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南方离子型稀土矿是我国重要的战略资源,分布区域主要有江西、福建、广东和广西等南方诸省,稀土元素呈离子相吸附在粘土矿物中,开采工艺简单。论文以江西龙南县足洞重稀土矿区废弃矿为研究对象,基于研究区的土壤地球化学调查数据,采集矿区原始的和已开采的矿区风化壳剖面,矿区地表水和地下水等样品。通过对风化壳剖面和水样品中的常量元素、稀土元素、氨氮和硫酸根的含量、重金属元素Pb、Cd的形态等进行地球化学分析,研究稀土矿山开采后稀土元素横向和纵向的迁移变化和分布特征、氨氮的来源和迁移特征、重金属的污染程度和迁移特征,初步评价南方离子型稀土矿开采后的残余物质中稀土、氨氮、重金属的稳定性。研究结果表明,离子型稀土矿矿山开采前后,矿山环境由封闭还原变为开放氧化的环境,除了FeO被氧化成Fe2O3,导致Fe2O3含量增加外,其他主量元素含量基本不变;粘土矿物的总含量从65%下降到50%,其中以伊利石、高岭石和埃洛石为主;开采前后风化壳的平均粒径表现为在深度02m范围内,由103.78μm下降到76.08μm,随深度增加先增大再减小,深度为310m时,开采前后平均粒径均为125μm,深度为1012m时,开采前平均粒径为123μm,开采后骤降为55.46μm。研究区内轻重稀土的迁移转化行为存在较大的差异,轻稀土(LREE)与稀土总量(∑REE)的分布特征基本一致,在矿区及其周边的区域,轻稀土(LREE)和稀土总量(∑REE)低于非矿区,而重稀土(HREE)含量分布特征则刚好相反。开采前后垂向上的分布特征为稀土元素都在全风化层富集。水环境中的稀土含量主要受控于pH值,而矿区表层水的pH值中位值为3.86,处在稀土最易进入溶液中的最高节点。研究区的氨氮和硫酸根含量超标严重,地表水中NO3-和NH4+的含量超地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅴ类水标准限值分别达100倍和10倍,地下水中NO3-含量超地下水环境质量标准(GB/T14848—93)Ⅴ类水标准限值数倍至10倍,NH4+的含量超地下水环境质量标准(GB/T14848—93)Ⅴ类水标准限值数百倍。稳定氮同位素监测结果表明氮污染源主要为含氨氮的浸矿剂。研究区内表层土壤中重金属元素Pb的高异常区主要集中在矿区范围,主要来源于成矿母岩——燕山二期花岗岩,而Cd元素存在点源污染的可能,与居民生活区范围相对应,明显与矿产开采活动无关。形态分析的结果显示,稀土矿山开采后,重金属元素Pb的总量增加,超过超过全国土壤背景值(26μg/g)38倍,活动态的比例从18.15%上升到34.77%,而Cd没有出现富集现象,活动态略微上升,从25.15%上升到30.25%。南方离子型稀土矿的开采使矿床中的稀土元素和重金属元素活动性增强,同时残余了大量的氨氮和硫酸根,对矿区及周边土壤和水体造成了很大的污染。本论文研究南方离子型稀土矿开采后残余物质——稀土、氨氮和重金属的稳定性,旨在为南方离子型稀土矿的环境修复治理提供基础的数据和理论支撑,对离子型稀土矿山的环境风险评价提供依据。