水洗加工方法對東天山地球化學(xué)勘查樣品測試結(jié)果的影響研究

夏　天，馮長麗，魏宇鵬

（1.新疆地質(zhì)調(diào)查院，新疆烏魯木齊830000；2.新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆烏魯木齊830000）

水洗加工方法對東天山地球化學(xué)勘查樣品測試結(jié)果的影響研究

夏天*1，2，馮長麗1，2，魏宇鵬1，2

（1.新疆地質(zhì)調(diào)查院，新疆烏魯木齊830000；2.新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆烏魯木齊830000）

水洗樣品加工方法使用在東天山地區(qū)1∶25萬化探中，產(chǎn)生了良好的找礦效果，為了了解水與樣品的相互作用會不會影響測試結(jié)果，在東戈壁鉬礦選區(qū)，通過對加工用水、測試結(jié)果和地球化學(xué)圖對比研究，發(fā)現(xiàn)這種方法是把雙刃劍，水洗樣品加工會使測試結(jié)果更清楚地顯示其原巖的原生暈地球化學(xué)規(guī)律，但是也屏蔽了其次生暈產(chǎn)生的化探異常。在實(shí)際異常查證工作中針對地表與淺部礦床產(chǎn)生的原生暈異常比上升水異常更加容易利用。在區(qū)域地球化學(xué)勘查找礦中該方法產(chǎn)生了一定的積極影響。

地球化學(xué)勘查；樣品加工；鹽積物；水洗

近二十年來，由于分析測試方法的進(jìn)步，靈敏度極大的提升，化探工作為直接找礦手段，使東天山地區(qū)的礦產(chǎn)勘查程度得到了極大的提升。但是在對采樣網(wǎng)度、樣品加工方法以及分析測試方法的研究改進(jìn)后仍能發(fā)現(xiàn)新的礦產(chǎn)地。2012年在東天山雅滿蘇開展1∶25萬化探過程中，針對該地區(qū)化探樣品鹽積物含量較大、難以去除的特點(diǎn)，對樣品加工方法進(jìn)行了改進(jìn)研究，在樣品加工流程中加入了水洗環(huán)節(jié)?；揭?guī)范與相關(guān)研究中只提到了在加工中盡量去除鹽積物，沒有對去除方法做具體規(guī)定，傳統(tǒng)去除方法是搓揉、錘砸等，效率低、殘留多，所以水洗成為了去除鹽積物效率最高的方法，但是對于水與樣品的相互作用究竟會不會對分析結(jié)果產(chǎn)生影響的研究也很少。加入水洗工序加工樣品的方法使得東天山地區(qū)1∶25萬化探有了很好的找礦效果，證明了該方法提高了樣品質(zhì)量。為了了解這種新的加工方法究竟對化探測試結(jié)果產(chǎn)生了什么影響，進(jìn)行了本次研究。

1　區(qū)域概況

新疆東天山地區(qū)降水極為稀少，屬于干旱荒漠景觀。區(qū)內(nèi)地勢平緩，水系不甚發(fā)育，其地球化學(xué)景觀區(qū)以堆積戈壁與淺切割丘陵區(qū)、剝蝕石質(zhì)戈壁區(qū)與殘山區(qū)為主。區(qū)內(nèi)第四系松散堆積物覆蓋十分普遍，除部分山脊為基巖裸露外，其它部分均被十至幾十厘米的堆積層覆蓋。風(fēng)積物分布十分廣泛，多以摻入的方式進(jìn)入土壤和水系沉積物內(nèi)。東天山地區(qū)地表水分蒸發(fā)量大，在地表深度0.1～10m的范圍內(nèi)廣泛發(fā)育有鹽堿物質(zhì)形成的鹽積層。

2　試驗(yàn)區(qū)概況

本次選擇東戈壁鉬礦作為研究區(qū)，礦區(qū)地層為石炭系下統(tǒng)干墩組，屬一套淺變質(zhì)的陸源碎屑巖—火山巖夾火山碎屑巖組合?？氐V斑巖體為華力西晚期侵入的隱伏斑狀花崗巖，分布于礦區(qū)中部，長軸為北西向，呈近橢圓形，界面向東傾斜。斷裂發(fā)育。礦區(qū)內(nèi)裂隙較發(fā)育，并被石英脈、鉀長石類脈體充填，這些脈體是輝鉬礦化在地表的主要賦存形式。

3　試驗(yàn)方法

試驗(yàn)區(qū)以東戈壁鉬礦為中心，范圍6km×6km，采用1∶25萬區(qū)域地球化學(xué)勘查規(guī)范采的1000m×500m網(wǎng)度，每個樣品由路線上相互間隔75m的1個主點(diǎn)與4個輔點(diǎn)組合而成。采樣介質(zhì)為土壤，粒級采用-4～+20目。

加工樣品前把選區(qū)內(nèi)的樣品每件分為2份，編號分組，其中一組不使用水洗樣品加工方法，另一組加入水洗加工流程，然后同時送樣分析。

水洗樣品加工方法的樣品加工流程為：揉搓→浸泡（12h）→錘砸→淘洗→晾曬→過篩→裝瓶。未使用水洗樣品加工方法的一組使用傳統(tǒng)樣品加工方法：晾曬→錘砸→過篩→裝瓶。

樣品中物質(zhì)組成主要為巖屑，其他含有鹽積物、鈣質(zhì)膠結(jié)物、黃土、風(fēng)成沙以及粘土類假粒級。通過水洗加工，樣品中所有可能發(fā)生的物質(zhì)的帶入帶出情況為：

帶出：幾乎完全去除了鹽積物與黃土，被膠結(jié)的假粒級也被二次過篩去除。巖石中可溶于水的化合物也被帶出。

帶入：水中的化合物在被曬干后會有少量殘余在巖屑表面；水中的離子可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而沉淀在巖屑表面。

水中的離子還可能與巖石中的物質(zhì)發(fā)生交代作用。

由此，我們首先對加工前后的水樣進(jìn)行對比分析。

4　加工用水對比分析

為了確定浸泡加工用水對樣品中的物質(zhì)有無帶入帶出作用，取了5件加工前清水（表1）與10件加工后鹽堿水（表2）水樣做了水質(zhì)全分析。測試項(xiàng)目為與化探樣品分析元素相關(guān)的元素與離子濃度。

表1　加工前清水水樣S2水分析報(bào)告

表2　加工后鹽堿水水樣S8水分析報(bào)告

從分析結(jié)果中看清水中含量較多的主要為Na+、K+、Mg2+、Ca2+和Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-離子，為鹵水中的主要離子。與干旱地區(qū)的水質(zhì)相吻合，未受其他污染。

通過對清水與鹽堿水中元素平均含量運(yùn)算：

得出部分變化較大的元素如表3所示。

從表3中可以看出從樣品中帶出的物質(zhì)主要為Na+、K+、Mg2+、Ca2+和Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-離子與少量的Sr和F。由于水洗過程是使用約2L水清洗約800g的樣品，部分元素因含量小于檢出限而無法確定其變化。

表3　加工前后濃度變化量

5　未水洗與水洗樣品分析成果對比

得出各分析元素變化表見表4。

表4　未水洗加工與水洗加工樣品平均元素含量參數(shù)表（部分主成礦元素）

圖1　未加工與加工后富集系數(shù)比較

水洗樣品與未水洗樣品從組成上來說除了鹽積物以外還去除了黃土以及被膠結(jié)碎屑假粒級。由表4與圖1可見，水洗樣品對比未水洗樣品大部分元素的含量都增加了，只有少量元素含量減少。對比富集系數(shù)變化，可見被水洗去除的組分會貧化樣品的元素含量。

6　單元素地球化學(xué)圖對比分析

選擇相同的網(wǎng)格化參數(shù)制作樣品加工前后地球化學(xué)圖，了解元素的分布差異，其中Sr、SiO2由于加工前后差異太大，色階值用了各自的累頻值，其它元素色階值相同。如圖2顏色越深表示其色階越高。對比其加工與不加工樣品有何區(qū)別。

圖2　加工前后單元素地球化學(xué)圖比較（Mo、W）

對比變化較大元素主要有Ba、Ca、F、Hg、Mo、Na、Si、Sr、W，水洗之后主要出現(xiàn)含量變化較大，部分濃集中心位移或消失，低異常的區(qū)域變?yōu)楦弋惓５膮^(qū)域，異常邊界更加清晰。引起部分元素遷移的原因與風(fēng)成沙與黃土的假粒級被水洗去除，石英與硅酸鹽含量發(fā)生變化有關(guān)；鹽積物中的堿金屬與鹵族元素離子被水帶走后，其含量也發(fā)生了較大的變化。這些會影響元素遷移的因素被去除后會使樣品所代表的巖石原本的異常真實(shí)的顯示出來。

有一定變化的元素主要有Ag、Al、As、Au、B、Fe、K、Li、Sb、Y、Zn、Zr，水洗之后主要出現(xiàn)各元素高低異常值小幅度變化，含量小幅度變化，部分濃集中心偏移，濃集中心解體或合并，異常高值發(fā)生變化，異常邊界更加清晰。經(jīng)過水洗加工去除被鹽積物固結(jié)的假粒級后，消除了部分次生暈產(chǎn)生的影響。

其余元素變化均較小，這一組元素水洗加工后主要出現(xiàn)含量略微變化，濃集中心位置基本無變化，異常高值發(fā)生一定變化，異常邊界基本無變化。水洗加工對這一組中的元素影響較小。

7　討論

從上述分析中可以得到以下幾點(diǎn)初步認(rèn)識：

（1）本次研究中的水洗加工用水基本未帶入其它組分、干擾測試結(jié)果。

（2）被水帶出的堿金屬元素與鹵族元素基本上都賦存于鹽積物中，從巖石中帶出的這些元素的數(shù)量非常小或幾乎沒有，所以經(jīng)過水洗加工后對這些元素的分析結(jié)果去除了鹽積物的遷移與淀積作用，使樣品顯示了巖石本身的含量。

（3）通過對單元素地球化學(xué)圖對比分析，大部分元素成圖后的成果沒有發(fā)生特別大的變化，在去除鹽積物、鈣質(zhì)膠結(jié)物與黃土、風(fēng)成沙假粒級后，濃集中心顯示了原生暈異常，異常范圍變得清晰，對后續(xù)的異常查證產(chǎn)生了良好的影響。

（4）加工前后地球化學(xué)圖所發(fā)生的濃集中心解體、異常邊界更加清晰等變化，實(shí)質(zhì)上是去除了一定因次生運(yùn)移而產(chǎn)生的異常。鹽積層所代表的物質(zhì)來源除了地表水蒸發(fā)淀積，還代表了上升水所承載的活動態(tài)金屬離子的淀積，其產(chǎn)生的異常代表了元素的次生暈。通常這類異常在異常查證中較難判斷其物質(zhì)來源，在評價中很難有突破。

（5）在本次研究中，雖然大部分元素的含量都產(chǎn)生了或多或少的變化，但僅有少量元素的單元素地球化學(xué)圖對比后產(chǎn)生了較大的變化。對于發(fā)生變化較大的Ba、Ca、F、Hg、Mo、Na、Si、Sr、W這一組元素，在今后的區(qū)域地球化學(xué)勘查中應(yīng)注意其的遷移作用，對產(chǎn)生的次生暈異常需進(jìn)行鑒別評價。

（6）影響部分元素的含量與分布變化不協(xié)調(diào)的原因?yàn)辄S土與小粒級巖屑所造成的元素貧化現(xiàn)象去除有一定的關(guān)系。

（7）針對試驗(yàn)區(qū)主成礦元素Mo、W兩種元素進(jìn)行對比（圖2），出現(xiàn)了2種情況：其一為面積較大的異常經(jīng)過水洗加工成果略微顯示貧化；其二，在低含量區(qū)域經(jīng)過水洗加工成果會顯示新的異常。前者由于上升水次生異常被除去而貧化了高異常；后者則因小異常的上升水次生異?，F(xiàn)象不明顯以及假粒級的貧化，從而不顯示異常，水洗加工去除貧化因素后則出現(xiàn)了新的異常。

8　結(jié)論

在本次研究中通過水分析結(jié)果，樣品測試成果，單元素地球化學(xué)圖的對比研究，得出了如下結(jié)論：水洗加工樣品對測試結(jié)果影響存在兩面性，在去除樣品中的鹽積物、假粒級與黃土等物質(zhì)之后，化探成果顯示更加清晰的原生暈異常，使之在異常查證工作中更加容易利用；但是，在水洗除去的鹽積物的同時，上升水異常也被除去，因此失去了尋找深部隱伏礦的地球化學(xué)異常和強(qiáng)化深部礦的礦化信息。在實(shí)際異常查證工作中針對地表與淺部礦床產(chǎn)生的原生暈異常會比較容易檢查其異常原因，而上升水產(chǎn)生的次生異常則較難有所發(fā)現(xiàn)。所以，在區(qū)域地球化學(xué)勘查中，加工過的樣品對于顯示真實(shí)的地球化學(xué)規(guī)律產(chǎn)生了積極的影響。

［1］龔子同.中國土壤系統(tǒng)分類［M］.北京：科學(xué)出版社，1999.

［2］劉英俊.元素地球化學(xué)［M］.北京：科學(xué)出版社，1984.

［3］周軍，滕健等.新疆1∶25萬哈密市幅（K46C002003）、雅滿蘇鎮(zhèn)幅（K46C003003）基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查修測成果報(bào)告［R］.新疆地質(zhì)調(diào)查院，2016.

［4］DZT 0011-91地球化學(xué)普查規(guī)范［S］.

［5］張華，陳國光，葉家瑜，任天祥，王會峰，李敏，湯正江，李寶強(qiáng)，楊萬志.區(qū)域地球化學(xué)勘查規(guī)范（1∶250000）（報(bào)批稿）［S］.中國地質(zhì)調(diào)查局，2012.

［6］張華，劉拓，孔牧，楊少平，劉華忠.新疆東天山地區(qū)地球化學(xué)勘查方法技術(shù)研究［J］.地質(zhì)與勘探，2003（6）：99-102.

［7］鄭喜玉，劉建華.新疆鹽湖鹵水成分及其成因［J］.地理科學(xué)，1996（2）：115-123.

［8］方正康.區(qū)域化探樣品加工方案的討論［J］.物探與化探，1979 （1）∶56.

［9］涂良權(quán)，馬雁飛，師書冉，殷建鋒，涂金飛.哈密東戈壁鉬礦成礦特征及圍巖蝕變［J］.新疆地質(zhì)，2011（4）：433-436.

P622

A

1004-5716（2016）05-0145-05

2016-03-28

夏天（1989-），男（漢族），新疆烏魯木齊人，助理工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作，新疆大學(xué)在讀碩士研究生，研究方向：地質(zhì)工程。