常旭坤
(云南有色地質(zhì)地球物理化學(xué)勘查院,云南 昆明 650216)
目前,隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國對各種資源的需求日益增加,然而,容易被發(fā)現(xiàn)的礦床數(shù)量日益減少,找尋埋深較深或被覆蓋的礦產(chǎn)迫在眉睫,而地球化學(xué)找礦方法由于其在找尋隱伏盲礦方面的優(yōu)越性逐漸發(fā)展起來,特別是水文地球化學(xué)勘查,具有很大的潛力和遠(yuǎn)景,因為其研究對象主要為地下水,而地下水在有的地方可以從數(shù)百米或更深上升補(bǔ)充地表水,因為其反映的深度更深,對深層礦產(chǎn)的找尋有利。
水文地球化學(xué)找礦原理:在自然界中,有很多元素可以被用來指示礦體的存在或者找礦的方向,當(dāng)它們的含量達(dá)到一定范圍時,利用其含量范圍可以區(qū)分不同地質(zhì)體.從而指示礦體的存在或者找礦的方向,它們主要為成礦元素和伴生元素等,此外根據(jù)指示元素的組合關(guān)系也可以知道我們?nèi)ふ业V體。當(dāng)?shù)V體及其原生暈、次生暈中的元素通過溶解作用、氧化作用、電化學(xué)溶解、碳酸作用、生物作用以及膠體的作用進(jìn)入水中,水中某些元素的含量將會增高,可能為原先的數(shù)百倍,在個別情況下甚至超過數(shù)千倍,水的其他化學(xué)成分會發(fā)生變化,如果我們對所在地區(qū)的水進(jìn)行取樣,進(jìn)行水化學(xué)分析,一旦發(fā)現(xiàn)水異常,我們就可以根據(jù)所在區(qū)的地質(zhì)條件、礦床特征、圍巖性質(zhì)、水文地質(zhì)條件、地下水的礦化度、有機(jī)物對pH值的影響、水遷移系數(shù)與金屬元素遷移系數(shù)的關(guān)系等來分析異常,對這一異常作出評價,若為礦異常則可同時結(jié)合土壤地球化學(xué)測量、巖石地化學(xué)測量、重力測量、電法測深等方法,可以大致確定這一礦體的位置。
目前水文地球化學(xué)找礦標(biāo)志依據(jù)其分布和形成的特征分為礦體標(biāo)志和暈標(biāo)志,根據(jù)其一定類型金屬礦床的關(guān)系分為直接標(biāo)志和間接標(biāo)志,在不同的地區(qū),運(yùn)用不同的找礦標(biāo)志,常??梢云鸬绞掳牍Ρ兜淖饔?,因此我們要靈活運(yùn)用。
水異常由于礦體產(chǎn)出條件不同,隨季節(jié)性變化呈現(xiàn)出不同的特征,當(dāng)?shù)V體位于包氣帶時,水異常只在降雨融雪期、包氣帶有下滲水通過時形成,并在降雨后期或降雨后一定時期出露,在干旱期,包氣帶下滲水不存在時,水異常小時;當(dāng)?shù)V體一部分位于潛水面之上,一部分位于潛水面之下時,水異常可常年被發(fā)現(xiàn),但強(qiáng)度隨季節(jié)明顯波動;當(dāng)?shù)V體位于潛水面以下的飽水帶中,當(dāng)?shù)V體接近潛水面時,只要見地下水就會發(fā)生水異常,且水異常時水中元素一年內(nèi)變化微弱,比較穩(wěn)定,當(dāng)?shù)V體埋藏在很深的飽水帶中時,水異常難以以泉水出露,又是在河水中能發(fā)現(xiàn)其微弱異常。
除此之外,水文地球化學(xué)異常的形成還受其他多種因素影響,因此應(yīng)對其進(jìn)行綜合分析,因此應(yīng)建立一系列有關(guān)盲礦體和水文地球化學(xué)異常的成因聯(lián)系和空間關(guān)系的已知模式,目前主要劃分為為五種模式:(1)在深切割的山區(qū),與盲礦體有關(guān)的水文地球化學(xué)異常;(2)在受切割的準(zhǔn)平原環(huán)境內(nèi),與隱覆礦床及其被埋的原生暈相聯(lián)系的水文地球化學(xué)異常;(3)與流經(jīng)盲礦的上升水相聯(lián)系的水文地球化學(xué)異常;(4)在層間水內(nèi)受切割的水文地球化學(xué)異常;(5)在被疏松物覆蓋的礦體上的擴(kuò)散水文地球化學(xué)異常。通過對模式的理解,在不同的地區(qū)引用不同的方法,從而可以對異常作出更精確的評價。
步驟:水文地球化學(xué)的找礦的步驟主要包括野外勘查、水樣分析、正常水化學(xué)元素含量分析、異常評價、室內(nèi)資料整理及圖件編制。
野外勘查主要包括水文地球化學(xué)剖面的研究、樣品的采集和填圖等工作;水樣分析主要是對采集水中指示元素含量的分析,可以用光譜分析;而正常水化學(xué)元素含量分析則是對水中一般元素含量的分析,可以直接在野外用輕便水質(zhì)分析箱或在野外工作站直接分析;異常評價主要是對水中元素發(fā)生異常作出評價,看是否為礦體引起的;室內(nèi)資料整理及圖件編制主要是對前期獲得的一些數(shù)據(jù)和別的資料的整理,,繪制出水文地球化學(xué)勘查預(yù)測圖,預(yù)測礦體存在的可能位置。適用條件:由于原生礦物及大多數(shù)次生礦物在水中的溶解度極低,再加上水的稀釋作用,所以水文地球化學(xué)異常的濃度值往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于巖石、土壤地球化學(xué)異常的含量值,低至ppb級,[2]因此目前水文地球化學(xué)找礦方法主要適用于地形切割較強(qiáng)或中等,水系發(fā)育特別是水系受地下水補(bǔ)給的地區(qū),而對于地形平坦、水系不發(fā)育或者水系完全有地表水補(bǔ)給的地區(qū)則效果不好。
結(jié)束語:我國水文地球化學(xué)雖起步較晚,但近些年發(fā)展迅速,逐漸體現(xiàn)出其優(yōu)勢,但需要我們注意的是不存在一種普遍使用的找礦準(zhǔn)則,在任何一個地區(qū)我們都應(yīng)該進(jìn)行試驗,針對當(dāng)?shù)氐木坝^條件、找尋礦產(chǎn)的物質(zhì)成分、地形切割程度和異常出現(xiàn)的部位來確定礦體的依據(jù)。水文地球化學(xué)找礦方法可用于普查、詳查和勘探各階段尋找盲礦和被疏松層覆蓋的礦體,而目前主要用其尋找金屬硫化礦床、鹽礦、鈾礦、石油天然氣等。
[l]羅先熔,等著??辈榈厍蚧瘜W(xué).北京:冶金工業(yè)出版社,2007.
[2]阮天健,朱有光著。地球化學(xué)找礦.北京:地質(zhì)出版社,1985.
[3]王崇云,等著。地球化學(xué)找礦基礎(chǔ).北京:地質(zhì)出版社,1987.
[4]劉英俊,邱德同等著。勘查地球化學(xué).北京:科學(xué)出版社,1987.