华南黑色页岩带是世界上重要的黑色页岩分布区,而扬子西缘是该黑色页岩带上下寒武统黑色页岩的重要分布地带,该区气候温暖湿润,有助于促进岩石的化学风化,是研究黑色页岩土壤地球化学特征的理想选区。本文以扬子西缘下寒武统黑色页岩及发育其上的土壤（本文定义为黑色页岩土壤）为研究对象,利用X射线荧光光谱仪（XRF）、等离子质谱仪（ICP-MS）等分析技术,分析新鲜黑色页岩和黑色页岩土壤的主量和微量元素组成。运用元素统计分析的方法,分析黑色页岩与黑色页岩土壤的元素地球化学组成差异,探讨引起这种化学组成差异的原因,进而探究黑色页岩风化-成土的地球化学作用机制。取得如下研究成果和认识:（1）扬子西缘下寒武统黑色页岩总体上具有与上地壳相似的主元素组成,但相对上地壳明显富集Ba、V、Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、U、Cs等微量元素,而相对亏损Sr、Zr和Hf等微量元素。稀土元素含量变化较大,总体显示与平均页岩、上地壳近一致的稀土元素组成,轻稀土相对富集、重稀土相对亏损,呈弱Eu负异常（Eu/Eu^*平均0.586）。（2）黑色页岩土壤主元素组成相对均一,且相对上地壳明显富集TiO₂、Al₂O₃、TFe₂O₃、P₂O₅、LOI,而亏损MgO、CaO、Na₂O等主量组分。土壤中Ba、V、Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、U、Cs等微量元素也明显相对富集,Mn、Sr则相对亏损。稀土元素含量变化小,总体显示与黑色页岩相一致的稀土配分模型,富集轻稀土,而亏损重稀土,总量则较高,呈弱Eu负异常（Eu/Eu^*平均0.567）。（3）黑色页岩与黑色页岩土壤之间的化学组成存在明显的差别。与新鲜黑色页岩相比,黑色页岩土壤明显亏损MgO、Ca O、Na₂O、P₂O₅、LOI,而富集Al₂O₃、Fe₂O₃等主量组分。Ba、V、Mn、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、U、Sr等微量元素相对亏损,而Th相对富集。其他元素的分布与成土母岩黑色页岩无明显差别。此外,主量元素、微量元素在黑色页岩中含量变化大,而在黑色页岩土壤中含量变化则相对稳定,体现黑色页岩土壤化学组成相对均一。（4）引起上述黑色页岩与黑色页岩土壤化学组成之间的明显差异是主量元素含量变化所致。单因素方差分析显示各主量元素对这种差异的影响程度由大到小的顺序为:CaO>Na₂O>LOI>MgO>Al₂O₃>Fe₂O₃>MnO>K₂O>SiO₂>P₂O₅。由此而引起风化-成土过程中元素的淋滤释出和次生富集。（5）黑色页岩与黑色页岩土壤之间的化学组成差异是风化-成土作用的结果。风化-成土过程中,有机质、黄铁矿、方解石、钠长石、斜绿泥石等不稳定矿物的化学蚀变分解,及长石等硅酸盐矿物的水解导致CaO、LOI、Na₂O、MgO、K₂O、SiO₂等主量组分,及V、Cr、Ni、Cu、Zn、Ge、Ba和Sr等微量元素的淋滤释出。而粘土矿物、铁-锰氧化物等次生矿物的生成,则引起Fe₂O₃、MnO、Al₂O₃等主量组分,及Pb、Cs、Co、Th、Sc、Ga、Rb、REE等微量元素在土壤中产生次生富集。这些化学作用过程导致黑色页岩化学组分在风化-成土过程中发生淋滤释出和次生富集,而引起其在新鲜黑色页岩与土壤之间存在明显差别。（6）黑色页岩风化-成土过程中发生了化学分异作用与化学均一作用。化学分异作用化学反应序列为:硫化物矿物和有机质的氧化分解;不稳定矿物如斜绿泥石、方解石和含磷矿物的化学蚀变分解;钾长石等硅酸盐矿物的水解;而矿物的次生生成作用与上述矿物蚀变反应相对应,如硅酸盐矿物的水解为粘土矿物的形成提供物质来源、黄铁矿等硫化物矿物的氧化分解使Fe元素在风化-成土过程中发生价态的转变,形成次生铁氧化物矿物。化学均一作用则主要表现为:元素在上述矿物蚀变分解过程中发生再分配和侧向迁移,使元素含量高的黑色页岩风化形成的土壤元素含量相对降低,反之则相对增高,导致黑色页岩土壤中元素的含量差异明显小于成土母岩的,使黑色页岩土壤元素含量趋向均一。