土壤地球化學(xué)測(cè)量在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用研究

翟曉佳

摘 要：地球化學(xué)是研究地殼化學(xué)過程的科學(xué)，其研究?jī)?nèi)容包括化學(xué)元素的遷移、集中和分散，地球及各地圈的化學(xué)成分以及元素在地殼中分布、分配和共生組合。從傳統(tǒng)意義上來講，地球化學(xué)勘查一般有土壤地球化學(xué)測(cè)量、巖石地球化學(xué)測(cè)量、水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量、植物地球化學(xué)測(cè)量、氣體地球化學(xué)測(cè)量等方法，本文主要是論述土壤地球化學(xué)測(cè)量在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：土壤地球化學(xué)測(cè)量;地質(zhì)找礦;具體應(yīng)用

土壤地球化學(xué)找礦是在系統(tǒng)地測(cè)量土壤中元素分布的基礎(chǔ)上，進(jìn)而研究其分散、集中的規(guī)律及其與礦床表生破壞的聯(lián)系，通過發(fā)現(xiàn)異常，解釋評(píng)價(jià)異常來進(jìn)行找礦的一種行之有效的方法。在具體的實(shí)踐中，由于礦體及其原生暈的表生破壞，在礦床上覆土壤中形成的，與成礦有關(guān)元素的含量增高的地段，稱為礦床次生分散暈，簡(jiǎn)稱次生暈。土壤地球化學(xué)找礦就是要在所發(fā)現(xiàn)的土壤地球化學(xué)異常地段中，區(qū)分出與礦床有關(guān)的次生暈，進(jìn)而不斷提高找礦的效率，達(dá)到科學(xué)找礦床的目的。

1 關(guān)于土壤測(cè)量找礦的基本原理

1.1關(guān)于殘坡積層次生暈的形成過程及其原理

實(shí)踐中，土壤是在巖石風(fēng)化的基礎(chǔ)上通過成壤作用逐漸形成。土壤的主要成分是礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)。其成壤過程中發(fā)生物理風(fēng)化、生物風(fēng)化及化學(xué)風(fēng)化。在土壤垂直剖面上生物和生物化學(xué)作用隨深度加大而減弱，出現(xiàn)了土壤分層現(xiàn)象。主要分為：A0、A層、A1亞層、A2亞層、B層（淀積層）、C層（母質(zhì)層）、D層等層位。具體來說，A0是部分被分解植物殘?bào)w，A層是淋溶層，A1亞層由富含有機(jī)質(zhì)的砂、粉砂和粘土組成，A2亞層主要由砂（SiO2）組成，并含有一定量的粘土、粘性差，較松散，B層由A層淋溶下來的Al、Fe、Mn氫氧化物及粘土質(zhì)點(diǎn)在此層淀積而成，C層是形成A、B層土壤的“母質(zhì)”（也稱母質(zhì)層），D層是未風(fēng)化的基巖。

1.2關(guān)于次生暈的形成作用

從實(shí)踐來看，在次生暈的形成過程中，元素遷移成暈的方式主要下列幾種：一是機(jī)械分散方式，元素呈固相進(jìn)行遷移，對(duì)于W、Sn、Cr、Ti、Au等礦床機(jī)械分散是形成次生暈的主要作用。二是水成分散形式。在表生作用下礦石中的組分在水中呈離子、分子、絡(luò)離子或膠體等形式進(jìn)行遷移，這種分散作用對(duì)于硫化物礦床的次生暈形成較為典型。三是生物遷移方式。該種方式主要是植物通過根系能從土壤中，特別是從礦體附近的土壤中吸收一些微量元素而進(jìn)入植物的各種器官中，當(dāng)植物的枝、葉落在地面，就使一些元素聚積在A0層中。當(dāng)這些枝葉腐爛后，所吸收的這些元素又轉(zhuǎn)入地表水及地下水中，其中一部分又可被植物吸收，一部分聚積在腐殖層中，一部分隨地下水下滲到土壤B層中被Fe、Mn氫氧化物或粘土礦物等吸附，使土壤中某些元素聚集形成分散暈，這種暈稱生物成因的暈。

1.3關(guān)于殘坡積層中次生暈的基本原理和主要特征

殘坡積層中次生暈的形成的方式有很多種，在具體實(shí)際中也表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)，主要有以下幾個(gè)特征：一是組分特征。次生暈的組分主要來源于經(jīng)過風(fēng)化礦體及其原生暈。因此，次生暈的組分往往與原生暈的組分差別不大。同時(shí)又由于經(jīng)歷了表生改造，二者組分的形式也不盡相同。例如礦床圍巖為硅酸鹽巖石的條件下，在礦體和原生暈風(fēng)化過程中常常呈現(xiàn)出指示元素表生分異現(xiàn)象，具有較強(qiáng)活動(dòng)性的成礦元素及伴生元素，發(fā)生遷移而含量降低二是指示元素的含量特征。一方面，次生暈中指示元素含量主要受礦體及其原生暈中該元素的影響。在一般情況下，礦體及其原生暈中元素含量愈高，次生暈中元素含量也相應(yīng)會(huì)較高;另一方面，受元素地球化學(xué)性質(zhì)性影響，次生暈中指示元素與同一礦床原生暈相比有些相對(duì)貧化，造成有些相對(duì)富集。

1.4關(guān)于次生暈形成和產(chǎn)出的控制因素

原生礦物抵抗風(fēng)化能力的強(qiáng)弱，原生礦物抵抗風(fēng)化的能力從強(qiáng)到弱一般順序是：氧化物—硅酸鹽—碳酸鹽和硫化物。通常抵抗風(fēng)化能力強(qiáng)的礦物多以機(jī)械遷移為主，其中的元素多富集在土壤較粗的顆粒中。而抵抗風(fēng)化能力弱的礦物中的元素多以水成遷移為主，它們多富集在土壤的較細(xì)的粒級(jí)中。礦體規(guī)模的大小、品位的高低，直接影響次生暈的規(guī)模和含量。如果礦體規(guī)模大、品位高一般形成暈的規(guī)模和強(qiáng)度也較大，反之就會(huì)相反。PH值、Eh值等介質(zhì)是其物理化學(xué)條件，它們控制元素在水中溶解和沉淀。

2 關(guān)于土壤地球化學(xué)測(cè)量在野外的具體應(yīng)用

2.1關(guān)于土壤地球化學(xué)測(cè)量在野外的具體應(yīng)用條件

土壤測(cè)量是地質(zhì)礦產(chǎn)普查、礦區(qū)詳查和礦點(diǎn)檢查及區(qū)域化探異常檢查工作中的重要手段和有效措施。尤其是在殘、坡積層發(fā)育的覆蓋、半覆蓋區(qū)，它是必不可少的基本的地球化學(xué)找礦方法。應(yīng)用土壤測(cè)量可以解決以下兩個(gè)問題：一是尋找隱伏礦體、預(yù)測(cè)隱伏礦體的礦石類型和礦化的大致規(guī)模;二是在覆蓋、半覆蓋地區(qū)，根據(jù)土壤中的特征性元素組合及其含量變化，可以推斷松散層覆蓋下的巖石類型及其空間分布范圍，追索各種地質(zhì)體的界線，進(jìn)而確定斷裂構(gòu)造的具體位置，提高找礦的效率。

2.2野外工作方法

野外工作方法應(yīng)注意的兩個(gè)問題。一是在層位方面，殘坡積層采樣一般取自土壤B層，通常不在A層進(jìn)行取樣，因?yàn)锳層金屬容易貧化;其次在某些特定條件下，在A層又可由生物聚積作用產(chǎn)生非礦異常;再次A層取樣因含有機(jī)質(zhì)給分析帶來干擾。如經(jīng)試驗(yàn)?zāi)承┑V種A層采樣效果更好，就可在A層，甚至可以在A0層進(jìn)行采樣。一般不在C層采樣，因效率不及B層高。二是外來物覆蓋區(qū)，應(yīng)穿過外來物采樣。例如某礦床，第一次樣品取在沖積層上，未取得效果，第二次穿過沖積層取樣，往往可以找到較大的礦體，可以提高找礦的效率。

結(jié)論

地球化學(xué)是研究地殼化學(xué)過程的科學(xué)，對(duì)于科學(xué)找礦具有十分重要的意義。在實(shí)踐中，要想掌握該項(xiàng)技術(shù)，就要求相關(guān)部門要熟悉該項(xiàng)技術(shù)的基本原理和基本要求，不斷探索該領(lǐng)域找礦的技術(shù)創(chuàng)新，只有這樣才能把這項(xiàng)技術(shù)用好，真正為科學(xué)找礦提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐，真正提高找礦的科學(xué)性和有效性。

參考文獻(xiàn)：

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[2]徐磊、白進(jìn)鐘：《淺談地球化學(xué)土壤測(cè)量在找礦中技術(shù)應(yīng)用》，《城市建設(shè)理論研究》2017年第16期.

（華北地質(zhì)勘查局五一九大隊(duì)，河北 保定 071000）