洞庭湖是我国重要的内陆淡水湖泊。沅江是洞庭湖流域第二大入湖水系。本次工作对沅江入湖河段河床沉积物进行钻探取样（牛鼻滩YN、沅江大桥YJ、岩汪湖YW）。利用X射线荧光（XRF）、电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）等分析手段,对沉积物全岩样品进行了主、微量元素地球化学分析,并利用²¹⁰Pb法测定沉积物沉积速率。结果表明,沅江入湖沉积物具有相对富TiO₂,而贫MgO、CaO、K₂O等主量组分的化学组成特征。且入湖河段从上游到下游（自沉积柱YN→YJ→YW）、从表层到地层（YN、YJ、YW等沉积柱表层到深300cm）,沉积物主元素组成显示相对均一。沉积物中Al₂O₃、Fe₂O₃、MnO、K₂O、P₂O₅、LOI等主量组分含量与SiO₂之间呈明显线性负相关关系（r²>0.40）,且这种相关性自上游到下游变得更为明显（r²由0.56变为0.93）。显示沉积物中一些元素的含量有明显的粒度效应,即一些元素如中Al₂O₃、Fe₂O₃、MnO、K₂O、P₂O₅等趋于在细粒沉积物中富集。沉积物的Fe₂O₃/K₂O、Na₂O/K₂O、SiO₂/Al₂O₃等元素比值相对稳定,进一步说明沉积物具相对均一的化学组成特征。在A-CN-K投影图上,沉积物投影点均位于明显接近A-CN线的范围,反映沉积物形成过程中,含K矿物（如钾长石等）相对稳定,而含Ca、Na的矿物（如斜长石、钠长石等）有一定的化学活性。沉积柱中Na₂O/K₂O的比值与CIA值呈明显的负相关关系,三地的Na₂O/K₂O平均值明显高于上地壳、中国平均土壤、长江沉积物,说明研究区沉积物成熟度较低,沉积物矿物组成以碎屑矿物为主。沉积物重金属富集系数（EF）的计算结果显示:沉积物中Cd达显著富集,Sc、V、Mn、Pb、Bi等重金属为中等富集程度。三个沉积柱重金属含量及其EF值柱状变化图显示,沉积物中存在3个重金属富集层,即（1）中下部192cm处的Pb、Tl、Bi富集层;（2）中上部94⁶4cm处的Pb、Cr、Ni、Cu富集层;（3）浅表部64cm处以上的V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、Tl、Bi等多种重金属富集层。地累积指数（Igeo）和综合富集指数（EI）评价结果显示:沅江入湖沉积物重金属污染程度自河床深部向浅部,污染程度趋于增强,污染元素组合趋于由较单一的V-Cd元素组合,向由Pb-Mn-Cr-Zn-V-Cd-Bi组成的复合元素组合变化。沉积物中其他微量元素的富集/亏损特征与重金属明显不同,富集/亏损不明显。高场强元素EF值未出现明显富集层,稀土元素EF值出现三个与重金属不同的富集层。这些特征可用于论证人为作用对重金属富集的影响。稀土元素统计结果显示轻稀土相对富集、重稀土相对亏损的特征,球粒陨石标准化配分曲线十分一致,总体右倾,并呈明显的Eu负异常。重金属污染的沉积物明显相对富集Al₂O₃、Fe₂O₃、MnO、P₂O₅、LOI等化学组成,其重金属含量与Al₂O₃、Fe₂O₃、MnO、P₂O₅、LOI等组分的相关性明显线性正相关。而重金属污染程度低或无重金属污染的沉积物,其Al₂O₃、Fe₂O₃、MnO、P₂O₅、LOI等化学组分富集不明显,且重金属含量与这些组分线性正相关性不明显。主元素与重金属元素Pearson相关性分析和主成分分析发现,Al₂O₃、Fe₂O₃、MnO、P₂O₅、LOI等表征细粒径矿物（黏土矿物、铁锰氧化物、磷灰石、有机质等）的主元素主导了沅江入湖河床沉积物的大部分重金属污染特征,说明研究区重金属污染主要与黏土矿物、磷灰石以及有机质等的地球化学行为密切相关。²¹⁰Pb法对YW沉积柱沉积物定年结果显示,沅江入湖沉积物重金属污染可能主要发生在三个时间段,即解放前1909年¹922年国家工业初步发展期、解放后1959年¹979年的新中国工业发展期,和改革开放以后1979年至今的国家经济快速大发展期。重金属富集/污染的历史说明了沅江流域自然过程和人为作用特征,即伴随人为作用加强,重金属污染的程度趋于增强、污染元素组合趋于复杂。