Este estudio analiza la distribución del contenido total de metal(óxido)s acumulado en los sedimentos del río Grande, el curso fluvial más importante que atraviesa el antiguo distrito minero de La Carolina (Jaén, España), cuyas aguas se recogen en un embalse de suministro urbano. En total, se tomaron 102 muestras de sedimentos a lo largo del río, 51 en el canal de lecho vivo y otras 51 en la llanura de inundación. Las muestras analizadas tienen un alto contenido de metal(óxido)s, a veces mucho más alto que los niveles de referencia establecidos por la legislación europea y regional para suelos, especialmente Pb, As y Ba, con valores promedio de 5452 mg/kg, 116 mg/kg y 2622 mg/kg, respectivamente. El análisis estadístico de los valores obtenidos permite caracterizar la distribución de los contenidos de los diferentes elementos a lo largo del río y definir las asociaciones y patrones de dispersión en los sedimentos de los metal(óxido)s provenientes de las responsabilidades ambientales de los numerosos vertederos y presas de relaves generados por la actividad minera. En ambos casos, el alto contenido de metal(óxido)s identificado, así como los valores resultantes de varios índices ambientales (el factor de enriquecimiento, el factor de contaminación, el índice de geoacumulación, el índice de riesgo ecológico potencial y el índice de carga de contaminación), confirmaron que las muestras de sedimentos estaban moderadamente a altamente contaminadas en extensas áreas de la cuenca estudiada, con la mayor intensidad y extensión en los sedimentos de la llanura de inundación.