马晓慧, 郝春明, 王梦露, 朱云燕

(1.中国地质科学院岩溶地质研究所， 桂林 541000； 2.中国地质大学(北京)中国地质科学院， 北京 100083； 3.华北科技学院化学与环境工程学院， 廊坊 065201； 4.河北大学化学与环境科学学院， 保定 071002； 5.四川大学轻工科学与工程学院， 成都 610064)

风化作用是指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化而在原地形成松散堆积物的全过程[1]。化学风化是指在地表或接近地表条件下，岩石、矿物在原地发生化学成分变化并可产生新矿物的过程。重金素化学风化[2-4]往往是造成水土流失和水环境污染的关键要素。

煤矿开采往往形成大量的采空塌陷区，进而破坏了农田土壤，影响农作物的生长发育、产量和质量，同时也造成了土壤重金属污染[5-6]。重金属污染具有较强的生物毒性、生物积累性和易迁移性。其致癌、致畸形及致突变的作用对生态系统及人类健康构成极大的危害[6-7]。前人研究指出，从垂向来看，金属元素的分布具有一定的规律性，在土壤风化过程中存在重金属元素的迁移淋溶现象，并且各个元素的迁移富集程度不同[8-11]。

目前对于煤矿塌陷区的重金属元素的研究多集中在元素丰度演变、污染评价和生态风险上，而很少关注塌陷对剖面土壤重金属元素化学风化的研究。因此，选取峰峰矿区大社镇乐意庄村的煤矿塌陷区典型农田土壤剖面(如图1所示)，应用质量平衡方法探究塌陷驱动下剖面土壤各重金属元素的化学风化过程，为全面评估煤矿开采对土壤环境的影响与破坏，防治土壤重金属污染和水土流失，保护农作物安全和区域生态环境健康发展提供科学依据。……