土壤元素測量在地質工作和地質找礦中的作用

張萬全

（甘肅省核地質二一二大隊，甘肅 武威 733040）

在找礦工作中，人們迫切希望盡快地、詳細地了解測量區域內基礎地質信息和地質礦化信息，特別是礦化信息是否在測量區域內有分布以及其分布形態和范圍特征。地球化學土壤元素測量技術具有獨特的優點，化學土壤元素測量法相對簡單，容易執行，這種方法在實際應用中效果很好，特別是在有色金屬與稀有金屬的找礦中效果更加突出。此外，這種方法的成本低，易于推廣，同時使用時間較長、推廣范圍廣，是地質找礦中較為成熟的技術之一。因此，化學測量方法也被廣泛應用在找礦工作的實踐中。

1 土壤元素種類及含量

1.1 母巖元素

土壤是巖石經過風化作用形成的，土壤中的元素種類和含量與巖石是有一定關聯的，不同的是，土壤和巖石所含元素的高低和分布范圍是有差別的。例如，對甘肅武都地區土壤進行元素分析，在檢測的150種元素中，大部分含有鐵、錳、銅、鋅、硼、硫、硅七種元素，而土壤中的鉻、鎳元素大部分是由超基性巖石風化而成的。由于不同的巖石會有不同的特殊元素，因此人們據此就可以在勘探工程中推測圈定母巖類別范圍。

1.2 氣候在影響土壤元素中的作用

土壤的酸堿環境受溫度和濕度的影響比較明顯，溫度與濕度的變化不同，巖石產生的風化作用也是不同的，所形成土壤酸堿度有明顯差別。溫度的高低和降雨的多少決定了土壤中主要腐殖質的含量，如果降雨量減少，空氣溫度下降，土壤中腐殖質含量會隨之降低，就會導致土壤酸堿度改變。例如，我國長江以南地區溫暖濕潤，土壤的酸性較高，長期的雨水沖刷會讓土壤中的一些元素分離出來，腐殖物從這一環境中吸收微量元素，形成了元素的不斷活動。相反，我國西北地區少雨干旱，溫差很大，導致腐殖物減少，土壤堿性增強，土壤中的元素活性弱。因此，氣候對土壤的影響是很明顯的[1]。

2 土壤元素測量技術在找礦中的作用

利用地球化學測量技術進行實際找礦工作時，這種技術不但可以讓操作過程變得更加便捷簡單，而且可以降低操作過程中的成本投入，對操作效果的影響較小。所以，地球化學土壤測量在找礦工作中有很廣泛的應用，該技術基本可以滿足所有的金屬類礦藏探測的需求。尤其是在進行有色金屬和稀有金屬找礦時，這種技術的優勢體現得更加明顯。一般情況下，土壤元素測量技術對于找礦工作的作用主要體現在普查找礦和礦區評價等環節上。

2.1 圈定地層、巖體的大致分布

在進行地質填圖任務時，劃分地層、巖體范圍時，可以運用地質勘探技術、物探方法和土壤測量方法相結合的綜合技術，在覆蓋嚴重地區完成地質填圖任務，大致確定不同地層、不同種類巖體的分布范圍。例如，根據土壤中鉻、鎳元素的含量，結合磁法技術尋找隱伏的超基性巖體的劃分界線[2]。

2.2 預測區域含礦遠景

在進行區域含礦遠景探測時，如查找某種斑巖銅礦時，人們完全可以利用土壤元素測量技術，通過測量土壤銅、鉬次生暈圈范圍，準確推測出隱伏在土壤深部銅鉬礦的范圍。如果是距離礦區較遠的外圍找尋銅鋅礦床時，可利用土壤元素測量技術，結合水化學的方法來開展相關工作。在找礦工程中，人們可以通過確定土壤中次生元素異常暈的范圍，分析普查找礦工作中的工程類型與工程布置，實現礦化體的驗證。

2.3 通過土壤元素測量直接找礦

在對有實際經驗總結的礦區進行加密測量后，進一步對分析數據比例尺放大處理，人們可直接、準確地找到地表隱伏的礦體，能夠大致判斷這個礦體位置、形態分布和規模大小等。事實上，通過土壤元素測量，人們甚至可以大致估計出礦體的厚度，給山地找礦工程布置提供科學依據[3]。

2.4 找礦中土壤元素測量條件

想要高效地完成找礦工作，人們就要掌握土壤元素測量需要的條件。一般情況下，為了使土壤測量能夠取得最佳的結果，土壤層的厚度最好控制在5～10 m，這時所需成本費用較低。當土壤層厚度增加到10～20 m，想要獲得較好的測量效果，人們就需要對土壤層進行深層采樣，不可以直接用表面的土壤作為測量的樣本。當土壤層厚度繼續增加，當厚度超出20 m時，為了獲得很好的測量結果，人們就需要采用鉆孔的方式取得土壤樣本，這樣才能夠準確發現礦物元素的次生暈，進而判斷這片區域是不是存在礦體。

值得注意的是，地球化學土壤元素測量技術并不適合所有地區的找礦工作。例如，在巖屑流動堆積區、沙漠區，其風化作用以物理風化為主，土壤成分為塊狀或大顆粒狀，流動性也很大，外部碎屑大量參與，不利于土壤元素測量，因而沒法取得良好的測量效果[4]。

3 土壤元素測量的野外找礦作業

3.1 取樣網度布置

要想準確地確定土壤元素測量取樣網度，人們就要明確工作任務目標的要求，選定取樣時的比例尺，礦床種類、礦帶與礦床規模、礦帶次生暈范圍和工作程度等都是控制選定取樣比例尺的要素。其間，人們要做到既能經濟地圈定次生暈的異常區域，又能做到不漏掉任何有價值的礦帶和礦體。一般情況下，無論任何比例尺地圖，取樣網度的取樣線距選擇在1 cm較為合適，取樣點距離是線距的1/5～1/2。最近幾年確定土壤取樣位置時，一般采用目測定位法結合羅盤測量進行，或采用手持GPS直接測量定位[5]。

3.2 確定取樣層位

在土壤元素測量過程中，人們通常在測量地區采集不同深度土層的土壤樣品，根據不同深度土層中的金屬元素含量和種類變化，開展試驗來確定取樣土壤所處的層位，這種方法也就是常說的驗證法。如果所處地區不方便進行試驗，就要在取樣時穿過腐殖層，在淋積層中進行采集，取樣深度不易大于20 m。取樣可以采用一點多坑的方法，一點多坑法通常是3～5個坑群樣組合測定，取樣坑的距離要依據比例尺的大小決定，是該比例尺0.2～0.5 cm。

4 結語

本文首先介紹了土壤元素種類和含量，分析了母巖成分和氣候條件對土壤元素含量的影響，然后論述了土壤元素測量技術在地質找礦中的作用，最后闡述了土壤元素測量野外找礦作業中取樣網度的選擇和布置、取樣層位確定的方法。依靠地球化學土壤元素測量技術，人們可以比較經濟、迅速、準確地完成找礦工作，其生產實踐應用目前也比較普遍。實踐表明，這種找礦方法在找礦中是值得推廣運用的。

1 潘 寅.淺談地球化學土壤測量在找礦中技術應用[J].中國石油和化工標準與質量，2017，3（19）：27.

2 陳其所.淺談地球化學土壤測量在找礦中的應用[J].科技創業家，2012，4（7）：143.

3 段光耀.溝系土壤測量在都龐嶺北部地區金礦普查中的應用[J].廣西地質，2016，1（13）：49-54.

4 王東曉，李詩言，張學忠.內蒙古烏爾其汗一帶1:5萬土壤測量地球化學特征及找礦方向[J].華南地質與礦產，2014，1（25）：16-25.

5 胡長征.地球化學土壤測量在找礦中的應用[J].科技創新導報，2016，（24）：8.