Question

水化学测量

Answer 1

雨水淋滤、地表水和地下水流经矿化地段，都会将矿体的可溶性组分带入水中，产生水化学异常。按照一定网度采集水样，可以有效圈定矿化地段。高灵敏度的ICP－MS分析仪要求采集水样量小、并可以直接检测水样元素含量，大大简化了水样分析操作过程，使得水化学测量方法的推广成为可能。在水系发育地区，水化学测量可以作为1∶50000地球化学测量的一种辅助方法。本次研究工作中，针对各个研究区的实际情况就水地球化学测量在异常追踪阶段的地位和作用，进行了相关的研究和试点。研究和试点工作主要在塔源(代表大兴安岭亚区)、小西林(代表小兴安岭亚区)和天合兴(代表长白山－张广才岭亚区)3个点上进行，在多宝山铜矿区和绰尔研究区也进行了少量研究工作。

水地球化学试点测量的布样原则是:根据测区地表水的分布和地下水出露状况，灵活布点。最大采样密度达到1∶50000水系沉积测量的要求(4点/km²)即可;如果水网密度不够，则在水网稀疏地段将全部地下水点都采集。各个试验点的控制面积和采样密度分别为:塔源28km²，1.43/km²;小西林65km²，0.65/km²;天合兴73km²，0.68/km²。水化学试点测量取得了令人鼓舞的结果，其矿化指示元素的种类基本上与水系沉积物类似。

1.塔源铜金矿点试验区

塔源试验区水中Cu、Au、Ag、Pb、Zn、As、Sb、Cd、Co、Ni、W、Bi、Fe、Mn等14个元素异常准确地圈定出铜金矿点的产出位置，且这些异常都具有三级以上的浓度分带。主矿化元素Cu具有四级浓度分带，主要伴生元素Ag、Pb、Zn、Sb、Co、Ni、Bi、Fe、Mn也具有四级浓度分带(图4－3，图4－4)，并伴有弱Hg异常。显示出这个异常是测区中规模最大、具有良好找矿潜力的异常。

图4－3 黑龙江省新林区塔源研究区水地球化学测量异常图(一)

图4－4 黑龙江省新林区塔源研究区水地球化学测量异常图(二)

对于金银矿点来说，其水地球化学异常的元素组合与前者基本上一致，但异常强度则明显降低，处于Cu、Co、Fe、Mo三级异常和Pb、Zn、Sb、Bi、Mn二级异常之中，其他元素均为弱异常。预示这里的金银矿化规模可能比铜金矿点要差很多。

同时，K、Si、Mg弱异常也能够圈定出铜金矿点和金银矿点的分布地段，表明采用水地球化学测量来圈定矿化分布地段是完全可能的。

对于正在进行勘探的多金属矿点来说，只具有Zn、Pb、Cu、Ag、As、Sb、Co、Bi、Ni、Fe、Mn、Na、Si、Mg的弱异常，其中只有Zn具有二级浓度分带。预示这里的矿化以锌为主。

2.小西林铅锌矿床试验区

小西林铅锌矿区地表水体pH值测定结果表明，这里的水主要为中偏酸性水，其pH值范围为6.24～7.71，平均值为6.975。

小西林铅锌矿区水地球化学测量结果示于图4－5中。Pb、Zn、Cd、As、Sb、Bi、Cu、CaO、Fe₂O₃、K₂O、Mn、Co等12个元素异常对已知的小西林铅锌矿床最好的矿化地段(主矿体和Ⅴ、Ⅳ号矿带)都有十分明显的指示作用，从而构成了小西林铅锌矿床的水化学特征指示元素。其中Pb、Zn、Fe₂O₃、As四元素异常二级以上浓度带比较准确地圈定出了主矿体(Ⅰ号矿体)产出的位置。

在小西林铅锌矿区，水地球化学异常没有明显的元素分带现象，各个元素异常在空间上基本叠合在一起，显示出热液型铅锌矿床异常的分布特征。

3.天合兴斑岩铜矿试验区

天合兴斑岩铜矿区地表水体pH值测定结果显示，这里的水主要为中偏碱性水，其pH值范围为6.83～7.90，平均值为7.229。

在天合兴矿区水中Cu、Mo、W、Bi、Pb、Zn、Cd、As、Hg组合异常十分清楚地圈定出天合兴斑岩铜矿矿化产出的远景地段，从而构成了天合兴斑岩铜矿床水化学指示元素系列。其中Cu、Mo、W、Bi异常浓集中心准确地指出了已知主要矿体产出的部位;Pb、Zn、Cd、As、Sb、Hg异常(或浓集中心)出现在Cu、Mo、W、Bi异常浓集中心的周缘，且Pb、Zn、Cd异常都具有二级以上的浓集中心;Sb、Hg异常出现在更外的位置上，显示出远源指示元素的特征。

水中Ag和K₂O异常主要显示出北北东向展布的特征，W异常也有类似的展布特征，推测它们主要反映的是区域控岩构造的展布方向。Cu、Mo、Sb(Pb、Zn)异常还具有北东和近东西向展布的特点，推测这是矿区控矿构造的反映(图4－6至图4－8)。

在测区内，除已知矿床外，于矿区北侧和测区西缘出现的两个异常值得注意:①矿区北侧异常:面积约为4km²。元素组合为Pb、Zn、Cd、As、W、Cu，其中大部分元素具有二级浓度，且Pb、Zn异常面积>4km²;且邻近Ag和K₂O异常浓集中心，具有十分有利的成矿构造条件。显示出斑岩铜矿前缘指示元素组合的特点，预示这里可能赋存有隐伏斑岩铜矿化体。②测区西缘异常:面积约为3km²。元素组合为Cu、Mo、Pb、Zn、Hg、As。其中Pb具有四级浓度分带，Zn具有三级浓度分带，Cu、Mo具有二级浓度分带。异常仍然显示出斑岩铜矿前缘指示元素组合的特点，预示这里亦可能隐伏有斑岩铜矿化体。

图4 - 5 黑龙江小西林地区水化学异常图

图4－6 吉林省天合兴铜矿区水地球化学测量(w_B)异常图(一)

图4－7 吉林省天合兴铜矿区水地球化学测量(w_B)异常图(二)

图4－8 吉林省天合兴铜矿区水地球化学测量(w_B)异常图(三)

4.其他试验研究区

(1)多宝山斑岩铜矿试验区

在多宝山斑岩铜矿区掩埋矿体分布地段，地表水显示弱酸－弱碱性(测点98721－测点98702)，pH值为6.7～7.8，自矿体向下水系pH值缓慢升高。水系电导率值也同样缓慢增高(63～140μs/cm)。参见图2－6。

掩埋矿体下游溪水出现Cu、Mo、Ag、Sr、Co等元素的综合异常，异常含量分别为Cu8.4～13.2ng/mL，Mo5.85～6.72ng/mL，Ag0.03～0.04ng/mL，Sr256～279ng/mL。属三级水化学异常，远离矿体元素含量逐渐降低。水化学异常迁移距离大于4.8km。

在已开发的铜山铜矿床尾矿库下游溪水中，形成了Cu、Ba、Cd、Co、Mn、Mo、Sr等元素极强的异常，各元素含量出现特高值。表明矿床的开采活动对主要矿化元素水化学异常的强度产生了明显的影响。

(2)绰尔矿化异常区

在绰尔研究区，由于采样适逢测区旱季，大部分沟谷中水系干枯断流，只在很少的样点上采集到水样。这也提示我们:在东北森林沼泽景观区开展水地球化学测量时，采样季节的选择十分重要，一般应选择开春化冻时比较有利，一般沟谷中都可以采集到样品。

有限的11个水样中，有半数的样品具有不同元素的异常含量(表4－9)。其中CW22号样品中出现了Zn、Cd、Pb、Cu、Sb、Bi、Co、Ag、U、Ba、La、Ce、Y等12个元素异常，且Zn、Cd、Pb、Cu、Sb具有二级以上浓度分带，特别是Zn、Cd具有四级浓度分带;其上游近源头的CW24号样中还出现了Zn、Cd、As强异常;其下游的CW21号样也具有Mn、Pb、Zn的明显异常。这3个样品都处于水系沉积物区域异常浓集中心之内，也同样明确指出了测区中最具找矿前景的地段。

5.水地球化学测量小结

水中Cu、Au、Ag、Pb、Zn、As、Sb、Cd、Co、Ni、W、Bi、Fe、Mn等14个元素是铜金、金银和多金属矿化的特征指示元素，其异常可以准确地圈定出这些矿化的产出地段。

水中Pb、Zn、Cd、As、Sb、Bi、Cu、CaO、Fe₂O₃、K₂O、Mn、Co等12个元素是小西林铅锌矿床的特征指示元素，其异常准确指出了小西林大型铅锌矿床最好的矿化地段(主矿体和Ⅴ、Ⅳ号矿带)，主成矿元素异常沿水系迁移距离>5km。

水中Cu、Mo、W、Bi、Pb、Zn、Cd、As、Hg等9个元素构成了斑岩铜矿床的特征指示元素，其组合异常十分清楚地圈定出天合兴中型斑岩铜矿床产出的远景地段，其中Cu异常沿水系迁移4km±;在多宝山大型斑岩铜矿区，Mo异常迁移距离>4.8km。

矿床的开采可以引起矿区表生地球化学条件的极大改变，人为造成水地球化学异常强度的明显增高。这一点在水地球化学异常的解释推断中必须给予足够的注意，以防误导。

综上所述，可以归纳为以下几点:①在目前的分析测试条件下，直接测试水样就可以提供20多种元素的有效测试结果，使水地球化学测量快速寻找多种矿产成为现实可能。同时，每个水样仅仅需要25mL，大大减轻了水地球化学测量样品的运输成本，提高了运输效率。②在森林沼泽区化探异常追踪阶段(1∶5万比例尺)，相对低密度(0.65～1.43点/km²)的水地球化学测量对发现矿化有一定的指示作用。

表4－9 内蒙古绰尔地区水化学测量成果(w_B/10^－9)