湘江是我国重金属污染最为严重的河流之一。沉积物元素地球化学背景值是重金属污染评价的基础。本研究在以往对湘江下游株洲、湘潭、长沙和湘阴段河床沉积物进行主、微量元素地球化学分析的基础上,认识沉积物元素地球化学特征,甄别沉积物中人为源与自然源重金属,进而利用地球化学和数理统计分析的方法,计算求得沉积物的元素地球化学背景值。并借助逐级提取实验元素赋存状态分析和铅同位素分析结果,对取得的沉积物元素地球化学背景值进行科学验证。取得如下研究结果。湘江沉积物主量元素分析结果（n=357）显示,株洲段沉积物与湘潭、长沙和湘阴段有明显不同的元素组成。Si O2、Ti O2、Al2O3、Fe2O3、K2O等组分在湘潭、长沙、湘阴3河段沉积物中的含量分布均匀（变异系数Cv<0.2）,而Mn O、Mg O、Ca O、Na2O、P2O5等组分布不均（Cv>0.2）。相对北美页岩,主量元素Si O2、Ti O2、Fe2O3、Mg O、Ca O、K2O、P2O5等在沉积物中富集/亏损（0.5<EF<2）不明显;Na2O在沉积物中明显亏损（EF≤0.5）,而Mn O在沉积物中明显富集（EF≥2）。垂向上,沉积柱中主量元素含量无明显变化。株洲段沉积物中,Si O2含量较其他河段小,Ti O2、Fe2O3、Ca O等含量较其他河段高,富集明显。湘江湘潭、长沙、湘阴3河段沉积物微量元素的分布也与株洲段沉积物不同。3河段沉积物中Cd、Mn、Ni、Cu、Zn、Pb等重金属和Zr、Hf、Ta等高强场元素的在沉积物中分布不均（Cv>0.20）;而Ba、Sc、Ga、Ge、Rb、Nb、Y、REE等分布均匀（Cv<0.20）。相对北美页岩的微量元素富集因子（EF）显示,重金属Cd、Mn、Cu、Zn、Pb等,及高强场元素Zr、Hf、Ta、Cs等在沉积物中明显富集（EF≥2）;而亲石元素Ba、Sc、Ga、Ge、Rb、Nb、Y、REE等,及重金属中V、Cr、Co、Ni等在沉积物中富集/亏损不明显（0.5<EF<2）;沉积物中Sr则明显亏损（EF≤0.5）。垂向上,微量元素含量变化规律不明显。株洲段沉积物Cd、Mn、Cu、Zn、Pb等重金属和Zr、Hf、Ta等高强场元素的含量明显高于其余3河段沉积物。主成分分析及Pearson线性相关性分析显示,沉积物中富集亏损特征不明显的微量元素V、Cr、Co、Ni等重金属,Ba、Sc、Th、U、Cs、Ga、Ge、Rb、Sr、Zr、Hf、Nb、Ta、Y等亲石和高强场元素及REE主要赋存于难溶硅酸盐矿物相中,为自然源元素。而沉积物中显著富集的重金属Cd、Pb、Zn、Cu、Mn等主要赋存于铁-锰氧化物等矿物相中,既有自然源又有人为源的叠加。不同来源的元素用不同的方法求得背景值。而后利用BCR残渣态元素分析结果、Pb同位素自然源样品判别结果、稳定元素比值等对本文所得沉积物的元素背景值进行验证。结果表明,本文利用数理统计法剔除异常值和地球化学法计算求得的湘江河床沉积物元素背景值是合理的。综合湘江流域的自然地质背景,可用于湘江沉积物的重金属污染评价研究。