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湖南省多目标区域地球化学调查发现,土壤重金属污染沿湘江水系展布,土壤中Cd、Pb等重金属含量高异常区分布与湖南南部湘江上游的矿集区相对应。矿区矿种多样,导致土壤Cd元素的来源及赋存状态较复杂,确定其具体来源,为日后矿业开采活动及后期的污染源头防控提供基础数据十分必要。本文主要查清柿竹园矿区及其周边土壤中Cd元素的地球化学特征,分析研究区代表性地点的表层土壤中Cd元素形态,进一步结合矿物学(XRD,SEM)及地球化学的方法,即通过岩石主微量元素分析、镜下薄片鉴定、XRD谱线鉴定、代表性矿石样品中的矿物原位电子探针测试及MLA测定共同研究Cd具体赋存在研究区出露存在的哪种岩石/矿石类型中的哪一种或哪几种矿物。研究结果表明柿竹园矿区及其周边表层土壤中Cd污染严重,土壤中Cd含量均值为2.839mg/kg,是《土壤环境质量标准(GB15618-1995)》中二级土壤标准(0.3mg/kg)的9倍多,整个研究区表层土壤点位超标率达到85.45%。地球化学图显示,高Cd异常区与当地矿业活动区范围相重叠,土壤剖面中Cd含量变化在0-20cm这一易受人为活动影响的层位,自底部向顶部呈指数累积递增趋势。BCR土壤形态分析结果表明研究区内表层土壤可提取态的比例基本都大于80%且与总量正相关,活动性最强的弱酸提取态所占比例最高且与pH、Corg之间无相关关系,土壤活动态无明显的空间变化规律。基于矿区地质背景,采集矿石和围岩,矿石类型包括钨多金属矿、铜锡矿、铅锌矿,围岩包括基底花岗岩、矽卡岩、大理岩及普通灰岩。灰岩、花岗岩、多金属矿、铜锡矿石及铅锌矿中的Cd平均含量分别为0.48、1.17、3.07、43.09和808.60mg/kg,具有代表性的高Cd岩矿石类型是铅锌矿石。代表性样品中各种矿物的电子探针原位分析显示Cd元素主要以类质同像赋存在方铅矿及闪锌矿中,闪锌矿中的比例更大。MLA检测出方铅矿及闪锌矿在两个不同铅锌矿床中的含量,结合电子探针及柿竹园公司提供的矿石储量数据,大致算出在有样品控制的两个铅锌矿床中的Cd质量为2147.04吨。柿竹园大量开采铅锌矿的时期正是技术、设施都较落后的历史阶段,矿石及古法冶炼不完全的矿渣露天堆放,可能导致大量的Cd被淋滤出进入周边环境。