本次工作利用等离子质谱仪(ICP-MS)对湘中地区发育于下寒武统黑色页岩之上的土壤和黑色页岩风化剖面进行较系统的元素和Pb同位素地球化学分析。结果表明,黑色页岩土壤普遍存在潜在的、由Ba、Cd、Pb、Zn、Cu、Co、Ni、Mn等元素组成的重金属污染。黑色页岩风化过程中,SiO2、Na2O、CaO、V、Sr等强烈地淋滤释出,Al2O3、Sc、Y、REE、MgO、K2O、Ba、Cs、Cr、Sn、Th、U、Rb等元素中等程度地被淋滤释出,而Ga、Ge、Zr、Hf、Nb、Ta等元素则相对稳定,不发生明显的迁移释出。其中,黑色页岩风化剖面以元素SiO2、MgO、CaO、Na2O、K2O、V、Sr、Ba、Cs、Cr、Sn、Th、U、Rb等的淋滤释出为特征。微量元素和Pb同位素地球化学分析显示：导致上述元素的释出迁移是黑色页岩风化过程中,发生黄铁矿、有机质的氧化分解(OC),绿泥石、磷灰石等活性矿物的溶解(DL),钠长石、钾长石等硅酸盐矿物的分解(DA),以及白云母、伊利石、蒙脱石等粘土矿物的转变(TC)等化学反应综合作用的结果。其中,OC、DL、DA等化学反应引起黑色页岩风化过程早起的化学分异,而TC化学反应则导致后期化学均一。前者促使活性元素(如MgO、Na2O、K2O、P2O5、Sr、REE等)淋滤释出和一些不活泼元素(如SiO2、Al2O3、Fe2O3等)的再分配；而后者则既引起活泼元素淋滤释出,又导致不活泼元素的淋滤释出,最终使的风化产物转变成土。黑色页岩土壤中重金属富集一方面是黑色页岩风化过程中活泼元素和不活泼元素的淋滤释出的结果,另一方面又与重金属在铁-氧化物、粘土矿物中的在分配有关。