微量元素风化行为的定量表征——以河北涞源王安镇地区为例.pdf

摘要 风化过程中微量元素的行为在刻画地球化学背景值、圈定矿化异常以及环境 地球化学评价中具有重要意义。本文选择河北涞源王安镇地区分析风化过程中元 素的行为，采用经验方程法来定量表征微量元素的风化行为，前人经验方程是对 全国 14 个剖面数据进行拟合得到的，仅利用三个风化指数 WIG 、Al O /Ti 、 2 3 K O/SiO 便能计算出 27 种微量元素的地球化学背景值。 2 2 本文在王安镇地区采集 27 件样品数据，其中风化剖面 11 件、 土壤样品 3 件，水系沉积物 2 件，岩石样品 11 件。通过对王安镇地区的样品测试分析和数 据处理发现 27 种微量元素中有 15 种微量元素的背景值可由前人的经验方程得 到较好的定量表征，针对其他 13 种微量元素，本文发现其含量与 WIG 值之间存 在着二次函数关系，因此将这 13 种微量元素的背景值定量表征为： lg(c)=A*lg(|a*WIG2+b*WIG+c|)+B*lg(Al O /Ti)+C*lg(K O/SiO )+D 2 3 2 2 式中 c 为微量元素的含量，除 Cd、Hg 含量单位为 ng/g 外其余微量元素含量单 位为 μg/g；WIG 为花岗岩风化指数；Al O ，SiO ，K O 代表氧化物的质量百分 2 3 2 2 数（单位为% ）；Ti 为样品中 Ti 的含量，单位为 μg/g。回归数据中 WIG 值的变 化范围约为 49.78~93.96 ，SiO 含量变化范围为 57.57~74.22，Al O 含量变化范 2 2 3 围为 13.05~16.72，CaO 含量变化范围为 0.258~5.585 ，其中A ，B ，C 和 D 为拟 合参数，a，b ，c 为 WIG 的系数。基于收集的背景区 10 个样品对新拟合的经验 方程进行验证，发现在误差范围计算值与实测值相一致，这表明上述方程对刻画 王安镇地区地球化学背景值是可行的。 基于原经验方程和新拟合方程，对王安镇地区的八种重金属元素 Pb 、Zn 、 As 、Ni 、Cr （采用原经验方程）和Cu、Cd、Hg （采用新拟合方程）进行研究， 提出经验方程在环境评价中识别元素异常的方法。将经验方程计算值与实测值进 行对比，若计算值与实测值在误差允许范围内，代表正常风化的元素含量；若计 算值明显高于实测值，代表元素迁入；若计算值明显低于实测值，代表元素迁出。 关键词：地球化学背景值 经验方程 重金属 环境污染评价 1 Abstract The behavior of trace elements during weathering is of great significance in delineating geochemical background values, delineating mineralization anomalies and evaluating environmental geochemistry. In this paper, the behavior of elements in the process of weathering was analyzed in wang an town of lai