土壤地球化學測量在隱伏礦體勘探中的應用

摘要：在社會生產中，礦產資源是不可或缺的資源，在多年的發展過程中，我國消耗了大量的礦產資源，而其具有不可再生性，當前礦藏儲量在急劇減少。面對發展中這一問題，對隱伏礦體開發利用成為了重要任務。因此，隱伏礦體的勘探工作愈加受到各方重視，一些新的勘探方法被開發應用。

關鍵詞：土壤地球化學;隱伏礦體;勘探;原理;實際應用

中圖分類號：P632 ??文獻標識碼：A??文章編號：1671-2064（2019）17-0000-00

1土壤地球化學測量概述

1.1內涵

在土壤地球化學地球找礦的過程中，要取樣覆蓋早基層表面疏松物質，也就是土壤，然后進行測試分析，對土壤的成因、與基巖化學成分的繼承關系、土壤中地球化學作用等進行研究，掌握土壤的演變規律。由于土壤的組成主要是礦物質、水分和有機質等，因此對其進行綜合分析中得出其剖面上元素的分布規律，主要是由下向上差異越小的特點，與下部和母巖原始含量相比，上部常量元素的含量要更小，通過其中的常量元素，是難以對下伏基巖的巖石組成反映。在土壤剖面上，微量元素的豐度變化也不明顯，因此其含量是基巖微量元素含量的直接反映。

1.2應用原理

1.2.1殘坡積層次生暈形成

土壤在巖石風化下，可以通過成壤作用形成，其組成主要是有礦物質、有機質，在該過程中會出現物理風化、化學風化和生物風化，隨著深度的較大，土壤垂直剖面上生物和生物化學作用也會減弱，而產生土壤分層現象。

其形成的分層層位如表1。

1.2.2次生暈形成作用

在次生暈形成的過程中，其元素遷移成暈的方式主要是三種，第一是機械分散方式，元素在遷移過程中是固相形式，一些礦床機械分散中會生成次生作用;第二是水成分散情況，表生作用下，礦石中的組分在水中是以分子、絡離子或者離子方式進行遷移的，在形成硫化物礦床的次生暈中，具有更加明顯的分散作用;第三種是生物遷移情況，在土壤中，特別是礦體周邊的土壤中，植物的根系可以吸收一些微量元素，從其器官中進入。植物的枝葉落到地表就會在A0層積聚部分元素，腐壞之后吸收的元素會轉入地下水和地表示中，植物再次將其中一部分吸收，另一些則堆積在腐敗層，隨著地下水深入土壤B層，粘土礦物和氫氧化物等會將其吸附，土壤中一些元素聚集就會形成分散暈。

1.2.3殘坡積層中次生暈的特征

首先是組分特征，次生暈主要組分是風化礦體、原生暈，因此其組分與原生暈相似。在經過表生改造之后，其組分會出現差別。比如在表生作用下，一些元素大量淋失，難以形成次生暈，其指示意義也就喪失了，其中一些殘留下來比較富集。以硅酸鹽巖石的礦床圍巖為例，在礦體和原生暈風化中，會出現指示元素表生分異情況，其中一些成礦元素、伴生元素的活動性較強，會進行遷移，其含量也就降低了。土壤測量中，通常會選擇成礦元素作為指示元素，一些情況下也會選用伴生元素。

其次是指示元素的含量特征，次生暈中指示元素含量，會受到礦體和原生暈中該元素影響，因此礦體和其原生暈中元素含量越高的情況下，次生暈中其含量也越高。次生暈指示因素受地球化學性質影響，相比于同一礦床原生暈，是比較貧化的，而一些則相對比較富集。很多親硫元素在原生暈中含量要更高，而親氧元素在次生暈中的含量相對更高。

最后是次生暈的形成和產出的控制元素，一是原生礦物性質，原生礦物抵抗風化的能力，從強到弱的順序為氧化物、硅酸鹽、碳酸鹽和硫化物。具有較強抗風化能力的礦物，主要是水成遷移，會富集在土壤較細粒級中;二是礦體規模和品位，這兩項因素會對次生暈的規模和含量產生影響，一般如果礦體的規模大、品位高，其形成暈的規模、強度也比較大;三是介質的物理化學條件，主要是介質成分，Eh值和PH值控制元素在水中的沉淀、溶解。

2土壤地球化學測量在隱伏礦體勘探中的應用

2.1應用條件

土壤測量方法是一種高效的找礦方法，其操作簡單、成本低、效率高，在金屬礦床中有著廣泛應用，特別是可高效完成找尋有色金屬、稀有金屬礦床的工作，比如銅、鉛、汞和金等。近年來會使用分散流法來代替，但其自身優越性仍在區域地質調查、普查找礦、礦區評價等環節中發揮重要作用。具體在找礦中其應用如下：

（1）在浮土掩蓋區，使用土壤地球化學測量法配合地質方法、物探方法，可以進行地質填土，對各巖體的分布范圍作出大致圈定，比如在圈定隱伏超基性巖體界線可以根據土坡中的鉻鎳含量，配合磁法來圈定。

（2）可用于查明區域中含礦的遠景地段，比如在斑巖銅礦中，運用土壤地球化學測量方法，可以在銅次生暈異常區將隱伏的銅礦作清晰指示處理，運用土壤測量法結合水化學法可以查找外圍銅礦點。

（3）在找礦的遠景地區或者地段，采用合適比例尺的土壤測量，可以直接找尋隱伏礦體，了解其分布位置、形態產狀、可能的厚度和品位等，對于之后的找礦鉆孔、布置山地工程的工作有著重要的指導作用。

（4）可用于進行環境治理，在當前綠色發展理念下，對于環境治理和保護有了更高的要求，對城市及其周邊土壤的治理也是重要工作，其中就可運用土壤地球化學測量方法，來提高環境治理效率和針對性。

（5）在新興礦產和能源中應用土壤地球化學測量也可取得良好成效，比如勘探地熱資源的過程中，由于地熱的產生使地下熔巖水通過地殼裂隙上升，可以將其中的巖漿中的汞元素帶到近地面，這一元素是易分散的，因此土壤中的汞元素可以發揮指示作用。

具體在土壤地球化學測量方法應用中，要注意其使用條件，一般在浮土厚度5～10m的范圍內，其應用效果較好、成本較低。而在其厚度達到10～20m，就需進行深層采樣，在超過20m的情況下要發現次生暈，就需進行手搖鉆采樣。沖積層和其它物質覆蓋的區域，會將礦體生成的次生暈掩蓋，因此不適宜采用土壤測量方法。在山麓堆積和沙漠地區，其巖流分布廣泛，主要會發生物理風化，因此其組成也是塊狀物質，碎屑物質也比較粗大，不容易出現化學和生物化學作用，難以保證土壤測量效果。

2.2野外勘探作業應用

在應用土壤測量中，工作目標和任務要求，決定了其測量取樣網間距，具體還要結合比例尺大小、礦床類型和規模等確定，目的就是要將次生暈異常圈出，避免將具有工業意義的小礦帶、礦體漏掉。一般情況是任何比例尺下，在圖上取樣線距控制在1cm作用，取線距1/5～1/2為點距。近年來，多采用地形圖、GPS技術對其點位進行確定。

在取樣層位中，會經過試驗來確定，從采集到足夠的分層樣品中，測試分析其中的金屬元素含量變化，確定最終的取樣層位。在沒有進行試驗的情況下取樣，則需經過腐殖在淋積層采樣，一般其深度為20～30m。采用一點多坑法來采集各個樣品，根據具體情況選擇坑距。

找尋礦體過程中，對耕田也要進行取樣分析，這種土地是長期耕種的，且其中會使用一些化學成分藥物，因此在其土壤中會有化學殘留物，而干擾到試驗樣品，難以對當地次生暈進行準確、真實反映，需要對耕土層采取深挖措施。

還要根據不同地點、環境和元素，來科學制定不同坡度，以保證其找礦效果。在野外作業記錄本上，要做好取樣編錄工作，將樣品的編號、取樣深度和層位記錄好，通常會采用統一記錄格式來采集次生暈樣品，要認真、細致填寫，保證相關資料的真實性和可靠性，確保其具備良好應用價值。

在按照要求填寫好項目送樣單后，要將送樣單及時送樣，樣品會對之后的工作成果產生直接影響，因此在選送過程中要避免受到外界污染。

2.3土壤地球化學異常解譯

在對土壤地球虎穴測量原理、次生暈異常形成掌握之后，要進行異常解譯，主要是在成礦成暈地球化學理論指導下，根據自身特征和成礦條件等來研究。

按照規范完成土壤采樣、樣品分析和野外編錄工作后，對其分析結果，可應用化探數據處理軟件來處理數據，并進行數理統計。通過繪圖軟件，結合地球化學參數的計算來繪制元素地球化學異常圖，要將表生帶中元素的集中、分散規律直觀展示處理，以此為依據來進行異常解譯。

然后解譯元素組合異常，礦床、礦點和礦化現象，其構成是一定的元素組合而非單一成礦成暈元素，在各地區的表生帶，元素組合特征、異常強度是一致的，也就是其異常是有規律的。在解譯過程中，可以采用套合方式將相關性較大的單元素繪制在一張地質背景地球化學異常圖中，利用異常元素組合和規模來做出異常評價。

最后是對土壤綜合異常的解譯，研究其單元素異常、組合元素異常，找出相關性較大的元素，對其原始含量值來采取標準化數據處理措施，要使用處理后得到的數據，再次繪制元素綜合異常圖，結合其出露位置、地質背景條件，對異常濃集中心、異常帶的劃分進行分析。在次生異常中，元素分帶表現主要是空間上濃度變化規律、元素相關性空間上變化等，一般情況下礦體上方垂直分帶序列，可以指示礦體深部元素與礦下暈元素間相關性差，其下方礦下暈元素間具有較好相關性，礦上暈的元素間相關性則相對較差。

3 結語

在隱伏礦體勘探中應用土壤地球化學測量，可以提高找礦工作的效率和精度，以提高我國礦產資源生產能力，滿足我國工業生產和發展需求。相關部門和單位要扎實掌握其原理和要求，加大創新力度，使找礦工作更具科學性。

參考文獻

[1]陳文祥.土壤地球化學測量在隱伏礦體勘探中的應用[J].山東工業技術，2019，（18）：78.

[2]閆建平.土壤地球化學測量在隱伏礦體勘探中的應用[J].城市地理，2016，（14）：58-58.

收稿日期：2019-07-30

作者簡介：魯明（1983—），男，白族，貴州畢節人，本科，高級工程師，研究方向：旅游地學、地球化學等。