第四讲_地球化学找矿方法及野外工作方法.

地球化学探矿学习班1第四、五讲地球化学找矿方法及野外工作方法岩石地球化学测量土壤地球化学测量水系沉积物地球化学测量水化学测量气体地球化学测量生物地球化学测量地球化学探矿学习班2一、概念岩石地球化学找矿是在查明岩石中元素分布的基础上，总结元素分散集中的规律，研究其与成岩成矿作用的联系，通过发现异常和解释评价异常来进行找矿的。岩石地球化学找矿的研究对象是岩石中的原生异常。第一节岩石地球化学测量地球化学探矿学习班3“晕”一般是指一定的空间范围内，由一浓集中心向外，某种物质逐渐分散或某种特征逐渐减弱，直至趋于周围环境。因此，原生晕可以理解为基岩中与矿体有关的元素含量增高地段。在这种地段范围内，由矿体向外，有关元素含量逐渐降低（或由低含量逐渐升高），直至趋于背景含量。而在实际应用中，对矿床原生晕仅理解为在成矿作用下，在矿体附近基岩中所形成的地球化学异常地段。“晕”是三维空间上的概念。原生晕地球化学探矿学习班4（一）原生晕的形成热液矿床原生晕的形成，是一个非常复杂的过程,成矿热液是一种成分复杂的热水溶液，最主要的成分是H2O，富含成矿元素（如W、Sn、Mo、Cu、Pb、Zn、Ag、Au、Sb、Bi、Hg、Fe、Co、Ni、V、Th等）、伴生元素（如K、Na、Ca、Mg、Si、Al、Sr、Ba、Cd、Ga、In、Ge、Te、Tl、Re等）和少量挥发元素（如S、As、C、F、Cl、B、I等）。地球化学探矿学习班5（一）原生晕的形成这些热水溶液在内应力的作用下，沿一定的构造裂隙迁移、运动。其中的成矿元素及伴生元素呈离子、络离子及气体分子形式存在。当外界条件在较短距离内发生比较强烈的变化，或者说含矿热液遇到各种地球化学环境改变的情况下，迁移的平衡条件遭受破坏，各元素便在一定的空间部位沉淀、析出。在沉淀条件最充分的局部地区，成为沉淀中心，并由此向外，依次形成矿体、蚀变带和范围更广的原生晕。地球化学探矿学习班6（一）原生晕的形成成矿作用中，成矿热液的迁移、运动主要由渗滤作用和扩散作用而实现的。+++++++++++++++++++++扩散作用地球化学探矿学习班8渗滤作用：指元素随溶液运动而迁移。是成晕过程中的主要迁移方式。由压力差造成，一般渗滤晕规模较大，晕的形态较不规则，晕中元素含量变化较不均匀，主要发育在构造裂隙较发育的地段（断裂带、片理化带、岩体与围岩的接触带、地层的不整合面及多孔隙的岩石等）。（一）原生晕的形成地球化学探矿学习班9扩散作用：浓度梯度所致。如果某种元素的浓度不同，则该种元素的质点将自动从高浓度处向低浓度处迁移，直到各处浓度相等为止。只要体系内存在浓度差，无论溶液和气体是处于流动状态还是静止状态，都将发生元素的迁移，质点扩散的方向与溶液流动的方向无关。（一）原生晕的形成地球化学探矿学习班10在矿床原生晕的形成过程中，很少是渗滤作用或扩散作用单独起作用的，往往是两种作用相互结合，同时发生的，只是由于地质条件不同，而在成晕中的作用大小不等。一般沿裂隙流动的热液，在热液流动方向上或成矿成晕方向上，往往以渗滤作用为主，而在垂直裂隙的方向上或矿体及含矿溶液通道两侧的方向上，往往以扩散作用为主。（一）原生晕的形成地球化学探矿学习班11热液矿床原生晕的特征可分为形态特征和组分特征。（二）原生晕的特点根椐原生晕空间延伸及其与矿体的相对位置，可将原生晕划分为前缘晕、尾部晕、侧向晕、上盘晕、下盘晕。原生晕的形态是指以指示元素的异常界限值界限，在三度空间上所圈出的范围。形态特征地球化学探矿学习班13形态特征前缘晕：是矿液在离开主要沉积成矿地点后，残余矿液继续沿通道系统前进时形成的异常。一般规模大、延伸远，以活动性大的元素组合为特征。如Hg、As、Ag等。尾部晕：是矿液在尚未达到沉积成矿地点之前，在通道中及其附近形成的异常。一般规模小，以活动性小的元素组合为特征。如W、Sn、Mo、Bi上、下盘晕：是在与矿体相毗连的上、下盘围岩中形成的异常。一般上盘晕的规模大于下盘晕。侧向晕是沿矿体走向延伸的异常。地球化学探矿学习班14热液矿床的原生晕组分是同一成矿过程的产物，因此，矿体及其相应的岩石原生晕组分基本是一致的，二者之间只是在组分的含量和空间分布方面存在一定的差别。成矿元素、伴生元素、运矿元素、控矿元素都可以成为原生晕的组分，另外在一定条件下围岩中被活化的某些元素也可成为原生晕的组分。组分特征地球化学探矿学习班15组分特征根据组合中指示元素在成矿成晕过程中作用不同，可分为：成矿元素：如Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo等伴生元素：如Ag、As、Hg、In、Cd、Ga、Ce、Go、Bi等二者的划分是相对而言，它们在一定条件下是成矿元素，而在另一条件下是则可能是伴生元素。地球化学探矿学习班16组分特征运矿元素：如F、Cl、S、B等，这些元素往往和主要成矿元素形成易溶的络合物，对成矿元素的迁移起重要作用。控矿元素：如K、Na、Ca、Mg等，它们组成缓冲体系，决定了热液的pH条件，从而控制着其它元素的沉淀与溶解。地球化学探矿学习班171、含量低，大都在边界品位和背景上限之间2、同一原生晕内不同指示元素的含量一般是有很大差别的；同一元素在不同矿种和不同类型矿床原生晕中含量也有很大差别。3、原生晕中主要成矿元素的含量高低受矿化强度、构造裂隙、岩石性质、空间位置等因素控制。4、变化大。成矿成晕中带入的元素，矿化中心含量高甚至富集成矿，由矿化中心（矿体或含矿断裂）向外含量逐渐降低，直至背景含量。矿化过程中带出的元素则相反，矿化中心处的含量最低，向外含量逐渐增高，直至背景含量。指示元素的含量特征地球化学探矿学习班18原生晕的分带性在原生晕中，由于各种成晕元素的含量变化、空间分布和成晕的规模等特征各不相同，自矿体向外呈现出规律性变化的现象，称为原生晕的分带性。浓度分带（含量分带）按元素含量自高至低的分带。组分分带（元素分带）由不同成晕元素的空间分布和成晕的规模不同而显示的分带。地球化学探矿学习班19二、方法的应用条件和对象应用岩石地球化学找矿最基本的条件是基岩出露。在有覆盖层地段，有工程揭露基岩（如：探槽、浅井、钻孔、坑道等工程）的情况下，也可以开展岩石地球化学找矿。理论上，凡是能够形成原生晕，大都可用这种方法去找矿。岩石地球化学测量在普查阶段多用于评价岩浆岩、地层、地质构造的含矿性，圈定找矿的远景区；在详查、勘探、开采阶段则用于寻找盲矿体，地球化学探矿学习班20三、岩石地球化学找矿的野外工作方法（一）采样工作的布局采样部署时，首先应选择样品的分布形式，同时又要考虑样品间的距离。样品分布的形式有：规则测网、不规则测网和系统剖面三种。地球化学探矿学习班21规则测网是指样品按一定测线和测点来采取。样品在测区范围内，基本上呈网格状均匀分布。测线方向一般要求垂直于异常的延长方向（控矿构造方向）。测线的间距原则上要使得至少有两条测线通过异常。测网布置后，至少要有2—3个样品落在异常范围之内。如按方形网、矩形网、菱形网布点。地球化学探矿学习班22测网（黑点）与异常（打斜线的长方形）方向不同时发现异常的概率不同（a）100%；（b）50%（据辛克莱，1975）地球化学探矿学习班23不规则测网是指样品并不严格按照一定的线、点间距来采取，以能满足研究问题的需要为原则。岩体评价的采样布局构造评价采样布局地球化学探矿学习班24系统剖面是使所采集的样品分布于测区一系列的剖面上。剖面间距并无严格要求，以能追索异常，反映异常特征的变化规律为原则。各剖面的方向要尽量垂直于矿体（带），并不要求剖面之间必须互相平行。沿系统剖面采集样品，不仅适用于地表，也适用于包括地表、地下在内的垂直剖面（如在钻孔中采取岩芯作样品）。地球化学探矿学习班25（二）样品的采集与加工采样对象是地表基岩（包括浅井与探槽中的基岩）、岩芯、坑道中的岩石。应注意采集新鲜的岩石。有时也采集断层泥和裂隙充填物。对于研究岩石中元素正常含量的样品应避开矿化影响的岩石，对于找矿的样品应采集受成矿作用影响的岩石。地表和坑道采样是在采样点附近（一般是直径一米范围内）采若干小块岩石（一般5—7块）合为一个样品。地球化学探矿学习班26钻孔岩芯采样是在每个采样点上下共一米范围内采取5—7小块岩石合为一个样品。一般采样点间距是2—5m。岩石样品重量为150—200g，对于断层泥和裂隙充填物为20g以上（如50—100g）。为了便于解释评价所发现的异常，取样时应记录采样点附近的地质特征（包括岩性、构造、矿化和蚀变带等）、组成样品的物质及其风化程度等。采集样品时需要特别重视样品的代表性地球化学探矿学习班27第二节土壤地球化学找矿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。地球化学探矿学习班28一土壤测量找矿基本原理(一）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。风化壳和土壤剖面A腐植质层B淋滤层C淀积层（灰化层）D风化岩石E基岩ABCDE地球化学探矿学习班30土壤剖面示意图地球化学探矿学习班31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层未风化的基岩地球化学探矿学习班32（二）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：地球化学探矿学习班331、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。风化剥蚀与矿床次生晕形成关系示意图1—矿体；2—围岩；3—矿石质点风化岩石碎块籍重力作用向下坡滑动1—土壤；2—矿体；3—矿石碎屑风力活动造成的次生晕地球化学探矿学习班37冰川活动造成的次生晕冲积锥及山麓部积物中的次生晕地球化学探矿学习班382、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。地球化学探矿学习班39图4—10地下水运动示意图1—雨季潜水面；2—雨季泉水或渗出区；3—旱季泉水或渗出区；4—旱季潜水面；5—矿体；6—次生晕地球化学探矿学习班403、生物迁移植物通过根系能从土壤中，特别是从矿体附近的土壤中吸收一些微量元素，如Cu、Co、Ni、Pb、Zn、As、Be、Mo、Fe、Ag、Au、Mn、V、U等而进入植物的各种器官中，当植物的枝、叶落在地面，可使一些元素聚积在Ao层中。当这些枝，叶腐烂后，所吸收的这些元素又转入地表水及地下水中，其中一部分又可被植物吸收；一部分