土壤地球化學測量在地質找礦中的應用研究

翟曉佳

摘 要：地球化學是研究地殼化學過程的科學，其研究內容包括化學元素的遷移、集中和分散，地球及各地圈的化學成分以及元素在地殼中分布、分配和共生組合。從傳統意義上來講，地球化學勘查一般有土壤地球化學測量、巖石地球化學測量、水系沉積物地球化學測量、植物地球化學測量、氣體地球化學測量等方法，本文主要是論述土壤地球化學測量在地質找礦中的應用。

關鍵詞：土壤地球化學測量;地質找礦;具體應用

土壤地球化學找礦是在系統地測量土壤中元素分布的基礎上，進而研究其分散、集中的規律及其與礦床表生破壞的聯系，通過發現異常，解釋評價異常來進行找礦的一種行之有效的方法。在具體的實踐中，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，與成礦有關元素的含量增高的地段，稱為礦床次生分散暈，簡稱次生暈。土壤地球化學找礦就是要在所發現的土壤地球化學異常地段中，區分出與礦床有關的次生暈，進而不斷提高找礦的效率，達到科學找礦床的目的。

1 關于土壤測量找礦的基本原理

1.1關于殘坡積層次生暈的形成過程及其原理

實踐中，土壤是在巖石風化的基礎上通過成壤作用逐漸形成。土壤的主要成分是礦物質和有機質。其成壤過程中發生物理風化、生物風化及化學風化。在土壤垂直剖面上生物和生物化學作用隨深度加大而減弱，出現了土壤分層現象。主要分為：A0、A層、A1亞層、A2亞層、B層（淀積層）、C層（母質層）、D層等層位。具體來說，A0是部分被分解植物殘體，A層是淋溶層，A1亞層由富含有機質的砂、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氫氧化物及粘土質點在此層淀積而成，C層是形成A、B層土壤的“母質”（也稱母質層），D層是未風化的基巖。

1.2關于次生暈的形成作用

從實踐來看，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：一是機械分散方式，元素呈固相進行遷移，對于W、Sn、Cr、Ti、Au等礦床機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、絡離子或膠體等形式進行遷移，這種分散作用對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入植物的各種器官中，當植物的枝、葉落在地面，就使一些元素聚積在A0層中。當這些枝葉腐爛后，所吸收的這些元素又轉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，在具體實際中也表現出不同的特點，主要有以下幾個特征：一是組分特征。次生暈的組分主要來源于經過風化礦體及其原生暈。因此，次生暈的組分往往與原生暈的組分差別不大。同時又由于經歷了表生改造，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，在礦體和原生暈風化過程中常常呈現出指示元素表生分異現象，具有較強活動性的成礦元素及伴生元素，發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會較高;另一方面，受元素地球化學性質性影響，次生暈中指示元素與同一礦床原生暈相比有些相對貧化，造成有些相對富集。

1.4關于次生暈形成和產出的控制因素

原生礦物抵抗風化能力的強弱，原生礦物抵抗風化的能力從強到弱一般順序是：氧化物—硅酸鹽—碳酸鹽和硫化物。通常抵抗風化能力強的礦物多以機械遷移為主，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的粒級中。礦體規模的大小、品位的高低，直接影響次生暈的規模和含量。如果礦體規模大、品位高一般形成暈的規模和強度也較大，反之就會相反。PH值、Eh值等介質是其物理化學條件，它們控制元素在水中溶解和沉淀。

2 關于土壤地球化學測量在野外的具體應用

2.1關于土壤地球化學測量在野外的具體應用條件

土壤測量是地質礦產普查、礦區詳查和礦點檢查及區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、坡積層發育的覆蓋、半覆蓋區，它是必不可少的基本的地球化學找礦方法。應用土壤測量可以解決以下兩個問題：一是尋找隱伏礦體、預測隱伏礦體的礦石類型和礦化的大致規模;二是在覆蓋、半覆蓋地區，根據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，追索各種地質體的界線，進而確定斷裂構造的具體位置，提高找礦的效率。

2.2野外工作方法

野外工作方法應注意的兩個問題。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層進行取樣，因為A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生非礦異常;再次A層取樣因含有機質給分析帶來干擾。如經試驗某些礦種A層采樣效果更好，就可在A層，甚至可以在A0層進行采樣。一般不在C層采樣，因效率不及B層高。二是外來物覆蓋區，應穿過外來物采樣。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。

結論

地球化學是研究地殼化學過程的科學，對于科學找礦具有十分重要的意義。在實踐中，要想掌握該項技術，就要求相關部門要熟悉該項技術的基本原理和基本要求，不斷探索該領域找礦的技術創新，只有這樣才能把這項技術用好，真正為科學找礦提供科學依據和技術支撐，真正提高找礦的科學性和有效性。

參考文獻：

[1]付小錦：《土壤地球化學測量在菲律賓紅土型鎳礦勘查中的應用》，《地質找礦論叢》2015年第04期.

[2]徐磊、白進鐘：《淺談地球化學土壤測量在找礦中技術應用》，《城市建設理論研究》2017年第16期.

（華北地質勘查局五一九大隊，河北 保定 071000）