大兴安岭北部富克山地区勘查地球化学工作方法探索

李向文 ，张纯歌 ，李庆录 ，王献忠 ，刘 涛 ，晋海滨

（1.武警黄金第三支队，黑龙江哈尔滨150086；2.吉林大学地球科学学院，吉林长春130061；

3.武警黄金第一总队，黑龙江哈尔滨150086）

大兴安岭北部气候寒冷，植被茂盛，水系发育，为典型森林沼泽景观区，勘查地球化学找矿方法在这一特定的景观区找矿工作中起到了重要作用，先后发现了砂宝斯、多宝山、老沟、旁开门、争光、三道湾子等大、中型金（铜）矿床，虎拉林、二十一站、瓦拉里、大杨树等小型金矿床［1］.邵军、金浚等［2-4］对该区勘查地球化学找矿方法进行了总结，即地物化综合异常与信息研究→1/5万水系沉积物（土壤）测量工作（提出有利成矿靶段与找矿矿种）→配合1/万-1/2万土壤（岩石）测量（分解异常、缩小靶区，发现矿体或矿化体）.但原始森林覆盖区这一特定的景观区内大区自然环境相同，而局部地质地貌条件、植被发育程度、冻土层厚度、风化程度等各有差异，必将影响勘查地球化学工作方法的选择及其应用效果.要想获得高质量化探数据，必须对影响异常的采样介质、采样层位、样品初加工方法和粒级等方面进行适当的选择.本文以富克山地区1/5万水系沉积物测量及后期查证工作为基础，生产与试验相结合，探讨富克山地区水系沉积物测量及后期查证土壤测量工作方法，以期为大兴安岭北部富克山地区及相似区域地球化学勘查工作方法的选择提供帮助.

1 景观地球化学特征

富克山地区大兴位于大兴安岭北部，属中低山森林沼泽亚景观类型，寒温带大陆性季风气候，终年气温较低，昼夜温差大，冬季漫长而寒冷，夏季短暂而炎热.地势较平缓，东高西低，海拔标高一般为600~1000m，最高为1166m，相对高差一般为200~400m，属低—中山区.覆盖层较厚，植被茂密，树木以落叶松、樟松、桦树为主.区内水系发育，沟谷纵横，多构成树枝网状水系，主要有老沟河、古莲河、大林河、霍洛台河等二级支流分别汇于额木尔河后，流入黑龙江.一、二级水系流水线不明显，水系沉积物分选性差，其成分以粗碎屑、腐植质和淤泥为主.在开阔平坦的沟谷、低缓的山坡都不同程度的发育有永久冻土层或岛状多年冻土.地表发育两种介质系列［5］：其一是以石海、石流坡、岩块、岩石碎屑、水系碎屑沉积物为代表的碎屑介质系列，介质物质组分主要反映介质物源原生状态下的地质特征和矿化特征；其二是以黏土、腐殖土、生物遗体形成的各种腐殖质、水系沉积物中的软泥、泥炭、腐泥为代表的富含水和有机质的表生介质系列.水系碎屑沉积物介质的形成以物理风化为主，居于森林沼泽景观区主导地位，同时化学风化、生物风化作用也具有相当规模.在较为干燥的阳坡，以物理风化作用为主，岩石裂隙或节理充填的水结冰后，由于冰胀作用和冰举作用，体积膨胀，对岩石产生强大的压力，导致岩石破碎、上隆，在地表形成大片的石海或倒石堆.年复一年的冻融作用和风力、水力的冲刷磨蚀作用，使岩石进一步破碎分解，汇水域上游基岩风化碎石，进入水系后主要为粗粒级，并逐渐变细，成为水系沉积物测量取样介质的主要来源.而大兴安岭森林沼泽景观区的表生环境中，尤其在较为潮湿的阴坡，腐植酸几乎无所不在，其中泥炭中腐植酸平均高达36.31%，其对金属元素的影响一方面是起固定作用（即富集），另一方面却能加速某些矿物元素的溶解（即迁移）.当pH值低时，腐植酸纤维组合成细网络，呈松散海绵状结构，内有很多空穴可与金属元素络合.pH值大于7时腐植酸结构定向排列、呈片状，厚度逐渐加大，易发生聚合，因而使与腐植酸络合的金属元素发生富集.另外森林沼泽景观的生物作用也较强，植物通过根尖分泌某些有机酸或生物触媒，使结合在岩石或土壤中较稳定的元素活化为能被植物吸收的形式［5］.总之，成矿元素在较为干燥的阳坡多富集于粗粒级中，在较为潮湿的阴坡多富集于中细粒级中.另外地质背景的不同，造成水系沉积物源物质成分，主要是矿物组成的差异，从而影响元素的分布［6］.

区内土壤发育较为完全，局部分布不连续.在多种表生地球化学作用下形成了森林沼泽景观特有的土壤地球化学分布特点.土壤类型主要为棕色针叶林土、灰化土，局部土壤层很薄.A层为植被树叶腐殖层，一般厚0.1～0.5m，山脚和沟谷边缘可厚达1m左右，在沼泽地段发育为沼泽化黑色潜育土.B层为淋滤层，厚度0.2~0.6m，多为灰-棕-黄色砂质黏土、亚黏土.C层为淀积层，以残积碎石为主，与原岩有密切关系，厚度可达1.0m以上.B、C层主要为粉砂质、砂砾质土壤，黏土成分及植物根系向下层逐渐降低，碎屑颗粒逐渐变粗，厚度在1～2m间变化.土壤中各粒级矿物成分变化的基本规律是：+40目80%～95%以上为岩屑；-40～+60目，岩屑成分比例逐渐降低；-60目基本为石英、长石及其他单矿物和黏土矿物所取代［7］.

综上所述，大兴安岭森林沼泽景观区各种风化作用均很强烈，对元素迁移与富集的影响因素也很复杂.因此，大兴安岭森林沼泽景观区开展勘查地球化学工作，必须结合地质、地貌、风化程度等条件，选择适当的采样介质，粒级及样品初加工方法等，才能客观、真实地反映工作区的地球化学特征，取得较好的效果.

2 工作方法探索

富克山地区大兴位于大兴安岭北部，为中低山森林沼泽亚景观类型.区内以大面积二长花岗岩等侵入岩为主，地层零星出露，岩石风化强烈❶李向文，徐伦先.黑龙江省漠河县富克山1/5万水系沉积物测量报告.武警黄金第三支队，2011..针对其特有的地质、地貌条件，对富克山地区1/5万水系沉积物测量及二级查证的土壤测量的样品成分、粒级、初加工方法等工作方法进行探讨.

2.1 1/5万水系沉积物测量

2.1.1 样品初加工粒级选择

大兴安岭北部1/5万水系沉积物测量以往样品初加工粒度一般选择-40 目、-10～+40 目［8］和-10～+60目［3，5-6］.马晓阳等［5］对大兴安岭北部二根河、古利库金矿区的水系沉积物测量粒度及元素富集粒度进行了试验，结果表明，由一级水系到二级水系，水系沉积物样品中-10～+60目粒级所占的比例逐渐增高，-60目粒级的沉积物含量所占比例有降低的趋势，-10～+60目粒级的物质为样品的主要成分.Au、As、Sb、Pb等成矿元素及其伴生元素主要在-10～+60目粒级富集，表现为浓集中心明显，异常清晰.富克山地区与其有相似的地貌、植被等条件，结合以往工作经验，富克山地区水系沉积物测量工作采样粒级采用-10～+60目.

2.1.2 样品初加工方法及样品成分的选择

富克山地区多为中低山或丘陵区，一、二级水系流水线不明显，上游的沉积物属冲洪积物和坡积物的混杂堆积物，其性质介于土壤和水系沉积物之间的成熟度较低的水系沉积物.这种混杂堆积物在一级水系上游分布极广，在1/5万水系沉积物测量中所占的比例也较大，其成分为风化基岩碎屑、黏土、砂砾质沉积物和少量的的腐植质，分选性差.三级水系有较明显的流水线，砂砾质成分增多，在流水线两边发育腐殖质、泥炭、淤泥等.砂砾质在河床底部的卵石中，或在河床拐弯的内侧.1/5万水系沉积物测量取样部位以往选择在有利于含矿物质沉积的部位，样品成分以河底部沉积中的岩屑、细砂、粉砂和淤泥为主，常规初加工方法是样品干燥处理后过筛，这种工作方法可以一定程度的减少有机质的干扰，但仍不可以完全避免.另外在以往的工作中，为满足采样密度的要求，在水系不发育的地区往往以土壤样品来代替水系沉积物样品，虽然土壤样品采自残坡积层，也能有效地发现矿体或矿化体异常，但与水系沉积物样品属不同的采样介质，必然对异常的圈定和评价造成困难.因此，为避免或减少有机淤泥混入、防止胶结假粒级，克服采样介质的不同，结合富克山地质、地球化学特征，富克山地区水系沉积物测量工作初加工方法采用水筛，样品成分为岩屑、细砂和粉砂.

2.2 1/万土壤测量

1/万土壤地球化学测量等大比例尺化探测量的目的是进一步缩小找矿靶区，发现和圈定与矿体有关的地球化学异常，对矿体进行定位预测.采样中必须穿过腐殖层和灰化层，样品采集应根据土壤发育情况选择合适的采样层位、采样介质成分和初加工粒度，使样品能够代表测点附近基岩组分和蚀变矿化等特征，并注意尽量保证采样层位和采样介质的一致性.本次工作利用1/万土壤测量主要对富克山1/5万水系沉积物测量优选的Hs-4组合异常进行了查证.富克山地区地表出露的岩性主要是二长花岗岩等酸性岩浆岩.刘少明等［9］对金在大兴安岭北部各类岩石含量进行了统计（表1），发现金在岩浆岩中丰度值相对较低.本次1/5万水系沉积物测量工作分析成果也验证了这一点.为了使土壤测量得到较好的应用效果，工作开展前对土壤测量取样的层位和样品加工粒度进行了方法实验.根据拣块样品分析结果及水系沉积物测量异常特征确定Hs-4组合异常主成矿元素为金元素，因此方法试验只对金元素进行了分析测试.结合该区土壤层性质试验采样层位选择 A（腐殖层）、B（淋滤层）、C（淀积层）3层，采样点距10m，共采取了10个点30件样品，按-20～+40、-40～+60、-60～+80、-80～+100 和-100 目加工成150件样品.由金元素层位-含量折线图（图1）可知，A层金元素随粒度的增加而增加，而-100目元素含量值低、变化大，局部有跳跃（如第1、7点）.B层除-20～+40和-100目含量总体值低、变化大，其他粒级元素含量高，相对稳定.C层总体元素含量变化大，尤以-20～+40和-100目表现明显，且元素含量值低.由金元素粒级-含量折线图（图2）可知：-20～+40目表现为A层含量低，B、C层含量变化大；-40～+60目A层含量低，B、C含量高，B层稳定，C层有跳跃（第6点位）；-60～+80目A层含量低、跳跃（第9点位），B、C层含量高，B层相对稳定；-80～+100目A、B、C层总体变化不大，C层有减少趋势；-100目A、B层含量变化大，C层含量低.综上所述，从强度上A、B、C三层总体逐渐递增，在-40～+100目之间含量相对较高，B层的含量变化相对稳定，C层次之.结合以往土壤测量的实践经验，本次土壤测量工作选择采样层位为B层，采样介质以褐黄色、土黄色土壤为主.因-100目在样品中含量较少，因此野外样品加工粒级可采用-40目.初加工流程为干燥→揉碎→过筛等.

表1 金在各类岩性中的分布特征Table1 Distribution ofAu contentsby lithology

图1 金元素层位-含量折线图Fig.1 Au contentsbyhorizons

3 应用效果

实践证明，大兴安岭北部富克山地区开展的1/5万水系沉积物测量采用的工作方法能够有效的避免有机质的干扰和介质不统一的问题，使异常清晰度明显增高，取得明显的找矿效果.本次开展了1/5万水系沉积物测量912 km2，共圈定组合异常14处，其中金成矿远景区3处，多金属成矿远景区3处.异常面积大，元素套合关系好，规模较大，强度高.Au高达153.30×10-9，Pb高达1825.20×10-6，具有明显浓集中心及浓度分带.如HS-8号组合异常（图3），异常由5种元素6个单元素异常组成，套合好、规模大、强度高，浓集中心和浓度分带明显，异常呈近东西向展布，主成矿元素铜面积为 16.19 km2，平均值 108.39×10-6，极大值 469 ×10-6，具有较大的进一步工作价值.利用1/万土壤测量，对水系沉积物优选的以金为主成矿元素的Hs-4组合异常进行了查证，结果证明，该土壤测量工作方法是行之有效的，土壤测量异常面积较大，强度较高，浓集中心明显，共圈定土壤金异常8处.后经槽探工程查证，在土壤Ⅳ（HT-4）号异常（图4）内发现金矿化体一条，单样最高品位为4.48×10-6，矿石类型为石英脉型，表明Au异常是由一定规模的金矿体引起的，具有一定的找矿潜力.

图2 金元素粒级-含量折线图Fig.2 Au contentsbygrain-sizes

图3 水系沉积物测量HS-8组合异常图Fig.3 Integrated abnormalofstream sedimentsurveyatHS-8

图4 土壤测量HT-4号异常平面示意图Fig.4 GeochemicalabnormalofsoilsurveyatHT-41—金异常/10-9（Auabnormal）；2—砷异常/10-6（Asabnormal）；3—锑异常/10-6（Sbabnormal）

4 结论

（1）富克山地区为水系发育的中低山森林沼泽亚景观类型，水系沉积物测量成矿元素及其伴生元素主要在-10～+60目粒级富集.

（2）区内土壤发育较为完全，金元素含量强度上A、B、C三层总体逐渐递增，在-40～+100目之间含量相对较高，B层的含量变化相对稳定.

（3）水系沉积物测量样品采样粒级可采用-10～+60目，样品初加工方法采用水筛，样品成分为岩屑、粉砂、细砂，可以在较大程度上有效消除介质中有机质及介质不统一的影响，使与成矿作用有关的异常信息得到明显增强.

（4）土壤测量工作选择采样层位以B层为主，采样介质为褐黄色、土黄色土壤为主，野外样品初加工粒级为-40目，能够有效地发现矿体或矿化体.

虽然本次工作方法在富克山地区取得了较好的应用效果，但森林沼泽景观区内有着不同的亚景观或微景观，要结合工作区地质、地貌等条件有针对性地选择适宜的地球化学勘查工作方法，以取得较好的应用效果.

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