Question

水系沉积物地球化学找矿的应用及野外工作方法

Answer 1

1.应用条件

应用水系沉积物地球化学找矿，需要考虑矿床类型、普查比例尺和自然景观条件。水系沉积物地球化学找矿方法广泛适用于寻找有色金属、稀有金属、贵金属、黑色金属及某些非金属矿床，特别对于 Cu，Pb，Zn，Ni，Co，Mn，V，Cr，Sb，Hg，W，Sn，Mo，Be，Au，Ag，P，B，Nb，Ta 等矿种方面效果显著。

图4-31 松江铜矿分散流含量季节性变化图

在上述矿产的寻找方面，水系沉积物地球化学找矿主要应用在区域地质调查和矿产普查阶段。既可在 1∶ 20 万比例尺地质调查过程中及 1∶ 5 万比例尺矿产普查工作中，以同比例尺与地质调查同时进行; 也可单独以相应比例尺超前进行。特别是在 1∶ 5 万比例尺矿产普查过程中，通常是踏勘及实测剖面工作与水系沉积物地球化学找矿同时进行; 而水系沉积物异常检查工作，则在正式开展 1∶ 5 万比例尺地质测量工作期间进行。

水系沉积物地球化学找矿应用的自然景观条件是地形切割强烈、水系发育的山区。这类地区找矿效果比较显著。低山丘陵地带(如沿海地带)也有一定的效果; 而高寒地区、荒漠边缘地区全面应用之前，要系统地进行方法试验。

水系沉积物地球化学找矿中，研究区域内化学元素的分布，不仅可以达到找矿的目的，同时也能为农业、畜牧业、地方病防治和环境保护提供地球化学基础资料。所以说水系沉积物地球化学找矿实际上是以找矿为主要目的区域地球化学勘查。

2.野外工作方法

水系沉积物地球化学找矿基本工作环节和工作方法主要有以下几方面。

(1)采样工作布局

水系沉积物地球化学测量中采样工作的布置形式有三种: ①按流域盆地布置，各条主要水系布置控制性采样点。该方法适用于小比例尺、大面积扫面工作。②沿测区水系纵向，按一级间距布置采样点，侧重一级支流。该方法适用于中比例尺普查工作。③沿水系纵向、结合河谷横向布置采样线。适用于异常检查、追索矿化源地和圈定详查远景区。

此外，还有一种高效率的向心取样法(Centroid sampling)，在对水系进行系统的数量化基础上可以采用。采样是连续平分流域盆地面积，达到缩小靶区的目的。该法要求在野外及时测定样品中指示元素含量，才能成功地执行采样计划。这种取样法是传统采样法(网格法或近似等间距方法)的革新。如: 在美国南卡罗来纳州某区域 109km2面积内只需要采集 5 ～11 个样品，就圈定了与金矿有关的矿化源地。

传统的水系沉积物地球化学测量线距(采样水系间的间距)、点距(沿水系纵向分布的样品间距)和采样密度(每平方千米样品点数量)为布置工作的基本参数。它又受测量比例尺制约。国内外水系沉积物地球化学测量的采样密度与相应比例尺的关系列于表4 10。

表4-10 采样密度与相应比例尺表

上述数据系一般的经验总结，在主流和较长的支流中采样点可以适当放稀; 而较短的支流(一级水系)或干河谷，应有样品点控制; 支流汇入主流的入口上方应采样。为了不漏掉分水岭附近的矿体，便于追索异常，采样应尽可能接近水系源头。

目前，国外水系沉积物地球化学测量趋向于放稀密度，减少分析样品数量，增加元素测定项目，以适应快速扫面和一样多用的需要。1977 年我国区域化探工作会议(黄山会议)曾经建议 1∶ 20 万测量密度为 1 ～ 2 个/km2。气候温湿、常年流水、水系发育的地区采用该密度下限; 气候干燥、间歇性流水、干河谷发育地区采用该密度的上限。这样可以发现大中型矿床的分散流; 若分析技术的灵敏度和精确度较高，也不致漏掉中小型矿床。

目前，采样布局中的另一趋向是在样品点不离水系的前提下，尽可能均匀分布于各公里方格内，目的是便于数据处理。

具体采样时应根据河谷沉积物分布情况在设计的样品点附近采样，之后，按实际采样点位置填绘水系沉积物测量实际材料图。表 4 10 最后一栏的允许误差指的就是实际材料图上的点位与实际采样位置的误差(定点误差)。

(2)样品的采集与加工

水系沉积物地球化学测量样品主要由淤泥或细砂沉积物组成。由于河谷沉积物物质成分分布十分不均匀，因此，采样时应特别注意观察沉积物组成的变化，注意采集对金属元素吸附能力强的淤泥和粘土物质。当沉积物主要是砂质时，应采集细砂或粉砂物质或泥砂混合物。除测量目的主要为寻找物理和化学性质稳定的矿物组成的矿床外，一般在表层采样。有明显污染可能的情况下，在表层 10 ～15cm 采样。样品位置一般处于河床底部(干河谷)、近河床洼地、河漫滩洼地及河道岸边河水经常漫过的地方等。在流水较急的河道中，要在流速变缓处。障碍物(转石、河床凸出部、坡度变缓处)背后以及河道转变的内侧有较多细粒物质聚集的地方采集样品。

为了保证样品的代表性，在采集点较稀的情况下，一个样品点附近可以采集数个样品组成为一个样。在某些有利地段。为了发现异常后检查异常的需要，减少加密采样的旅途往返消耗，设计的两个样品点间可以预先适当多采 1 ～ 2 个 “预备样”，以便在主要样品发现异常时，补充测定此 “预备样”。及时检查并了解异常含量变化情况。

样品原始质量一般 50 ～100g; 对于贵金属元素样品应增加至 100 ～200g。在上游干河谷采样时要特别注意区别冲积物与残坡积崩落物(如河床斜坡上的黄土崩落物)，因为它们的代表性不同，样品应正确采自冲积物中。

水系沉积物采样各项要求比较严格。采样时必须详细记录，记录采样点附近地质、地貌特征、样品的地质位置、地形部位及地理位置、样品的物质成分、沉积物的物质成分、采样深度、植被情况、原始样品质量、样品编号、采样者及采样时间。编录要逐步走向标准化、规格化，制作统一格式的记录卡片，便于应用计算机实现存储与检索。

水系沉积物样品一般是湿的，因此，返回基地后应马上烘干、风干或晒干。如果样品还需要过筛分选不同的粒级时，则干燥过程中要搓揉样品，以免粘土物质板结，或干燥后用木锤敲打，使粘粒解体，而不破坏自然颗粒。

样品干燥后，研磨完全通过 150 目筛孔，缩分二分之一。再用玛瑙乳钵细磨至粉末在手指上捏搓时无砂粒感仅有粉腻感为止，送光谱分析或化学分析。

过筛使用的筛子应用尼龙筛、不锈钢筛或铝筛。不能使用铜筛或锡筛，避免污染。对于特殊延展性强的贵金属(如 Au，Pt 等)不宜过细筛，应进行试验以确定加工技术方案。

经验证明盘式钢制盘磨机不可避免地带来严重污染，造成 Fe，Mn，Ti，Ni，Cr，Mo等元素明显增高，不适于化探使用。因此，为了保证样品中微量元素含量的真实性，必须重视改进磨具，使用非金属硬质磨具，以提高加工与分析精确度，避免污染，消除误差。

3.异常的检查与解释评价

发现水系沉积物异常之后，首先应检查证实真异常的存在，才能开展后续工作。检查异常着眼于两方面: ①检查是否有样品加工和分析测定过程中由于误差或污染造成的假异常。检查时可将异常中原始样品副样按严格的技术要求重复加工、重复分析，最后对比结果。②检查是否有采样的误差或污染造成的假异常。为此，需要到现场踏勘，同时进行重复采样，将样品送交加工与测试。如果野外采样时，在基本样品点间采集有预备样，这时首先将这一批异常邻近的预备样送交分析，证实异常的存在。

经过重复采样、重复加工与重复测试(异常样品)之后，证明异常确实存在时，则在异常样品所在水系之上源布置加密样品，进一步查明异常强度与指示元素组合，结合区域地质条件对异常做出初步定性解释，说明水系沉积物中异常物质的可能来源，是某些特殊岩性的岩体、地层，还是有经济意义的矿化与矿床。如果属于后者，则按异常样品所在水系的分水岭脊线圈定出矿化远景区，作为详查地段。为此要查明矿床分散流的特征，包括查明成矿元素及其伴生元素组合、含量及含量空间变化性、分散流的形态及规模(长度)等。

异常详查采用双线加密上游样品与横穿河谷剖面采样相结合的方式。可与残坡积层中的土壤地球化学测量或重砂测量结合进行以寻找矿化源地。确定矿床分散流位置、长度、指示元素含量变化特征以区分分散流的流带部与头部。将分散流头部所在水系的流域盆地圈定出来作为矿化(或矿床)可能存在的地段，并采用相应的方法进行定量评价。