在地质历史的发展过程中，渐渐形成了地壳表面元素分布的不均一性。这种不均一性，在一定程度上与地质过程的演化、气候变化、环境污染和成矿因素等有关。因此，提取地层岩石中元素地球化学信息，获得研究区域内相关地球化学特征，可为推测其地质环境的演化提供依据。而变价元素作为代用指标在时间跨度和对环境的响应程度方面具有较大的优势，已经成为重要的研究对象之一。　　 在自然界中变价元素广泛存在，如常见的金属元素Fe(Fe(Ⅲ)、Fe(Ⅱ))、Mn(Mn(Ⅳ)、Mn(Ⅱ))、cr(cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ))、Ni(Ni(Ⅲ)、Ni(Ⅱ))、Sn(Sn(Ⅳ)、Sn(Ⅱ))、Cu(Cu(Ⅱ)、Cu(I))等，非金属元素S(S2-、S2-2、S(Ⅳ)、S(Ⅵ))、As(As(Ⅲ)、As(Ⅵ))等。利用Eh-pH图解和变价元素不同的地球化学特征，可以从中提取找矿信息，从而提高野外找矿评价工作成果质量。另外可根据变价元素的价态变化反推其地球化学环境，对了解气候的变化趋势有一定的帮助。人类的健康与环境中元素的迁移和毒性有很大关系，而在自然界中不仅不同的元素具有不同的迁移能力和毒性，就是对于同一元素而言，其价态不同迁移能力和毒性也各异。因此，对环境中变价元素进行价态分析具有重要的意义。　　 变价元素铁、锰、铬、硫在自然界的氧化与还原过程中进行着意义深远的地球化学循环，这一循环不仅是其自身的循环，而且它们之间也存在着相互依赖、相互耦合的关系。它们还是组成环境中氧化还原体系最重要的元素，并直接或间接的参与地球化学过程。在特定的氧化还原条件下，同一元素的不同价态形式可以相互转化，其含量的高低在很大程度上反映了其所处环境的氧化还原特性。同时这四种元素之间相互影响，具有很强的相关性。通过这四种变价元素本身不同价态之间含量的对比以及它们之间含量的对比，可以推测该区域的氧化还原环境、气候变化、成矿因素等。　　 目前国内外关于变价元素铁、锰、铬、硫的分析方法的研究多集中于土壤、水体和沉积物中，但还未见选择地质样品作为研究对象。而本文则对地质样品中变价元素铁、锰、铬、硫的分析方法进行了探讨，并结合变价元素与地质环境的相关性对其地球化学意义进行了研究。主要内容和研究成果如下：　　 1.在查阅大量文献的基础上，较全面的综述了近年来关于变价元素铁、锰、铬、硫分析方法的研究进展，以及变价元素与环境相关性的研究现状。　　 2.通过试验比较选择了Al2(SO4)3溶液作为地质样品中Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的提取剂，用全溶法浸取出总铁、总锰，并用火焰原子吸收光谱法进行了测定，从而求得Fe(Ⅲ)的含量。试验选取了仪器的最佳工作条件，优化了提取剂的用量和浓度、提取温度和时间等。所建立的地质样品中Fe(Ⅱ)分析方法检出限为0.05mg/L，精密度为1.79％，加标回收率在86.52％～98.47％之间： Mn(Ⅱ)分析方法检出限为0.07mg/L，精密度为1.96％，加标回收率在95.90％～101.70％之间，二者标准样品的测定值与标准值基本吻合。　　 3.通过试验比较选择了HCI溶液作为地质样品中总铬的提取剂，过柱(717型阴离子交换树脂)分离Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)，并用石墨炉原子吸收光谱法进行了测定，从而求得Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)分量。试验选取了仪器的最佳工作条件，优化了提取剂的用量和浓度、提取温度和时间、717型阴离子交换树脂柱的pH值等。所建立的地质样品中Cr(Ⅲ)分析方法检出限为0.20ng/mL，精密度为3.7％，加标回收率在96.10％～102.60％之间，标准样品的测定值与标准值基本吻合。　　 4.通过试验比较选择了Na2CO3溶液作为地质样品中SO2-4的提取剂，采用BaCrO4间接法，并用火焰原子吸收光谱法进行了测定。通过试验选取了仪器的最佳工作条件，优化了提取剂的用量和浓度、提取温度和时间等。所建立的地质样品中SO2-4分析方法检出限为0.08mg/L，精密度为2.06％，加标回收率在92.10％～101.70％之间，标准样品的测定值与标准值基本吻合。　　 5.通过对浙江省长兴县煤山二叠三叠系界线D剖面24-29层中变价元素铁、锰、铬、硫含量的测定，并结合变价元素铁、锰、铬、硫与环境的关系以及它们之间的相关性，分析得出：　　 (1)根据Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)含量的变化可以推测出该区域所处的氧化还原环境，结合氧化还原环境与气候干湿的对应关系，可以推测出古气候的变化；　　 (2)铁、锰同为铁族元素，它们之间相互影响，通过二者相关性的分析可以表征环境中CO2浓度的变化，进而可以指示气候的变化情况，还可以判断氧化还原环境以及其它元素的存在形式和成矿因素等。　　 (3)硫和铁、锰的相关性主要通过微生物的作用而形成。通过硫和铁、锰的相关性可以判断氧化还原环境，进而可知铁、锰的存在形式，对于铁矿和锰矿的寻找和开发有很好的指示作用。　　 (4)铬可以作为判别岩体含矿与否的重要指示元素。而铬具有较强的亲铁性，通过铬和铁相关性的分析可以判断铬的存在形式及其含量，进而为找矿工作提供重要的参考信息。　　 (5)通过Fe、Fe/Mn、Mn、cr随浙江省长兴县煤山二叠三叠系界线D剖面层位深度变化趋势分析可知：在M-27层与M1-24层界线处突变为强氧化环境，说明该处地质环境发生重大变化(火山爆发、生物灭绝和气候变化等)；M-24层整体处于稳定还原环境；M-27和M-29层整体处于氧化环境和弱氧化环境。　　 (6)通过变价元素铁、锰、铬、硫分别推测出的浙江省长兴县煤山二叠三叠系界线D剖面环境变化趋势具有较强的同步性，为以后通过单个变化元素分析环境变化趋势奠定了基础。