地球化學(xué)異常對礦產(chǎn)的意義

(成都理工大學(xué) 四川 成都 610059)

地球化學(xué)異常對礦產(chǎn)的意義

熊浩

(成都理工大學(xué)四川成都610059)

地質(zhì)異常致礦理論也稱“求異理論”。成礦預(yù)測中的地質(zhì)異常泛指地質(zhì)、物探、化探和遙感等多學(xué)科各類異常的總合。它是一種與周圍地質(zhì)環(huán)境截然不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)或參數(shù)值，是地質(zhì)體內(nèi)部物質(zhì)的質(zhì)和量、結(jié)構(gòu)、成因以及演化上與周圍地質(zhì)背景的截然不同，是與某個地質(zhì)體的正常背景具有質(zhì)的差異，有時是地質(zhì)標(biāo)志組合上的差異。這就是廣義的地質(zhì)異常的含義。這里注重介紹地球化學(xué)異常。

地質(zhì)異常；成礦預(yù)測；地球化學(xué)

應(yīng)用地球化學(xué)則是著重探討地殼中元素分布在人類活動各個領(lǐng)域的實用意義的科學(xué)。在很長一段時期內(nèi)，作為應(yīng)用地球化學(xué)最重要的分支，其研究目的主要針對地殼中一些局部目標(biāo)(礦床)，分析目標(biāo)周圍元素分布的特殊征兆(地球化學(xué)異常)而被稱為地球化學(xué)探礦(礦區(qū)化探)。近年來由于區(qū)域地球化學(xué)探礦(區(qū)域化探)的發(fā)展使得地球化學(xué)探礦這門科學(xué)的研究內(nèi)容發(fā)生擴展和變化，而稱地球化學(xué)勘查。

一、地球化學(xué)異常

(一)異常的定義

地球化學(xué)異常是指將地球化學(xué)背景與自然體系中某種地球化學(xué)指標(biāo)比較，出現(xiàn)顯著差異的現(xiàn)象。地球化學(xué)異常是相對背景而言。因此具有相對性，地球化學(xué)異常根據(jù)異常值與背景值的大小關(guān)系可劃分為正異常和負(fù)異常。根據(jù)異常規(guī)模的大小可劃分為地球化學(xué)省、區(qū)域異常、局部異常；根據(jù)異常與礦的關(guān)系可劃分為礦異常和非礦異常。

單元素形成的單一組分異常，有以下參數(shù)值：異常下限值、異常襯度值、異常濃度、異常面積、異常規(guī)模以及異常梯度等。而對于多組份的綜合異常來說，除了各單一組分異常參數(shù)外，還包括異常的組分特征及組分的分帶性特征等

(二)地球化學(xué)異常特征

對地質(zhì)找礦工作而言，地球化學(xué)異常有以下特性:

1.地球化學(xué)異常找礦具有極強的直接性或直觀性。由于地球化學(xué)異常是由物質(zhì)本身引起，有時主成礦元素異常不明顯，可以通過伴生元素異常指示礦體的存在。

2.系統(tǒng)論觀點將成礦區(qū)(帶)劃分為成礦省(成礦域)、成礦帶(成礦區(qū))、礦田(礦

化集中區(qū))、礦床、礦體等諸多級次。不同級次的成礦系統(tǒng)在地球化學(xué)場上的反應(yīng)是不同級次的地球化學(xué)異常，即地球化學(xué)省、亞省—地球化學(xué)帶或區(qū)域性異常—局部異常。

3.地球化學(xué)異常找礦也有其局限性。受自然景觀條件的限制，不同景觀區(qū)的找礦效果和異常獲得的技術(shù)差異往往很大。另一方面又受到分析技術(shù)的靈敏度與精確度等限制，不是任何礦種都能取得效果。地球化學(xué)異常對凡屬空間幾何性質(zhì)的問題，如礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、延深、厚度等問題的解決，目前多依賴探礦工程的進展而進行。

二、地球化學(xué)異常對礦床的指示

地球化學(xué)異常主要反映成礦元素和伴生元素在地殼中的分布、分散及集中的規(guī)律，根據(jù)采樣介質(zhì)的不同可分為原生暈、次生暈、分散流、氣暈、生物化學(xué)暈等。巖石地球化學(xué)測量以巖石為采樣對象，可形成原生暈；土壤地球化學(xué)測量的采樣對象為土壤，可形成次生暈。水系沉積物測量以河流底部沉積物為采樣對象，可形成分散流；氣體地球化學(xué)測量法以氣體為采樣對象,可形成氣暈。生物地球化學(xué)測量以植物為采樣對象，可形成生物化學(xué)暈等。傳統(tǒng)的地球化學(xué)測量的對象為巖石、土壤和水系沉積物，下面分別介紹其形成的原生暈、次生暈、分散流三種地球化學(xué)異常對礦床的指示。

(一)原生暈

原生暈是在成礦作用中與礦體同時形成，分布于礦體周圍基巖中的某些元素含量增高的地段。通常由礦體向外，有關(guān)元素含量逐漸降低或逐漸升高，直至趨于背景含量。

利用原生暈找礦的方法也稱為巖石地球化學(xué)測量法，簡稱巖石測量。巖漿礦床、偉晶巖礦床、接觸交代礦床、熱液礦床、沉積礦床及變質(zhì)礦床都可以有礦床原生暈存在。對于成礦成暈中帶入的元素，礦化中心含量高，甚至富集成礦，由礦化中心向外含量逐漸降低，直至背景含量。對于礦化過程中由巖石帶出的元素則相反，礦化中心處的含量最低，向外帶出的量逐漸減少，含量逐漸增高，直至背景含量。根據(jù)這一規(guī)律向異常強度增大的方向，可尋找地下深處的盲礦床。

(二)次生暈

原生暈和礦體在地表風(fēng)化后所形成的土壤和巖石風(fēng)化形成的土壤在成分上存在著顯著差異，成礦有關(guān)元素含量會明顯增高，就會形成次生暈。次生暈的形成過程常伴隨著元素的機械遷移、水成遷移、生物遷移、自然電場遷移等。利用次生暈的特征可指示被土壤覆蓋的礦體和盲礦體。

次生暈找礦方法的找礦效果與松散覆蓋層的成因類型和厚度有很大關(guān)系，在有殘-坡積層發(fā)育的地區(qū)最適宜。在運積層覆蓋地區(qū)的效果取決于上置暈的發(fā)育和出露情況，在運積層較厚的情況下需要大量的鉆探采樣(以遼東地區(qū)為例)。

表1遼東溝系次生暈樣品元素含量統(tǒng)計

(四)分散流

分散流是指礦體、原生暈及次生暈中的元素，在地表水和地下水的沖刷、溶解作用下，使成礦有關(guān)的元素部分被水帶入水系中。在一定條件下又沉淀出來，河流和溪溝底部沉積物中形成某些元素含量增高的地段，通常是原生暈、次生暈再次遷移的產(chǎn)物。

利用分散流沿水系的分布逆流而上，就有可能追蹤到原生礦體或其他的異常源地。但是，在流水作用下形成的分散流并不一定都與礦化有關(guān)。有的分散流可能為富含金屬的巖石因風(fēng)化剝蝕，在流水作用下沉積聚集某些元素而形成的。

三、地球化學(xué)異常對礦產(chǎn)的探討

1.地球化學(xué)勘查中，水系沉積物地球化學(xué)測量是最為重要的方法，不同階段都要求樣品水系匯水盆地面積大于控制網(wǎng)格面積的75%。

2.土壤地球化學(xué)測量是地球化學(xué)詳查與地球化學(xué)普查的重要方法。土壤地球化學(xué)測量樣品應(yīng)代表采樣控制面積的基巖地球化學(xué)成分。

3.區(qū)域地球化學(xué)勘查#地球化學(xué)普查、地球化學(xué)詳查都有巖石地球化學(xué)測量的工作內(nèi)容。但在不同階段其目的不同，巖石地球化學(xué)測量采樣類型也應(yīng)有異。區(qū)域地球化學(xué)勘查巖石地球化學(xué)測量的目的是了解不同地質(zhì)單元中元素的含量。巖石地球化學(xué)測量應(yīng)以新鮮的各地質(zhì)單元巖石樣品為主。

[1]王琨，高樂，李紅中.地球化學(xué)異常對礦床的指示.中山大學(xué)地球環(huán)境與地球資源研究中心.

[2]劉崇民.金屬礦床原生暈研究進展.中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所，2006年10月.

[3]王郁柏.遼西地區(qū)溝系次生暈測量方法的研究.中國冶金地質(zhì)勘查工程總局第一地質(zhì)勘查院秦皇島分院，2006年10月.

熊浩(1992-)，男，碩士研究生，成都理工大學(xué)，地質(zhì)工程。