地球化學(xué)找礦講義4水系沉積物課件

1、地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所-第四章地球化學(xué)找礦任利民renlm9974163第四章 水系沉積物地球化學(xué)找礦一、水系沉積物異常的形成二、分散流的發(fā)育特征三、分散流中的指示元素中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日礦體礦體礦體礦體中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日水系沉積物地球化學(xué)找礦是通過對河流溝谷中的沉積物（包括湖泊近岸沉積物）的系統(tǒng)采樣分析，研究元素在水系沉積物中的分布，發(fā)現(xiàn)地球化學(xué)異常，圈定找礦遠景區(qū)和成礦有利地段，為進一步詳細地球化學(xué)勘查和地質(zhì)測量提供依據(jù)。溝谷水系中的沉積物主要是地表水沖刷作用將地面斜坡上的疏松物帶入溝谷，并沿溝谷

2、繼續(xù)搬運遷移，其中形成異常的物質(zhì)沿著搬運方向呈拉長形式展布。因此，化探人員俗稱為分散流。此類異常的物源追索，要逆著沉積物的搬運方向進行，異常源可能位于異常樣點上游幾百甚至幾千米，礦與異常的空間關(guān)系疏遠。但是由于這類異常物質(zhì)搬運距離遠，形成的異常易于發(fā)現(xiàn)，可以用稀疏的樣品發(fā)現(xiàn)它，因此特別適用于概略普查階段使用。中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日一、水系沉積物異常的形成表生帶內(nèi)的礦體及原生地球化學(xué)異常，經(jīng)表生氧化風(fēng)化形成疏松物后，在地下水及地表水的沖刷與溶解下，使原來集中的元素沿水系發(fā)生分散。在水系沉積物的狹長地帶內(nèi)形成的異常，叫做水系沉積物異常。這種異常的襯度通常比

3、土壤異常低一個級次，但用一般的化探快速分析方法，即使是半定量的方法也能可靠地發(fā)現(xiàn)它們。一個中等的有色金屬或稀有金屬礦床，在下游幾公里到幾十公里的河床沉積物中就能有所顯示 。中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日例：含鈹?shù)V脈的分散流N05001000mW、Be、Sn、Pb礦脈10ppm20ppm40ppm40ppm20ppm20ppm10ppm10ppm中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日可以把水系沉積物看成是該水系所流經(jīng)的盆地內(nèi)受到剝蝕的地質(zhì)體的代表性樣品。因為總的夷平作用主要靠河流的搬運，每一條水系，可以看作是一個“漏斗”，在水系沉積物中

4、匯集了該水系流域內(nèi)的所有地質(zhì)體的風(fēng)化產(chǎn)物。那么水系沉積物的化學(xué)成分可以代表該水系范圍的平均成分。形成分散流的動力當(dāng)然主要是水的機械沖刷搬運力和化學(xué)溶解力，分成碎屑分散流（機械分散流）和化學(xué)分散流（鹽分散流）。但在下列兩個意義上說，碎屑分散占主導(dǎo)地位：1）含量比例上，大多數(shù)金屬元素主要呈碎屑分散；2）化學(xué)遷移部分最終沉淀出來或附著碎屑表面，一起參與機械分散。而且，這種比例隨地點而變中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日1水系分級：水系分級圖11 11123N05001000m中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日中國黑龍江東部TM中國地質(zhì)大學(xué)地

5、球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日2碎屑分散流的形式河水的機械搬運能力取決于水的流速與被搬運物質(zhì)的粒度與比重。據(jù)水力學(xué)的計算，流水的搬運能力與其速度的四次方成正比。 隨著搬運時間的延長，碎屑被進一步粉碎，形成懸濁液。粒度在100m以上的顆粒，雖然不能在水中長期穩(wěn)定，但紊流及渦流能暫時把它們帶起，然后又沉淀。這樣多次重復(fù)，使細粒物質(zhì)搬運更遠，產(chǎn)生按粒度的分選。而粒度在100m以下的顆粒成為膠體質(zhì)點，屬化學(xué)分散的行列。中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日2碎屑分散流的形式?jīng)_積物礦體殘坡積物+ + + + +中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，20

6、19年2月19日中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日3化學(xué)分散流的形式以真溶液狀態(tài)存在的元素，在水中最為穩(wěn)定，可以被水帶到很遠直至大海。但只有為數(shù)不多的幾種離子，如Na+、Mg2+、Cl-、HCO3-等可以大量存在。 但對于Mo、Cu、Zn、Pb 等元素，只有在特殊高濃度下才能形成其本身的化合物，產(chǎn)生次生金屬礦物。而在多數(shù)情況下是被其他大量元素的化合物所夾帶（共沉淀）。其中尤以鐵、錳氫氧化物為最主要。這就是所謂鐵錳氫氧化物的清除作用。中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日二、分散流的發(fā)育特征1一級水系中的分散流 該元素在該點的沖積物中的平均

7、含量為 實際上這就是面積加權(quán)的平均值。也可以從用面金屬量來簡化上述公式，土壤異常的面金屬量與水系沉積物異常面金屬量相等即（CxCo）Sx（CaCo）Sa 進一步化簡CxSa/Sx（CaCo）Co（分散流的強度公式）Sa（CaC0）向下游應(yīng)當(dāng)保持不變，因為它度量了金屬元素在該匯水面積內(nèi)單位深度上的礦化總金屬。這一數(shù)字反映了一條水系的集水盆地內(nèi)總的礦化遠景，所以是一個重要的評價指標(biāo)。中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日2多級水系中的分散流當(dāng)水系有支流匯入時，如果該支流內(nèi)沒有礦化，則相當(dāng)于匯水面積增加了一塊，而進入沉積物的金屬量不變，這就導(dǎo)致分散流中的金屬含量呈階梯狀遞減

8、。由于無礦岸土的混入或礦化支溝的匯入，使分散流中的含量呈跳躍式變化。但總的遞減規(guī)律是明確的，最后消失在背景起伏之中。異常消失點離原生礦化（土壤異常）的距離叫分散流的延伸長度。中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日水系沉積物中元素沿水系的變化規(guī)律礦體AB分水嶺1C2DDACB1中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日3分散流的富集系數(shù)在推導(dǎo)分散流強度時沒有考慮金屬元素的富集和淋失等化學(xué)遷移因素,所以索絡(luò)沃夫認(rèn)為需要引入一個系數(shù)q，q稱為分散流的富集系數(shù)。大致在0.81之間中國地質(zhì)大學(xué)

9、地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日4礦體形態(tài)與位置的影響礦體的形態(tài)及其相對于水系的位置對分散流的形成有很大的影響。最有利于分散流形成的是礦體位于分水嶺地段，且直接受到割切，此時分散流形成呈現(xiàn)明顯的峰值。最不利于分散流形成的條件是礦床位于較大水系附近的溝口 。中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日5河谷橫斷面中含量的分布階地中的物質(zhì)，代表上游已被剝蝕的部分，河漫灘及河床內(nèi)的最新沉積物是現(xiàn)代剝蝕的物質(zhì)，才具有現(xiàn)實找礦意義。在主水道中的現(xiàn)代活動性沉積物就是水系沉積物取樣的對象。如果上游有正在受

10、到剝蝕的礦床，則在有水或干涸水道中心的金屬元素含量較高，而河漫灘部分較低；如果礦床已經(jīng)剝蝕完了，則在早期河床沉積物中可能保存高含量。中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日6含量隨時間的變化隨年份、季節(jié)而變。國內(nèi)外的化探人員對這一問題作過許多觀察，所得結(jié)果并不一致。如雨量分布極不均勻的地區(qū)，在暴雨前后，水系沉積物中的含量可能發(fā)生暫時的變化。 中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日Zn分散流在不同月份的變化(據(jù)青海物探隊)Zn500100八月份取樣五月份取樣20001000500200ppm中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2

11、月19日Cu分散流在不同季節(jié)的變化(據(jù)松江銅礦)Cu春夏秋500200ppm中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日三、分散流中的指示元素1指示元素的存在形式2指示元素的組合3、指示元素按粒度分布中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日GaCuZnCuZnP2O5ZnP2O5GaCuP2O5GaZnGaCuP2O510100502 10009 10000 5 600010100502 10009 10000 5 6000 x礦體磷礦脈a和偉晶巖b引起的分散流磷礦脈a偉晶巖b中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日3指示元素

12、按粒度的分布如含在重砂礦物中的元素，當(dāng)原生晶體較粗大時，則在分散流中的上游，富集在粗粒中 。浙江木瓜嶺汞礦的分散流中，淤泥中的汞量高于粉砂，是因為汞主要不呈辰砂存在，而以極細的灰硒汞礦形式存在。青海物探隊對Cu做的粒度試驗結(jié)果，Cu富集在細粒級中?；瘜W(xué)分散流，其沉積作用主要是通過吸附，因此無例外地富集于細粒部分 。中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日由于不同的元素分別富 集在不同的粒級中，而分散流找礦時總是希望能發(fā)現(xiàn)所有可能的異常，因此，取某一種粒度的簡單方法可能不是最佳的方案。據(jù)湖北物探隊在對該省28個各種類型金屬礦床水系沉積物中元素富集粒度的研究，表明大多數(shù)元素

13、，包括Ag、Au，在粗粒（60目）、細粒（140目）兩端粒級中富集 。利用淘洗的方法可以上千倍地濃集重礦物，近年來出現(xiàn)的所謂灰砂測量，實際上是對水系沉積物樣品經(jīng)過初步淘洗，然后磨細再進行分析。中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日四、湖積物中的地球化學(xué)異常中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19

14、日中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日五、水系沉積物測量在找礦中的應(yīng)用1前提與一般工作程序由于礦化及其原生暈經(jīng)風(fēng)化形成土壤，再進一步分散流入溝系，經(jīng)歷了兩次分散，不僅異常面積大，而且介質(zhì)中元素分布更加均勻，樣品代表性強，可以用較少的樣品控制較大的范圍，不易遺漏異常。對于所發(fā)現(xiàn)的異常，具有明確的方向性和地形標(biāo)志，易于追索和進一步檢查。此外，順溝谷采樣，不用翻山越嶺，通行條件較好，勞動強度小，樣品易采、易加工，工作效率高。因此，特別適用于大面積概略初查階段，以便迅速查明找礦遠景區(qū)，為戰(zhàn)略決策提供依據(jù)。多年來的實踐證明，它是區(qū)域化探和化探普查階段首選的找礦方法。 中國地質(zhì)

15、大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日這種方法適用于地形切割較好，水系發(fā)育的中低山區(qū)和丘陵低山區(qū)。這種方法適用于銅、鉛、鋅等賤金屬礦床，也適用于鎢、錫、鉬、鈮、鉭、鈹、鈾等稀有金屬和放射性鈾釷礦床，特別是金銀貴金屬這類“隱礦物”礦床。近二十年來，我國一大批金礦床的發(fā)現(xiàn)，并使我國成為世界重要產(chǎn)金國，地球化學(xué)方法功不可沒。區(qū)域化探找礦實踐，已形成了一套從異常檢查，進一步縮小靶區(qū)，追索礦源的成熟工作方案。即區(qū)域化探化探普查化探詳查（礦區(qū)化探）的逐步推進，逐步縮小找礦目標(biāo)，直至發(fā)現(xiàn)礦體的工作程式如 ：圖 區(qū)域化探及逐級查證工作程式（見下一頁）。中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日區(qū)域化探及逐級查證工作程式1:20萬區(qū)域化探異常篩選1:5萬分散流加密級查證1:1萬土壤測量級查證1:2.5萬-1:1萬分散流級查證1:5千-1:2千土壤或基巖測量，輕型工程驗證級查證切割區(qū)覆蓋區(qū)中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日2找礦實例平邑縣歸來莊金礦JKQ中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)研究所制作，2019年2月19日Au中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)