4水系沉积物测量

勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量概述第一节水系沉积物异常形成第二节水系沉积物异常特征第三节水系沉积物异常发育特征第四节水系沉积物测量方法应用勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量概述地球表面被各种运积物(如冲积物、洪积物、冰碛物，湖积物等)覆盖的面积要比正常的残积一坡积土壤分布范围大得多。因此，利用这些近期松散沉积物中的异常找矿，是勘查地球化学面临的难题之一。事实勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量概述在地表为数众多的运积物中，研究得最多的是水系沉积物，其次是湖积物与冰碛物。在平原区和城市周围的环境和农业地球化学勘查中，主要采样介质是水系沉积物。我国以找矿为主要目的的全国扫面计划，主要采样介质也是水系沉积物。事实勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量概述在表生带内的一切地球化学异常，在地下水及地表水的冲刷与溶解下;使原来集中的元素沿水系发生分散，在水系沉积物分布的狭长地带内形成的异常，叫做水系沉积物异常，前苏联称其为分散流。水系沉积物异常勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量概述水系沉积物测量是沿着地表水道，系统地采集水系沉积物样品，测定其中微量元素的含量或其它地球化学特征，查明水系沉积物中化学元素的分布，研究其分散与集中规律，分析其与流域盆地内基岩中地质体的联系，以发现与矿化有关的水系沉积物异常并向上游追踪，寻找矿床。水系沉积物测量勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量概述水系沉积物异常的共同特点是沿着搬运方向呈拉长的形式展布。由于其与异常源的空间关系疏远，再加上搬运过程中指示元素含量的稀释，使异常的衬度降低，但它的范围却较大，因此这类异常特别适用于概略普查阶段，用于圈定成矿远景区。水系沉积物测量勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量概述水系沉积物找矿思想可追溯到远古时代，人们沿河床淘砂找金不知沿用了多少世纪。但通过分析水系沉积物中元素分布进行找矿的现代地球化学勘查方法直到二十世纪四十年代才认识到这一点。发展历史勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量概述水系沉积物测量方法在二十世纪六、十年代得到大力发展，由于其能快速圈定远景区，促进了各国地球化学填图工作的开展。极大地扩大了地球化学勘查工作在地学界的影响。发展历史勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量概述我国区域化探全国扫面计划主要采样介质为水系沉积物。世界各国科学家仍在进行不断的研究。发展历史勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第一节水系沉积物异常形成系统地调查水系沉积物的成分，己远远超出单纯找矿的范围，勘查地球化学家把它当成整个地球物质迁移的重要环节来看待。水系沉积物地球化学异常勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第一节水系沉积物异常形成分散流的概念由于水系沉积物异常沿水系的狭长地带内展布，异常前苏联学者将水系沉积物异常称之为分散流。为简便起见，以下的介绍也常用分散流称谓。水系沉积物地球化学异常分类勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第一节水系沉积物异常形成水系沉积物异常分类根据分散流中异常物质搬运的方式，可以分成碎屑分散流(机械分散流)和化学分散流(盐分散流)。前者是在固体颗粒中搬运，后者是在水溶液中搬运。水系沉积物地球化学异常分类勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第一节水系沉积物异常形成水系沉积物异常分类在表生条件下，没有绝对溶和绝对不溶的物质，所以经常是混合成因主导地位:1)含量比例上，大多数金属元素主要呈碎屑分散。2)化学迁移部分最终沉淀出来或附着在碎屑表面，一起参与机械分散。而且，这种比例随地点而变，在分水岭地区，碎屑迁移比例更大，因为此时水的溶解作用的时间短，而在平缓地区，化学溶解作用的重要性增大。水系沉积物地球化学异常分类勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第一节水系沉积物异常形成一、水系分级－分级方法：在1:5万或类似比例尺的航空照片上可以辨认出的最小水系称为一级水系，它们通常最接近分水岭。两条一级水系相交成为二级，两条二级水系相交成为三级，余类推。1、水系分级勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第一节水系沉积物异常形成一、水系分级1、水系分级1111111223勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第一节水系沉积物异常形成二、水系碎屑沉积物异常形成在地形切割明显和水系广布的山区，原生矿体及其岩石、土壤地球化学异常物质，受到大气降水和地表流水冲刷作用而进入水体过程。侵蚀作用强度与矿石成分、围岩性质、构造、地形与气候、植被状况等有关。侵蚀作用－冲刷勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第一节水系沉积物异常形成二、水系碎屑沉积物异常形成河水的机械搬运能力取决于水的流速与被搬运物质的粒度与比重。据水力学的计算，流水的搬运能与其速度的四次方成正比。河床中由于坡度与弯曲等原因，流速变化极大，有时甚至形成逆转，因此发生显著的分选作用。搬运作用勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第一节水系沉积物异常形成二、水系碎屑沉积物异常形成机械分散流通常发生沉淀的地点，如河湾内侧，砂嘴后缘、转石背后;河床缓处等。重砂取样，是以矿物学方法研究机械分散流，所以取样地点也总是选择在这些地点。沉淀作用勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第一节水系沉积物异常形成支流1一石英2一石榴石3一方铅矿勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第一节水系沉积物异常形成二、水系碎屑沉积物异常形成随着搬运时间的延长，碎屑被进一步粉碎，形成悬浊液。粒度在1OOpm以上的颗粒，虽然不能在水中长期稳定，但紊流及涡流能暂时把它们带起，然后又沉淀。这样多次重复，使细粒物质搬运更远，产生按粒度的分选。勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第一节水系沉积物异常形成三、水系化学沉积物异常形成(1)以真溶液状态存在的元素，在水中最为稳定，可以被携带到很远直至大海。但只有为数不多的几种离子，如Na2+、Mg2+、Cl-、HCO3-等可以大量存在。大多数有色及稀有金属的离子在地表水中的浓度是非常低的，但在地下水中则可能有相当高的浓度。当地下水出露到地表时，由于pH、Eh、温度、压力等因素的突变使其中的元素迅速沉淀(沉淀障)。勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第一节水系沉积物异常形成三、水系化学沉积物异常形成(1)对于Fe、Mn、Ca、Mg等常量元素来说，这种反应通常是形成难溶的化合物。但对于Mo、Cu、Zn、Pb等元素,只有在特殊高浓度下才能形成其本身的化合物，产生次生金属矿物。勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第一节水系沉积物异常形成三、水系化学沉积物异常形成(2)而在多数情况下Mo、Cu、Zn、Pb等金属元素是被其他大量元素的化合物所夹带(共沉淀)。其中尤以铁、锰氢氧化物为最主要。这就是所谓铁锰氢氧化物的清除作用。其结果造成无矿化地区的铁锰氢氧化物中也形成异常。勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第一节水系沉积物异常形成三、水系化学沉积物异常形成(2)近来的研究发现，在河床卵石上的铁锰被膜中包含的有色金属异常，比沉积物总体中的异常衬度高、范围大。美国的卡彭特(Carpenter)做过一有趣的实验，他把用酸洗干净的陶瓷扳放到流经矿床的一溪流的不同位置上，36天后收回来，再用稀酸溶解上覆的铁锰被膜，结果发现了很明显的Cu、Zn、Pb异常。勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第一节水系沉积物异常形成三、水系化学沉积物异常形成(3)人为活动(如开采、选冶、排污)能使金属元素以空前的速度进入水系，引起很强的水系沉积物异常，这在异常评价时要特别注意。为了避开人工污染，尽量在人类开采活动之前形成的河床的较高阶地上取样。勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第二节水系沉积物特征一、组分特征1、原生的矿石矿物;2、原生的造岩矿物，如磁铁矿、黑云母、辉石、长石等;3、风化形成的次生矿物，如褐铁矿、粘土矿物、Fe、Mn含水氧化物4、有机物等勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第二节水系沉积物特征二、微量元素存在形式与土壤中元素存在形式类似，水系沉积物中的微量元素可呈原生矿物、耐风化的次生矿物及各种沉淀物形式存在。勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第二节水系沉积物特征二、微量元素存在形式l、碎屑水系沉积物异常中其异常物质大多是残积成因的碎屑，异常金属可以在痕量矿物中呈主成分；在原生造岩矿物或风化形成的矿物中呈痕量组分。勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第二节水系沉积物特征二、微量元素存在形式2、水成的水系沉积物异常包含有从水溶液中沉淀在碎屑表面的物质。其异常金属的存形式是:作为离子被吸附在矿物表面、胶体颗粒与有机物上，或赋存于粘土矿物晶格中金属有机化合物。勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第二节水系沉积物特征三、水系沉积物颗粒度1、水系沉积物碎屑部分在流水搬运过程中，由于耐风化原生矿石矿物的比重差异，水系沉积物碎屑部分可以出现粗粒重部分和粗粒轻部分的分选情况。对耐风化的矿物，如果是脆而易磨碎的话，则主要富集于细粒级部分。水系沉积物中还包括有褐铁矿的碎屑或其它次生矿石矿物碎屑。勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第二节水系沉积物特征三、水系沉积物颗粒度2、水系沉积物水成部分硫化物矿床氧化或氧化物矿床的淋滤作用可以导致金属离子的水成分散，在水成分散程中可以借胶体颗粒的离子吸附作用，次生铁锰氧化物的清除作用、与粘土的离子交换应以及被有机物质吸附或络合的作用便金属在水系沉积物的细粒级部分富集。勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第二节水系沉积物特征三、水系沉积物颗粒度3、有些元素因其不同的赋存状态对它在不同颗粒部分中的分布有很大影响，例如元素W素在钨矿床中呈耐风化的黑钨矿或白钨矿存在，W一般富集于较粗粒级部分，而斑岩铜床及铅锌矿区中的W都富集于细粒级部分。勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第三节水系沉积物异常发育特征异常衬度水系沉积物中的异常衬度主要取决于基岩源中的原始衬度，但它与异常物质输大水道上的衬度更具有直接的关系。勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第三节水系沉积物异常发育特征异常衬度在正常情况下，由于空白物质稀释，水系沉积物异常将随基岩源与异常物质输入水道点之间距离的增加而减小。水系沉积物中异常衬度还随元素存在形式变化。勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第三节水系沉积物异常发育特征ABCDABCD一、异常沿水系衰减模式勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第三节水系沉积物异常发育特征二、矿体形态与位置的影响勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第三节水系沉积物异常发育特征二、矿体形态与位置的影响勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第三节水系沉积物异常发育特征二、矿体形态与位置的影响勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第三节水系沉积物异常发育特征二、矿体形态与位置的影响勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第三节水系沉积物异常发育特征三、河谷横断面中含量的分布完整的河谷横段面通常包括二个或数个阶地、河漫滩及河床。阶地中的物质，代表上游已被剥蚀的部分；河漫滩及河床内的最新沉积物是现代剥蚀的物质，才具有现实找矿意义。勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第三节水系沉积物异常发育特征三、河谷横断面中含量的分布根据河床中水流的情况，可以分出无水道、单水道及多水道三种类型。关键是要辨别出主水道。在主水道中的现代活动性沉积物就是水系沉积物取样对象。勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第三节水系沉积物异常发育特征四、含量随时间的变化水系沉积物中金属元素含量在地质时期中的长期变化，主要反映剥蚀盆地中割切水平的不同。此外还有随年份、季节而变。国内外的化探人员对这一问题作过许多观察，所得结果并不一致。分散流中的金属含量不像水化学异常、气体异常那样变化迅速。勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量五、水与水系沉积物金属含量间关系第三节水系沉积物异常发育特征勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测量第三节水系沉积物异常发育特征五、土壤与水系沉积物金属含量间关系矿体出露勘查地球化学第三章水系沉积物地球化学测