Question

水系沉积物地球化学勘查方法与技术

Answer 1

各种水系中发育的沉积物在地表分布广泛，水系沉积物地球化学勘查是一种效率高、效果好、经济实用的地球化学找矿方法。水系沉积物地球化学勘查是根据水系沉积物中样品分析结果，追索和圈定沿水系发育的地球化学次生异常。所谓分散流即是水系沉积物地球化学异常的另一种表述。

17.3.1 分散流的形成和发育特征

矿床（体）或含矿岩石（地球化学晕）的风化剥蚀产物，在水的机械冲刷力和化学溶解力的作用下，以碎屑和溶解物形式随流水一起被搬运离开源区。碎屑物质在水流变缓的水系的合适部位沉积，溶解物在流水的物理化学条件改变地段沉积。原先赋存在风化产物中的化学元素转移到水系沉积物之中，形成元素的次生地球化学异常。这种异常沿原生矿体或含矿岩石所在的汇水盆地的水系分布，形成了分散流。

矿床分散流的发育有一定的规律。了解这些规律，有利于更好地解释水系沉积物地球化学勘查结果。下面分一级水系、多级水系、分散流的富集系数来介绍分散流的主要发育特征。

17.3.1.1 一级水系中的分散流

考虑一级水系中均匀剥蚀的最简单情况，在水系中任取一点，该点以上的汇水面积中包含几个地质单元。设每一单元的面积为S_i，成矿元素含量为C_i，剥蚀速度为Δh_i。则每年流经该点的被剥蚀物质为∑S_iΔh_i，包含在其中的成矿元素为∑C_iS_iΔh_i。因此，该元素在该点冲积物中的面积加权平均含量（分散流的含量）为：

勘查技术工程学

在找矿实践中，将汇水盆地中的地质体划分为背景和土壤异常二类。令背景值C₁=

C₀，面积S₁=S₀；土壤异常平均含量C₂=C_a，面积S₂=S_a；S_x=S₀+S_a为总的汇水面积，Δh_i为常数，代入（17.3-1）式，整理后得：

勘查技术工程学

将（17.3-1）式改写可得：

勘查技术工程学

对同一水的上下游来说，（C_a-C₀）S_a应当保持不变，它度量了金属元素在该汇水面积内单位深度上的总金属量，反映了该水系的汇水盆地内总的矿化远景，是水系沉积物勘查地球化学的一个重要评价指标。

图17-2 水系沉积物中的元素含量沿水系的变化规律

17.3.1.2 多级水系中的分散流的延伸长度

若多级水系中的汇入支流内没有矿化时，相当于汇水面积增加一块，而进入水系沉积物中的金属量不变，这就导致分散流中的金属呈阶梯状递减（图17-2）。由A到B、C、D及以远的点总的递减规律是明显的，最后消失在背景线附近。消失点离原生矿化（土壤异常）的距离称作分散流的延伸长度。

17.3.1.3 分散流的富集系数

在推导公式17.3-1时，没有考虑到金属元素富集和淋失等化学迁移因素，所以A·П·索洛沃夫认为需要一个系数q。式（17.3-1）成为

勘查技术工程学

q为分散流富集系数。q的实测值数据积累不多，据A.П.索洛沃夫在中亚一带若干矿区的资料，大致在0.8～1左右。

17.3.2 采样与分析

在勘查地球化学工作中，土壤样品代表采样地点附近一个比较均匀的样品，岩石样品则代表采样地点上一个不均匀的样品，而水系沉积物的少量样品则可代表大范围内元素含量变化的概况。这是因为水系沉积物的样品，可视作上游汇水盆地中物质的天然组合样品。由于这一特点，水系沉积物地球化学勘查工作方法有自己的特殊之处。下面对水系沉积物地球化学勘查的采样、分析与编图作一简述。

17.3.2.1 采样密度

在工作程度较低的地区，为了迅速地圈定面积数千乃至数万平方千米的地球化学省、大的矿化带以及一些特征的构造带，采样密度可以大大放低到20～200 km²一个样。

为了圈定区域性异常、大型矿床以及矿化带异常，可采用5～20 km²一个样。

17.3.2.2 采样布局

采样点应尽可能分布均匀。不均匀的布点可能漏掉异常和其他重要的地质信息，给以后的数据处理带来困难。

17.3.2.3 采样对象与采样方法

金属元素在河道中不同物质（如砾石、粗砂、粉砂、淤泥）中的含量是不同的（特别是其中的水成部分）。在一个地区采样，最好统一采取一种物质，否则在整个图幅上就会因各个样点采取的物质不同而出现可变偏倚，造成一些假异常或偶然的变化趋势。

但是实际上要做到采集同一种物质的样品是比较难以做到的。通常的做法是将采集的样品筛选到一定的粒径，可较大地压抑因样品的物质不同而产生的可变偏倚。采集淤泥及粉砂样品，样品的重现性显然比粗砂或细砂好。因而应以采集淤泥及粉砂样品为主。在采集样品时，要避免采集表层样品，因为表层有机物有铁锰氧化物聚积，它们从正常水中富集金属，有可能产生假异常。

采样的位置通常选择在河床的底部、河道岸边水面以上或水面以下，还可在河漫滩。

在河床的底部采集的样品，可较好地代表上游汇水盆地中的金属含量，且最少受岸土稀释的干扰。在间歇性流水地区、干涸的河道或只有很少流水的河道，采样也应在其中。

如果河道中水流湍急，细粒较少，不易采到样品，应尽量在水流缓慢处、水流停滞的地点、转石的背后及河道转弯的内侧等较多细粒物质处采样。

如果在河道中采集不到较多的细粒物质，则应在靠近水流渗湿的岸边采样，采样时要避免两岸塌积物的稀释作用。

17.3.2.4 样品加工与分析

一般情况下，筛选样品中要将小于80目的粒径部分作为分析试样。

要根据不同情况，有区别地筛选样品的不同粒径。水系沉积物异常的水成部分特别发育，异常中金属元素聚积于粘土颗粒上，要发现这部分异常，只有分析较细粒径的试样；活动元素如Cu、Zn、Ni、Co等主要集中于细粒径部分；不活动元素如Cr、W、Nb、Ta、Be、Sn等，主要集中于中粗粒径部分；在地形切割深、物理风化占优势的山区，各种金属元素可能倾向于富集在较粗粒径的颗粒中；距异常源地较近的较粗粒径颗粒中元素含量较高，距源地较远的细粒径中部分元素含量相对增高。