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量的評價，判定了廢礦堆廢石風(fēng)化過程中元素的活動性與礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系，得出了如下幾點(diǎn)主要成果和認(rèn)識： (1)野外調(diào)查和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)分析表明，組成廢礦堆的廢石主要是作為賦礦圍巖的

2、黑色頁巖，次有少量的碳酸錳礦石。這些廢石在表生條件下，正在遭受風(fēng)化分解。 (2)剖面廢石與輕度風(fēng)化廢石稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化后的分配模式都表現(xiàn)為相似的右傾型曲線，與礦區(qū)圍巖也大致相同；而微量元素組成上，Sc、Ti、Cr、Ga、Ge、Rb、Y、Cs、Hf、Ta、Nb、Th、REE等元素在兩類廢石中的平均含量相當(dāng)；而V、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Ba、Pb、U等重金屬元素含量變化較大，且剖面廢石中的平均含量大于輕度風(fēng)化廢石，表明了廢石

3、風(fēng)化的時間越長，廢石中重金屬元素的含量相對富集。 (3)風(fēng)化錳礦石的稀土元素、微量元素和重金屬元素地球化學(xué)特征與剖面廢石、輕度風(fēng)化廢石都有明顯區(qū)別。 (4)剖面廢石和輕度風(fēng)化廢石的質(zhì)量平衡計(jì)算顯示：剖面中都表現(xiàn)為遷出的元素有Sc、V、Cr，以V的遷移強(qiáng)度最為明顯。剖面的第一層(0～60cm處)和第三層(70～95cm處)元素遷出較明顯，而下兩層(95cm以下)為顯著富集層；輕度風(fēng)化廢石中，Sc、V、Cr、Co、Ni、

4、Cu、Zn、Pb、Th、U、Cd等重金屬發(fā)生了較為明顯的遷出，且以V、Zn、U、Cd的遷移程度最強(qiáng)。 (5)礦區(qū)土壤距廢礦堆越近，土壤中重金屬含量越高。運(yùn)用地質(zhì)累積指數(shù)和潛在生態(tài)危害指數(shù)法對礦區(qū)土壤重金屬污染的評價結(jié)果都顯示：廢礦堆下墊土綜合污染程度最高，Mn、Co、Cu、Pb、Cd是污染強(qiáng)度最大和生態(tài)風(fēng)險最高的元素。 (6)礦區(qū)地表水中以礦排水的綜合污染最為明顯，水體中Fe、Mn、Ni、T1超過國家地表Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)