土壤地球化学测量在隐伏矿体勘探中的应用

摘要：在社会生产中，矿产资源是不可或缺的资源，在多年的发展过程中，我国消耗了大量的矿产资源，而其具有不可再生性，当前矿藏储量在急剧减少。面对发展中这一问题，对隐伏矿体开发利用成为了重要任务。因此，隐伏矿体的勘探工作愈加受到各方重视，一些新的勘探方法被开发应用。

关键词：土壤地球化学;隐伏矿体;勘探;原理;实际应用

中图分类号：P632   文献标识码：A  文章编号：1671-2064（2019）17-0000-00

1土壤地球化学测量概述

1.1内涵

在土壤地球化学地球找矿的过程中，要取样覆盖早基层表面疏松物质，也就是土壤，然后进行测试分析，对土壤的成因、与基岩化学成分的继承关系、土壤中地球化学作用等进行研究，掌握土壤的演变规律。由于土壤的组成主要是矿物质、水分和有机质等，因此对其进行综合分析中得出其剖面上元素的分布规律，主要是由下向上差异越小的特点，与下部和母岩原始含量相比，上部常量元素的含量要更小，通过其中的常量元素，是难以对下伏基岩的岩石组成反映。在土壤剖面上，微量元素的丰度变化也不明显，因此其含量是基岩微量元素含量的直接反映。

1.2应用原理

1.2.1残坡积层次生晕形成

土壤在岩石风化下，可以通过成壤作用形成，其组成主要是有矿物质、有机质，在该过程中会出现物理风化、化学风化和生物风化，随着深度的较大，土壤垂直剖面上生物和生物化学作用也会减弱，而产生土壤分层现象。

其形成的分层层位如表1。

1.2.2次生晕形成作用

在次生晕形成的过程中，其元素迁移成晕的方式主要是三种，第一是机械分散方式，元素在迁移过程中是固相形式，一些矿床机械分散中会生成次生作用;第二是水成分散情况，表生作用下，矿石中的组分在水中是以分子、络离子或者离子方式进行迁移的，在形成硫化物矿床的次生晕中，具有更加明显的分散作用;第三种是生物迁移情况，在土壤中，特别是矿体周边的土壤中，植物的根系可以吸收一些微量元素，从其器官中进入。植物的枝叶落到地表就会在A0层积聚部分元素，腐坏之后吸收的元素会转入地下水和地表示中，植物再次将其中一部分吸收，另一些则堆积在腐败层，随着地下水深入土壤B层，粘土矿物和氢氧化物等会将其吸附，土壤中一些元素聚集就會形成分散晕。

1.2.3残坡积层中次生晕的特征

首先是组分特征，次生晕主要组分是风化矿体、原生晕，因此其组分与原生晕相似。在经过表生改造之后，其组分会出现差别。比如在表生作用下，一些元素大量淋失，难以形成次生晕，其指示意义也就丧失了，其中一些残留下来比较富集。以硅酸盐岩石的矿床围岩为例，在矿体和原生晕风化中，会出现指示元素表生分异情况，其中一些成矿元素、伴生元素的活动性较强，会进行迁移，其含量也就降低了。土壤测量中，通常会选择成矿元素作为指示元素，一些情况下也会选用伴生元素。

其次是指示元素的含量特征，次生晕中指示元素含量，会受到矿体和原生晕中该元素影响，因此矿体和其原生晕中元素含量越高的情况下，次生晕中其含量也越高。次生晕指示因素受地球化学性质影响，相比于同一矿床原生晕，是比较贫化的，而一些则相对比较富集。很多亲硫元素在原生晕中含量要更高，而亲氧元素在次生晕中的含量相对更高。

最后是次生晕的形成和产出的控制元素，一是原生矿物性质，原生矿物抵抗风化的能力，从强到弱的顺序为氧化物、硅酸盐、碳酸盐和硫化物。具有较强抗风化能力的矿物，主要是水成迁移，会富集在土壤较细粒级中;二是矿体规模和品位，这两项因素会对次生晕的规模和含量产生影响，一般如果矿体的规模大、品位高，其形成晕的规模、强度也比较大;三是介质的物理化学条件，主要是介质成分，Eh值和PH值控制元素在水中的沉淀、溶解。

2土壤地球化学测量在隐伏矿体勘探中的应用

2.1应用条件

土壤测量方法是一种高效的找矿方法，其操作简单、成本低、效率高，在金属矿床中有着广泛应用，特别是可高效完成找寻有色金属、稀有金属矿床的工作，比如铜、铅、汞和金等。近年来会使用分散流法来代替，但其自身优越性仍在区域地质调查、普查找矿、矿区评价等环节中发挥重要作用。具体在找矿中其应用如下：

（1）在浮土掩盖区，使用土壤地球化学测量法配合地质方法、物探方法，可以进行地质填土，对各岩体的分布范围作出大致圈定，比如在圈定隐伏超基性岩体界线可以根据土坡中的铬镍含量，配合磁法来圈定。

（2）可用于查明区域中含矿的远景地段，比如在斑岩铜矿中，运用土壤地球化学测量方法，可以在铜次生晕异常区将隐伏的铜矿作清晰指示处理，运用土壤测量法结合水化学法可以查找外围铜矿点。

（3）在找矿的远景地区或者地段，采用合适比例尺的土壤测量，可以直接找寻隐伏矿体，了解其分布位置、形态产状、可能的厚度和品位等，对于之后的找矿钻孔、布置山地工程的工作有着重要的指导作用。

（4）可用于进行环境治理，在当前绿色发展理念下，对于环境治理和保护有了更高的要求，对城市及其周边土壤的治理也是重要工作，其中就可运用土壤地球化学测量方法，来提高环境治理效率和针对性。

（5）在新兴矿产和能源中应用土壤地球化学测量也可取得良好成效，比如勘探地热资源的过程中，由于地热的产生使地下熔岩水通过地壳裂隙上升，可以将其中的岩浆中的汞元素带到近地面，这一元素是易分散的，因此土壤中的汞元素可以发挥指示作用。

具体在土壤地球化学测量方法应用中，要注意其使用条件，一般在浮土厚度5～10m的范围内，其应用效果较好、成本较低。而在其厚度达到10～20m，就需进行深层采样，在超过20m的情况下要发现次生晕，就需进行手摇钻采样。冲积层和其它物质覆盖的区域，会将矿体生成的次生晕掩盖，因此不适宜采用土壤测量方法。在山麓堆积和沙漠地区，其岩流分布广泛，主要会发生物理风化，因此其组成也是块狀物质，碎屑物质也比较粗大，不容易出现化学和生物化学作用，难以保证土壤测量效果。

2.2野外勘探作业应用

在应用土壤测量中，工作目标和任务要求，决定了其测量取样网间距，具体还要结合比例尺大小、矿床类型和规模等确定，目的就是要将次生晕异常圈出，避免将具有工业意义的小矿带、矿体漏掉。一般情况是任何比例尺下，在图上取样线距控制在1cm作用，取线距1/5～1/2为点距。近年来，多采用地形图、GPS技术对其点位进行确定。

在取样层位中，会经过试验来确定，从采集到足够的分层样品中，测试分析其中的金属元素含量变化，确定最终的取样层位。在没有进行试验的情况下取样，则需经过腐殖在淋积层采样，一般其深度为20～30m。采用一点多坑法来采集各个样品，根据具体情况选择坑距。

找寻矿体过程中，对耕田也要进行取样分析，这种土地是长期耕种的，且其中会使用一些化学成分药物，因此在其土壤中会有化学残留物，而干扰到试验样品，难以对当地次生晕进行准确、真实反映，需要对耕土层采取深挖措施。

还要根据不同地点、环境和元素，来科学制定不同坡度，以保证其找矿效果。在野外作业记录本上，要做好取样编录工作，将样品的编号、取样深度和层位记录好，通常会采用统一记录格式来采集次生晕样品，要认真、细致填写，保证相关资料的真实性和可靠性，确保其具备良好应用价值。

在按照要求填写好项目送样单后，要将送样单及时送样，样品会对之后的工作成果产生直接影响，因此在选送过程中要避免受到外界污染。

2.3土壤地球化学异常解译

在对土壤地球虎穴测量原理、次生晕异常形成掌握之后，要进行异常解译，主要是在成矿成晕地球化学理论指导下，根据自身特征和成矿条件等来研究。

按照规范完成土壤采样、样品分析和野外编录工作后，对其分析结果，可应用化探数据处理软件来处理数据，并进行数理统计。通过绘图软件，结合地球化学参数的计算来绘制元素地球化学异常图，要将表生带中元素的集中、分散规律直观展示处理，以此为依据来进行异常解译。

然后解译元素组合异常，矿床、矿点和矿化现象，其构成是一定的元素组合而非单一成矿成晕元素，在各地区的表生带，元素组合特征、异常强度是一致的，也就是其异常是有规律的。在解译过程中，可以采用套合方式将相关性较大的单元素绘制在一张地质背景地球化学异常图中，利用异常元素组合和规模来做出异常评价。

最后是对土壤综合异常的解译，研究其单元素异常、组合元素异常，找出相关性较大的元素，对其原始含量值来采取标准化数据处理措施，要使用处理后得到的数据，再次绘制元素综合异常图，结合其出露位置、地质背景条件，对异常浓集中心、异常带的划分进行分析。在次生异常中，元素分带表现主要是空间上浓度变化规律、元素相关性空间上变化等，一般情况下矿体上方垂直分带序列，可以指示矿体深部元素与矿下晕元素间相关性差，其下方矿下晕元素间具有较好相关性，矿上晕的元素间相关性则相对较差。

3 结语

在隐伏矿体勘探中应用土壤地球化学测量，可以提高找矿工作的效率和精度，以提高我国矿产资源生产能力，满足我国工业生产和发展需求。相关部门和单位要扎实掌握其原理和要求，加大创新力度，使找矿工作更具科学性。

参考文献

[1]陈文祥.土壤地球化学测量在隐伏矿体勘探中的应用[J].山东工业技术，2019，（18）：78.

[2]闫建平.土壤地球化学测量在隐伏矿体勘探中的应用[J].城市地理，2016，（14）：58-58.

收稿日期：2019-07-30

作者简介：鲁明（1983—），男，白族，贵州毕节人，本科，高级工程师，研究方向：旅游地学、地球化学等。