土壤地球化学测量在实际找矿中的应用

土壤地球化学测量在实际找矿中的应用

[摘要]勘查地球化学作为一门年轻的科学，几十年以来取得了快速的发展，现已广泛深入到地质找矿工作中，这不仅有助于提高找矿的效果和降低找矿工作的成本，而且在全国已通过该手段发现了众多大中型有色金属及贵金属矿床。本文主要介绍了土壤地球化学测量的方法、基本原理及其在找矿过程中的实际应用。

[关键字]土壤地球化学测量找矿应用

1引言

地球化学是研究地壳化学过程的科学，其研究内容包括化学元素的迁移、集中和分散，地球及各地圈的化学成分以及元素在地壳中分布、分配和共生组合。这门学科除了向理论地球化学方面发展外，还向应用地球化学方面发展，形成了勘查地球化学（化探）。勘查地球化学是通过研究化学元素在各种地质作用过程中聚集的条件，阐明矿床形成的物理化学环境，从而为找矿工作指出途径。勘查地球化学原来是作为一种探矿的技术发展起来的，是一门很年轻的科学，它最早是一种探矿技术，大概在20世纪30年代末期在北欧跟俄罗斯发展起来的。到了40年代，美国跟英国开始大规模的发展这种找矿技术。我们国家是在50年代初期，1952年在中国做了第一次实验，1953年原地质部成立，就建立了地球化学探矿室，简称化探室。那时的勘查地球化学叫地球化学探矿，纯粹是为了找矿，而且是在地质跟地球物理工作之后指定好的地区做一些详细的测量工作。所以它是一种辅助性的工作，后来这个名词就演变成地球化学勘查[1]。勘查地球化学现已广泛深入到地质找矿工作中，这不仅有助于提高找矿的效果和降低找矿工作的成本，而且在全国已通过该手段发现了众多大中型有色金属及贵金属矿床。勘查地球化学同地球物理找矿方法配合起来，对找寻未露出地表的盲矿起着重要作用。

为了判断找矿的远景地区和地段，必须查明该区域的金属成矿特征和区域地球化学规律，这些特征和规律表现为化学元素的含量偏离它们在各该岩石中的平均值，反映在区域中广泛发育着某些类型的地球化学过程，它们导致某些岩石和矿床的形成。勘查地球化学一般有以下几种方法[2]：

（1）土壤地球化学测量，简称土壤测量。这种方法是系统地测量土壤（包括各种风化产物）中的微迹元素含量或其他地球化学特征，测量的目的是发现与矿化有关的各类次生异常，并进而寻找矿床。

（2）岩石地球化学测量，简称岩石测量。这种方法是系统地采集岩石样品，分析其中的微迹元素或其他地球化学特征，以发现与矿化有关的各类原生异常（地球化学省、区域原生异常、矿床原生晕等），并进而寻找矿床。

（3）水系沉积物地球化学测量，简称分散流测量。即系统地采集一种或数

种水系沉积物质的样品，测定元素含量或其他地球化学特征，以发现与矿化有关的异常，并进而寻找矿床的方法。（4）植物地球化学测量，简称植物测量。这种方法是系统地测量植物（主要是深根植物如乔木与灌木等）中的微迹元素含量或其他地球化学特征，以发现其中的地球化学异常（称为植物异常）并进而寻找矿床。（5）气体地球化学测量，简称气体测量或气测。是系统地测量天然物质（如土壤、岩石、大气等）中气体组分的化学成分或其他地球化学特征，以发现与矿化有关的气体异常，并进而寻找矿床的方法。此外，还有微生物地球化学法、同位素地球化学法和气液包裹体地球化学法等。本文主要介绍土壤地球化学测量在实际勘查过程中的应用。

2土壤地球化学测量的方法及其找矿应用

土壤地球化学找矿是在系统地测量土壤中元素的分布的基础上，研究其分散、集中的规律及其与矿床表生破坏的联系，通过发现异常，解释评价异常来进行找矿的。由于矿体及其原生晕的表生破坏，在矿床上覆土壤中形成的，与成矿有关元素的含量增高的地段，称为矿床次生分散晕（简称次生晕）。土壤地球化学找矿就是要在所发现的土壤地球化学异常地段中，区分出与矿床有关的次生晕，进而达到寻找矿床的目的。

2.1土壤测量找矿基本原理

2.1.1残坡积层次生晕的形成

土壤是在岩石风化的基础上通过成壤作用逐渐形成。主要成分是矿物质和有机质。成壤过程中发生物理风化、化学风化及生物风化。在土壤垂直剖面上生物和生物化学作用随深度加大而减弱，出现了土壤分层现象。主要分为以下层位：

A0层：植物残体，部分被分解；

A层：淋溶层；

A1亚层：为富含有机质的砂、粉砂和粘土组成；

A2亚层：由于此层粘土矿物，可溶性碱、铁铝锰氢氧化物及有机质大量被淋溶（包括微量元素）而成浅色层。主要由砂（SiO2）组成，并含有一定量的粘土、粘性差，较松散。A2亚层的厚度多小于30cm；

B层（淀积层）：由A层淋溶下来的Al、Fe、Mn氢氧化物及粘土质点在此层淀积，故称淀积层。B层因更富含粘土，粘性强，具粘土结构（埠状、棱柱状）由于Fe、Mn氢氧化物的存在，使土层呈黄褐色，棕褐色；

C层（母质层）：淋溶和淀积作用的不发育，含有风化程度不等的、部分被分解的岩石，C层是形成A、B层土壤的“母质”，故称母质层。在C层有机物含量最少，所含粘土也往往比B层少，并比B层颜色浅，有时尚保留原岩结构构

造；

D层：未风化的基岩。

2.1.2次生晕的形成作用

残坡积层形成过程中，由于矿体及其原生晕的风化破坏，与成矿有关的元素在表生条件下以矿物碎屑、胶体质点、水溶液或离子形式迁移。迁移到矿体及其原生晕周围的残坡积层中，便形成了次生晕。在次生晕的形成过程中，元素迁移成晕的方式主要下列几种：

（1）机械分散：元素呈固相（包括原生矿物颗粒或难溶的次生矿物的碎屑）进行迁移。对于W、Sn、Cr、Ti、Au等矿床机械分散是形成次生晕的主要作用。

（2）水成分散：在表生作用下矿石中的组分在水中（地下水、壤中水和地表水）呈分子、离子、络离子或胶体等形式进行迁移。这种分散作用对于硫化物矿床的次生晕形成最为典型。