矿山固体废弃物氧化产生的富含重金属元素的酸性矿山废水(AMD)污染是矿山环境污染中最主要的问题。AMD的底泥沉积物中聚集了大量的次生矿物,是重金属等有毒有害元素活化、迁移和富集的关键所在。本文在粤北大宝山多金属矿的槽对坑和铁龙尾矿库上下游分不同时间共选取了21个采样点,分别采集了水样和底泥样品,利用X荧光光谱法(XRF)、X-射线粉晶衍射(XRD)、扫描电镜及能谱(SEM+EDS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、原子吸收光谱法(AAS)、离子色谱(IC)等方法,进行了次生矿物及重金属元素等测试分析,探讨了AMD中次生矿物的类型、微形貌、结构特征及其与AMD中重金属等有害元素的关系,以期深入了解重金属等有害元素的释放和沉淀作用,为AMD的治理寻找新的有效途径。论文获得的主要结论如下:1、大宝山AMD的底泥富Fe、Al、Si,烧失量较高,富含吸附水、硫酸根离子和腐殖质。2、底泥主要由风化残留矿物(如石英、长石、黄铁矿)、粘土类风化产物和次生矿物组成。次生矿物主要是铁的氧化物和氢氧化物(如针铁矿、四方纤铁矿等),含铁硫酸盐矿物(如施氏矿物、铁矾类矿物等),其他非铁矿物(如石膏、滑石、沸石、绿泥石、蛇纹石、十字石、铅矾等)。其中,施氏矿物、黄钾铁矾和针铁矿是最重要的次生矿物。3、施氏矿物具典型“海胆状”形貌结构,特殊的毛刺棒状、毛绒空管结核状结构和普遍存在的毛毡状形貌结构。4、黄钾铁矾存在的水体pH值范围较低,在2.75-3.82之间,平均值为3.31;施氏矿物存在的pH范围为2.67-4.65,平均值为3.84;针铁矿存在的pH值范围为2.75-6.66。5、底泥沉积物的FTIR表征主要与-OH/H2O、SO42- 、Fe-O和有机质相关,重金属离子可以通过交换表面游离羟基中的H+的形式吸附于底泥沉积物中。6、所测定的几种金属元素中,水体中Mn元素含量最高,为0.18-97.59 mg/L;底泥沉积物中Pb元素含量最高,为360.27-8701.00 mg/Kg。水体中Cu、Zn、Mn含量,底泥沉积物中Zn、Mn含量具有随时间不断累积的特点。阴离子中SO42-的含量最高,为9.59-9634.00 mg/L。四种阴离子含量的平均值大小为SO42->Cl->F->NO3-。SO42-的含量与水量、pH值呈负相关关系。