广东省典型花岗岩成土剖面元素垂向分布特征

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1、第40卷第2期中国地质Vo1．40．NO．22013年4月GEoLoGYINCHINAApt．，2013广东省典型花岗岩成土剖面元素垂向分布特征王海荣，2侯青叶杨忠芳1李括3(1．中国地质大学地球科学与资源学院，北京100083；2．中国五矿集团勘查开发有限公司，北京100010；3．中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所。河北廊坊065000)提要：对广东省南部花岗岩广泛发育地区的两个花岗岩风化剖面进行部分主量元素和重金属元素含量变化的研究表明：研究区成土过程是Na．Mg,K、Ca持续风化淋失的过程，且风化程度较高，

2、土壤剖面中重金属元素与主量元素含量的变化趋势一致。研究区两土壤剖面的淋溶作用较强，淋溶层深达200cm,淀积层深度为100--300cm。在淀积层内，随着ca、K、Na、Mg等主量元素的新生矿物沉淀，As、Cd、Pb、Zn、Ni等元素也相对富集，是广东地区深层土壤As、Pb等元素含量高于表层土壤的可能成因之一关键词：广东省；花岗岩成土剖面；主量元素；重金属元素；淋溶层；淀积层中图分类号：P595文献标志码：A文章编号：1000—3657(2013)02—0619—1Ocu、Pb、zn、Cr、Cd、Hg元素的平均含量都已超

3、过了1引言广东省土壤背景值和全国土壤背景值[1Z13]，这使得广成土母质是土壤形成的物质基础，是植物矿质东省土壤中重金属迁移转化及来源研究成为热点。养分元素以及有毒元素的最初来源。母质对土壤的且对比不同省份多目标区域地球化学调查获得的深物理性状和化学组成均产生重要作用．这种作用在表层土壤中重金属元素含量发现：广东省珠三角洲土壤形成的初期阶段最为显著成土过程进行得愈经济区As、cr、Pb元素在深层(>150cm)的元素含久。母质与土壤之间性质的差别也愈大，尽管如此。量高于表层(0~20cm)。各个省份的对比结果表明：土壤中

4、总会保存有母质的某些特征【1]。重金属元素呈现出自南向北表层土壤中含量相对深花岗岩的化学风化过程实质上就是碱金属、碱层土壤越来越高的趋势：在山东、河北、辽宁省重金土金属组分水解淋失与脱硅富铁铝化的地球化学过属元素的表层含量普遍高于深层o(图1)。表层土壤程。风化的初期阶段．斜长石晶格遭到破坏，ca和重金属元素富集可以归结为四个方面：f1)受成土母Na迁移出去，残留的粘土矿物中A120，含量增加；质重金属含量的影响[10,14—17]；(2)受影响重金属元素随着风化作用的进行，K含量也逐渐降低，而A12o分布的环境变量的制

5、约．如pH、粘粒和有机质等；含量逐渐增加，整个风化过程中，K2O、Na20、CaO(3)受重金属元素外源输入的影响；(4)与成土过程和MgO不断淋失，Al2o。和Feo逐渐富集闭。岩石中元素的淋溶迁移与沉淀富集有关。风化及成土过程中矿物、主量和部分微量元素组成为了探究广东省深层土壤As、Cr、Pb含量普遍变化已得到广泛的研究[3一．但风化过程中重金属的高于表层土壤元素含量的原因，查明深层土壤中地球化学行为以及潜在的生态风险研究较少[10-111As、Cr、Pb富集是由人为活动引起，还是成土母质自已有研究表明．广东省珠三角

6、洲经济区表层土壤中然风化的结果．本文选取广东省最主要的岩石类型重金属元素富集程度高．表层土壤除As元素之外．分布区采集土壤剖面样品进行研究。已知广东省出收稿日期：2012-04-12：改回日期：2012-06-25作者简介：王海荣，女，1986年生，硕士生，地球化学专业，主要从事环境地球化学研究工作；E-mailo数据来源于项目“中国农田、河流生态系统区域生态地球化学评价成果集成”。第40卷第2期王海荣等：广东省典型花岗岩成土剖面元素垂向分布特征621露剖面。剖面二(P2)为人工挖掘剖面。样品采样密母体。假设这些元素在风

7、化过程中是稳定不变的，则度为：0-200cm深度内每10cm采集1个土壤样其他元素在风化过程中的富集或贫化量是可以计算品．200~400c1TI深度内每20cm采集一个土壤样品，的。Th、Ti、Zr、Nb、Ta以及都曾被用作计算风400--950cin深度内每50cm采集1个土壤样品．样化过程中元素含量变化的参比元素】，其中常用品重量为2kg．另采集原岩样品一件。采集P1土壤的是Ti、Zr、Nb、Ti和0．1Ti+Zr、Ti／Zr等，利用这样品时．先将剖面表层松散的土壤刮掉。然后采集新些参比元素或比值就可计算风化过程中易

8、活动元素鲜土壤。土壤剖面特征见表1。的变化本文首先选取Ti和Zr。分别计算两剖面2．2样品处理与分析中Ti和Zr相对新鲜原岩的变化率=(x土壤／X原岩)土壤样品采集后常温下风干、去除粗颗粒物后一1。据此选择参比元素，计算结果见表4。磨细、过筛(2rm孔径筛)、混匀、分装，制成待分析从表中可以看出．P2剖面中Ti和Zr