Question

学习任务地球化学找矿方法选择

Answer 1

人们根据不同地区表生地球化学特征的总体和归纳，也是人们利用次生介质进行地球化学普查时选择工作方法的基础和对异常进行推断解释时必须考虑的重要因素。地表环境条件是气候、自然地理（地貌、疏松层特征等）、生物、人类活动和地质诸因素的综合，它影响着元素在地表的分布和迁移规律。景观地球化学分区就是要划分出元素迁移、富集条件相同、可采用类似地球化学方法组合进行工作的地区。同一景观区内的同类地球化学异常才有对比的基础，这时异常的强度和规模在异常筛选中才能显示出它们的实用意义。

图2-14是我国地球化学景观分区图。该图是在全国区域化探扫面工作景观区图的基础上，结合中国地貌图和其他有关资料改编而成，将全国划分为13个大的景观地球化学区。

每一个景观区内的地球化学特征都可以设一专题进行研究，所涉及的面积比较宽。由于每个景观区地球化学次生介质不同，使用地球化学测量方法也不一样。

1.冲积平原区、黄土高原区、沙丘覆盖区

这三类景观区的外貌特征和覆盖层的成因各不相同，但有一个共同特点，就是覆盖在基岩面上的近地表疏松沉积物不是当地基岩风化的产物，而是从较远的地方搬运而来。基岩中或残坡积层所蕴藏的地球化学找矿信息被外来沉积物所掩盖。在这类地区不宜进行以找矿为目的的水系沉积物测量，可以采用土壤地球化学测量。

2.湿润半湿润低山丘陵区

该类景观区包括两个次一级景观区，即淮河以北的半湿润低山丘陵区和淮河以南的湿润低山丘陵区。每一个次一级景观区又包括两种地貌类型：低山区和丘陵区。丘陵区一般与冲积平原接壤，覆盖层较厚，低凹处多被运积物覆盖，水系沉积物测量往往效果不佳；丘陵高地，有少量基岩出露，由于切割较弱，可采用土壤地球化学测量。

3.岩溶区

我国岩溶区主要分布在广西、粤西、贵州、滇东南和湘西等地，是年降水量超过1000mm热气候湿热区。可划分为中低岩溶区、低山丘陵岩溶区和岩溶平原区3类次一级景观。岩溶区的一个共同特点是同属多雨的石灰岩地区。由于碳酸盐岩经长期侵蚀和溶蚀作用。区内峰丛、峰林、溶洞和地下河发育。灰岩中的基本造岩元素Ca和Mg除极少量在风化淋失中转变为次生碳酸盐进入黏土外，绝大部分被淋失转入水溶液后呈 Ca（HCO₃）₂和Mg（HCO₃）₂被搬运。基岩中的次要造岩元素Si和Al主要进入黏土矿物残留在疏松层。基岩中的Fe和Mn通过水解呈氢氧化物沉淀，使地表疏松层和沉淀物中普遍含有较多铁、锰物质和铁锰结核。基岩中的微量元素由于受沉淀障碳酸盐障和铁锰及黏土吸附障的影响，滞留在疏松物沉积物中。岩溶区的表生作用是地质（岩性）与气候诸因素特殊综合作用的结果，一方面导致疏松沉积物中Ca和Mg强烈淋失，另一方面又导致Si，Al，Fe，Mn和大部分成矿元素及指示元素强烈富集，特别是W，Sn，Au，Hg，Mo，Bi等元素的次生富集高达一个数量级以上。在岩溶区某些地段的土层中Au，Su和W含量甚至可达工业开采品位，但是下部找不到原生矿化体。因此，在岩溶区的区域化探异常评价中，次生富集是一个不可忽视的重要因素，在岩溶山区易于开展水系沉积物测量，但在峰丛、峰林、岩溶凹地分布区，由于水系支离破碎，常构成封闭式、半封闭式和开放式同时存在的地表水流系统，甚至无水流存在，使水系沉积物测量中异常规模的可比性较差。在岩溶平原区，水系不发育但水塘密布，可使用塘积物测量。

岩溶区表生作用过程中元素的淋失与次生富集与湿润低山丘陵区较为相似，也与半湿润区含碳酸盐岩较多的地区相似，不同之处在于岩溶区元素淋失和次富集作用更加强烈。

图2-14 我国不同景观区

4.干旱荒漠戈壁残山区

这类地区的特点是：大陆性干旱气候，降雨量稀少（干旱荒漠区年降水量＜200mm；半干旱荒漠区年降水量＜400mm），蒸发量大，水分缺乏。几乎无地表径流；夏季高温，日温差大，冬季寒冷；植被稀疏，风大沙多，风蚀和风搬运作用强烈。在山区和低山丘陵区的干沟中有季节性洪流冲积物，可进行水系沉积物测量。但这类地区的一个共同特点是受新、老风沙的干扰，由于风的吹蚀、搬运、分选和堆积，使地表疏松成和水系沉积物中不同程度地混入风成沙，除完全风蚀剥蚀区风成沙较少外，其余地区一般都干扰严重，不仅改变和杂化了疏松层和水系沉积物中的元素分布，而且往往使异常含量稀释，甚至是异常完全消失。该地区可以采用岩石地球化学测量。

5.高寒山区

高寒山区是我国具有独特表生作用的景观地球化学区。这里交通极为困难，人迹罕至。区内海拔多在4000m以上，年平均气温在0℃以下，气候寒冷且湿润。雪线以上终年被冰雪覆盖，冰川发育。河水除降水补给外主要由冰雪融水补给，并出现日变性暴涨。气候、植被、土壤明显垂直分带性分布。随海拔增高，物理风化作用增强；随海拔降低，化学风化作用增强。冰川作用、冰融作用、泥石流作用和河流搬运作用是高寒山区元素发生较大的迁移距离可达数千米至10余千米，甚至数十千米，致使有规模的矿化都能在水系中形成相当规模的异常。在该区可开展低密度和甚低密度水系沉积物测量。

6.高山峡谷区

我国高山峡谷区位于西南三江中段，切割十分强烈，相对高差在1000～2000m以上；水深流急，河水垂直侵蚀切割作用十分强烈，河谷两侧、河床底部通常基岩裸露，水系沉积物不易保留，且搬运很远，只有那些粗碎屑物、砾石和密度较大的矿物质组分残留在河床的底洼部和基岩裂隙中，造成高山峡谷区水系沉积物中一些元素异常明显增强，一些弱小或规模不大的矿化也能形成规模较大、强度较高的异常，但是由于该区多为羽状水系，初步水系沉积物往往越级进入高级水系，也会使一些异常急剧消失，造成一些规模大的矿床，其水系沉积物异常的规模和强度反而不如中等切割地区同等规模矿床的。但总的来说，高山峡谷区与其他景观区相比，同等规模的矿田（床）所形成的水系沉积物异常，往往规模要大。

7.高寒湖沼区、湖沼及丘状高原区

高寒丘状高原和沼泽景观区分布在川西高原和青海东南部玛多、玛沁、久治一带。海拔一般在3000m以上，多为4000～4500m。气候特点与高寒山区相似。地势较平坦，切割较浅，相对高差一般不超过100～500m。丘状高原上，地表开阔，丘谷相间，排列稀疏；丘顶浑圆，丘坡平缓，河谷宽平，水系不发育，且多草皮沟。随地面高程增加，植被垂直分带明显，少数阴坡水沟湿地有灌木出现，其余大都为草地。海拔5000m以上岩石裸露，倒石堆发育。物理风化和化学风化也有与高寒山区类似的特点。由于切割较浅，沟中草皮发育，岩石露头较少。这类地区水系沉积物异常一般强度较低，规模较小，可以采用土壤地球化学和水系沉积物地球化学相结合的方法。

8.森林沼泽区

分布在我国东北部大、小兴安岭一带，属北寒温带湿润气候区。夏季温和湿润，冬季严寒漫长，冰冻期达200～300天。发育连续多年冻土和岛状多年冻土。山体多被森林覆盖，沟谷中沼泽发育。可分两个次一级景观：

◎浅切割中低山区：水系比较发育，山坡土层极薄，多石流。残积层中一些元素（如Mo，Ag，Se，Pb，V等）强烈富集，地表腐殖层中多数元素相对贫化，一级水系和沟谷两侧沼泽发育，沉积物主要由泥炭组成。仅二级、三级水系河床底部有碎屑沉积物。与残积层相比，水系中碎屑沉积物中元素发生贫化，而以泥炭为主的沉积物中表生活动性强的Zn，Cu，Mn，Ag等元素明显富集。

◎微浅切割的低山丘陵区：这里山体浑圆、沟谷开阔，水系不发育。一级水系源头、沟谷两侧以及平坦的分水岭都发育沼泽，沼泽化面积占20%～30%。仅在二级、三级水系的河床底部有碎屑沉积物，其他地段均以泥炭为主的沉积物。

该区总的特点是化学风化显著增强，从基岩→残积层→水系沉积物，活动性元素趋向贫化。与碎屑沉积物相比，水系中泥炭沉积物中易活动微量元素明显富集，且主要以有机络合物形式存在，该区以水系沉积物为主，土壤地球化学为辅。

9.热带雨林区

该景观区位于云南西南部和海南岛。地貌上为中低山区，属热带气候的北部边缘带，气温高（年平均气温在20℃以上，最高达40℃），雨量充沛，植被茂密。土层发育，呈砖红色，一般厚2m以上；呈酸性，表层中K，Na，Ca，Mg大量淋失，Fe，Mn，Al相对富集。所测元素在土壤层均发生次生富集。水系沉积物中除W和Co被次生富集外，Cu，Pb，Zn，Cr，Ni，As等元素则被淋失。由于次生富集和淋失的量都不十分显著，对水系沉积物测量影响不大。

综上所述可以看出，不同景观区表生作用特征（物理的、化学的、生物的）有着明显的差异，这些差异会产生不同的地球化学产物，显然使用地球化学找矿方法也不同，不过大部分景观区都可以使用土壤地球化学测量和水系沉积物地球化学测量两种方法，岩石地球化学找矿能解决干旱荒漠区和半荒漠区地球化学找矿问题。

复习思考题

一、名词解释

1.克拉克值；2.风化作用；3.扩散作用；4.元素的地球化学迁移；5.地球化学背景值；6.地球化学异常；7.指示元素；8.类质同象；9.元素丰度的偶数法则。

二、填空题

1.戈尔德施密特分类是根据______，元素与氧的亲和力以及元素在自然界中实际的分布情况来划分的。

2.戈尔德施密特分类将元素分为______、______、______和______。

3.异常按异常规模的大小分为：______、______和______。

4.风化作用分为______、______和______。

5.次生异常按照赋存介质划分为：______、______、______、______和______。

6.元素的迁移方式主要有______、______、______和______等。

7.根据异常与矿的关系划分______和______。

8.地球中丰度最大的元素是______，地壳中丰度最大的元素是______。

三、判断题（对的打“√”，错的打“×”）

1.地壳中元素相对的平均含量极不均匀。丰度最大的元素O（47），丰度最小的元素Hg。 （ ）

2.地壳中原子序数和质量数均为偶数的元素或同位素丰度最大。 （ ）

3.元素在矿床中的可采品位与克拉克值的比值，称为该元素的浓集系数。 （ ）

4.矿物岩石中的常量元素大多服从正态分布，微量元素大多服从对数正态分布。（ ）

5.独立矿物是指自然形成的能够在肉眼或显微镜下进行矿物学研究的、可用机械的或物理的方法分离出单矿物样品的矿物颗粒 （粒径＞0.001mm）。 （ ）

6.类质同象是指性质上相近的原子、离子、配离子在晶体中以可变量彼此替换的现象。类质同象的“类质”可理解为同类元素；同象是指发生替换的前后，晶体结构保持不变，或化学结构式不相同。 （ ）

7.元素的集中与分散是相对于克拉克值而言的，常采用浓集克拉克值（某地区或地质体内元素的平均含量与该元素克拉克值的比值）来衡量的：浓集克拉克值大于1 为浓集，小于1为分散。 （ ）

8.元素的共生组合是指有成因联系而性质又相近的某些元素在某一地质体中同时赋存的现象。 （ ）

9.某些特征元素的平均含量值高于这些元素的区域背景平均值，简称异常值。（ ）

10.元素的克拉克值有随着原子序数的增大而减小的趋势。 （ ）

四、问答题

1.各种岩浆岩中元素含量有何变化规律？

2.元素的地球化学分类有哪几种？

3.简述沉积岩中不同岩类中元素含量变化规律。

4.简述土壤中微量元素在土壤层中的分配情况。

5.地壳元素丰度值（克拉克值）有何研究意义？

6.地壳中元素在固相中有哪几种赋存形式？这几种赋存形式各具有何特点？