加拿大北部阿塔瓦皮斯卡特地区所蕴含金伯利岩的土壤地球化学勘探

加拿大北部阿塔瓦皮斯卡特地区所蕴含金伯利岩的土壤地球化学测量摘要：这种土壤地球化学测量是通过分布在詹姆士湾低地和东南部哈得孙河低地的金伯利岩进行的。这是一种蕴藏在10-30m的冰碛物和泰勒海粘性沉积物中的岩石。在20-25米间隔横穿总长为562米的威士忌金伯利岩和总长740米的洋基金伯利岩筒中剧集了腐殖质和沉积岩土壤样本。沉积岩土壤样本滤于＜80网眼烘干于60℃，碳酸盐含量高于伯利岩筒边缘。这些碳酸盐在pH5（AA5）条件下萃取的乙酸铵溶液中溶解度最大，而且表现出稀土元素的异常反应，Y和Ni含量高于金伯利岩的边缘而不是其中心。因为这种萃取液不仅能溶解碳酸盐，亦能溶解碎屑成分中的非晶体形态的Al-O-OH，其Al占所有金属元素的比值可有效的展现出地化异常现象与金伯利岩的联系。高场强元素（如Nb和Ta）的浓聚物在AA5中的测试场强低于它们的检测极限，然而它们在酶提取液中表现出异常反应。在这种酶提取液中，Mn在全部金属元素的比值有效的反应出这种异常反应与金伯利岩的关系，因为金伯利岩土壤样本包含了高含量的金属元素和低含量的Mn。我们的数据使人发现，这种土壤地球化学测量也许可以帮助人们在亚北极地区的金刚石测量工作中区分金伯利岩和其他目标。关键词：表面弥散表面地化测量詹姆士湾低地土壤地球化学金刚石加拿大地盾局部萃取太古盖层有聚集金刚石沉积物的潜性，因为金刚石在密质的地幔岩石圈结晶的可能性优于远古盖层。虽然这有利于地质学研究，但在北方国家大面积的太古盖层尚未进行过是否存在金伯利岩的勘测，在一定程度上是因为被沼泽和表土覆盖。当今，有两种技术在北方国家的金刚石测量工作中应用普遍：指示矿物图和地球物理调查。分布于冰碛基部和水系中的指示矿物为含金刚石的岩石提供了载体（例如Fipke等人，1995;McClenaghan等人，2000），但潜在资源区可能很大，超过沿冰川流向的几百千米。地球物理学方法也许能识别出被埋葬的金伯利岩，但很多与金伯利岩无关的铁镁质和超铁镁质岩亦能表现出相似的地球物理信号。此外，一些产钻石的金伯利岩也不一定会表现出地磁异常的现象（例如Power等人，2004）。金伯利岩的化学成分明显不同于其他地壳岩石。它还有高含量的碱金属和轻稀土元素，还有一些高场强元素，例如Nb和Ta（如图一），也含有很多高强度的耐火元素，例如Mg,Cr和Ni。因此，它们的可识别化学元素也许会通过隐藏在地表之下的金伯利岩在的地表媒介被发现。为了检验地表地球化学勘测金伯利岩的可行性，我们选择了位于加拿大北部詹姆士湾低地阿塔瓦皮斯卡特地区进行实验研究。这片研究区域包括至少19种金伯利岩，尽管矿业在2008年春天开始于维克托岩筒，其他金伯利岩尚未被打乱破坏，且被第四纪冰碛，粘性沉积物，腐殖土和沼泽覆盖。这里除以上两种金伯利岩之外都被沼泽覆盖。这篇文章记录了阿塔瓦皮斯卡特地区两种不同金伯利岩筒的土壤地球化学数据及讨论土壤异常现象在勘测金伯利岩时的用途。早期在金伯利岩测量工作中的土壤地球化学早期有很多地球化学研究表明在冰碛和水系中的矿物适用于测量金刚石，但几乎没有在受到冰川作用的岩石上进行相关研究。早期的土壤地球化学测量由地方和加拿大联邦政府自主进行并报道于他们自己的期刊产物(例如Burt&Hamilton2004;Seneshen等人.2005;Fenton等人.2006)。这种测量调查的结果良莠不齐，这种的结果有可能导致矿业测量行业对土壤地球化学测量的慎用。Seneshen等人于2005年对含有金伯利岩层北方亚伯达区的以下三个地区进的多种地表媒介包括沼泽和地表植物进行了普查：山地湖、水牛头山和桦木山。他们鉴定了Ni,Co,Cu,Cr,Ti,V,Mg,Mn和Fe作为金伯利岩的主要关联元素，Nb,Rb,Zr,Y,Sc,Th,U,Cs,REE,P,Al,K,Na,Ca,Ba,Sn,Mo,W,Cd,Zn,Pb,B,Hf,和Ga作为第二关联元素。土壤样本的总消化率和酶提取液表现出异常现象浓聚物，但这种反常现象并不会发生于上述的金伯利岩中。缺乏土壤异常反应空间关联性直接越过金伯利岩，笔者预期，指引它们推荐一种完全消化的云山作为金伯利岩勘测的最划算的方式。