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《贵州大学》 2018年
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贵州碳酸盐岩风化成土过程中镉的迁移转化过程与机理研究

罗慧  
【摘要】:贵州是我国西南大面积低温成矿域的主要区域,是金属矿产及包括镉(Cd)在内的多种分散元素的生产基地。前期相关研究表明碳酸盐岩Cd背景值高及碳酸盐岩风化成土Cd的相对富集,是我国南方喀斯特地区土壤Cd含量高的主要自然因素,但碳酸盐岩风化成土过程中具体Cd的迁移转化过程及机理尚不清楚。因此,探究碳酸盐岩风化成土过程中Cd的迁移转化对于研究Cd的污染防治提供科学依据和决策基础。本文选取贵州4条不同岩性不同时代碳酸盐岩发育的风化剖面为研究对象,通过对岩-土界面、土壤剖面样品中主、微量元素分析和环境物理条件的研究,结合Cd富集因子、Cd质量迁移转化系数等探讨了碳酸盐岩风化作用中Cd的地球化学行为,解析了贵州碳酸盐岩风化成土过程Cd的迁移/富集机理。本次研究取得了如下认识:(1)碳酸盐岩风化成土过程中,Cd相对于上陆壳发生了显著富集:石灰岩富集程度随剖面变化幅度大,富集较大值在土壤剖面中下部;白云岩富集程度随剖面变化波动小,富集较大值在土壤剖面底部。(2)元素质量迁移系数真实反应了元素的迁入迁出情况。各个剖面相对于上陆壳富集明显,而通过质量迁移转化因子分析后,实际Cd在碳酸盐岩风化剖面中为“假”富集,真实情况为Cd在各个碳酸盐岩剖面中整体为迁出亏损,基本特征为在剖面下部随着剖面深度的降低,Cd亏损程度增加,而到土壤中上部Cd亏损程度基本保持不边,近乎淋失殆尽。岩粉层与剖面底部碱性障、黏土矿物的影响可能是导致剖面异常富集的原因。(3)碳酸盐岩母岩岩性可能一定程度上制约着Cd在岩土界面的迁移:石灰岩在岩土界面亏损程度没有白云岩强烈;对比分析各个碳酸盐岩岩土界面Cd相对于上陆壳富集系数与质量迁移系数可知,两者之间没有明显的线性关系,说明碳酸盐岩岩土界面在风化成土过程中Cd的富集程度不受Cd的迁移影响,Cd的富集与淋失之间没有必然联系。(4)碳酸盐岩母岩岩性可能一定程度上制约着Cd在土壤剖面的迁移:所研究剖面中石灰岩土壤剖面迁移程度相差大,亏损程度不如白云岩剖面高,在土壤中下部出现突变,绝对富集;所有白云岩土壤剖面Cd元素都显示为明显的亏损,湖潮与大兴土壤剖面Cd元素亏损程度在80%-100%之间;而新浦剖面亏损程度较小。(5)在剖面研究中,Cd的质量迁移系数与碳酸盐岩剖面风化程度呈现出一定规律性,所研究的四个剖面都表现出(1)Cd的质量迁移系数在风化程度低的岩土界面较高;(2)随着风化程度的进一步增加,Cd的质量迁移系数呈线性递减,Cd的迁出淋溶程度加大;(3)当风化作用更强烈时(CIA90),对Cd的迁移变化影响不明显。而由点到面进行区域尺度拓展研究发现,贵州石灰土随着土壤风化程度加深,高Cd含量区所占比值越小,风化程度进一步增加,Cd含量变化程度不明显。由点到面进行区域尺度拓展印证了以上规律。
【学位授予单位】:贵州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:X53

【参考文献】
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