荒漠戈壁區(qū)深穿透地球化學(xué)的理論方法及應(yīng)用研究.pdf

1、出露區(qū)經(jīng)歷了人類肉眼上千年的找礦歷史和一個(gè)多世紀(jì)的系統(tǒng)地質(zhì)勘查，現(xiàn)要通過(guò)傳統(tǒng)的地球化學(xué)方法找到新的礦產(chǎn)地的可能性越來(lái)越小，尋找新的大型礦床的最大機(jī)遇是在隱伏區(qū)。隱伏礦勘查已經(jīng)成為勘查地球化學(xué)的難題和研究前沿。 在此背景下，提出了“深穿透地球化學(xué)”的概念。深穿透地球化學(xué)是通過(guò)研究成礦元素或伴生元素從隱伏礦向地表的遷移機(jī)理和分散模式，含礦信息在地表的存在形式和富集規(guī)律，發(fā)展含礦信息的采集、提取與分析、成果解釋技術(shù)，以達(dá)到尋找隱伏礦的

2、目的。 它的理論基礎(chǔ)由連續(xù)的幾個(gè)要素構(gòu)成：元素從深部向地表的遷移機(jī)理、元素遷移到地表以后在土壤中的存在形式和富集規(guī)律、所表現(xiàn)的異常模式特征。元素在土壤中的存在形式和富集規(guī)律以及異常模式特征是可以觀測(cè)到的，而元素從深部向地表的遷移機(jī)理問(wèn)題一直存在很大爭(zhēng)議。 本文在總結(jié)前人遷移機(jī)理的基礎(chǔ)上，針對(duì)荒漠戈壁區(qū)元素的遷移機(jī)理研究入手，選擇荒漠區(qū)的典型的金、銅、鈾三種類型礦區(qū)，對(duì)其地表土壤中多個(gè)層位多個(gè)粒級(jí)的樣品的元素活動(dòng)態(tài)分析和研

3、究發(fā)現(xiàn)：鈣積層對(duì)大部分元素沒(méi)有“隔擋”作用，元素主要富集在鈣積層的上部弱膠結(jié)層中：孔泡結(jié)皮層之下石膏層以上的(10-40 cm)弱膠結(jié)層是最佳取樣層位；與礦化有關(guān)的元素富集在細(xì)粒級(jí)粘土和鐵錳氧化物膜中，細(xì)粒級(jí)是深部含礦信息的最有效載體。因此，分離和提取細(xì)粒級(jí)粘土和鐵錳氧化物膜可以達(dá)到有效尋找深部隱伏礦的目的。 本文在對(duì)他人所建立的8種地球化學(xué)遷移模型進(jìn)行系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)以上在荒漠戈壁區(qū)含礦體上方的土壤層中含礦信息的研究提出

4、了針對(duì)干旱荒漠區(qū)的元素遷移模型-以地氣流為主的多營(yíng)力遷移模型。 這一模型概括為：礦床本身及其圍巖中存在成礦元素或伴生元素的活動(dòng)態(tài)形式，包括各種離子、絡(luò)合物、原子團(tuán)、膠體、超微細(xì)的亞微米至納米金屬顆粒。這些元素的活動(dòng)態(tài)形式可以與氣泡表面相結(jié)合，并被地氣流攜帶至地表。 到達(dá)接近地表時(shí)，蒸發(fā)作用、離子擴(kuò)散等因素都可參與對(duì)元素的向地表遷移。由于地表地球化學(xué)障的存在，氣體所攜帶的元素將被卸載下來(lái)，在地表形成地球化學(xué)異常。

5、另外，在鈾礦上方的研究表明鈾在干旱氧化條件下主要呈活動(dòng)態(tài)的鈾酰絡(luò)陽(yáng)離子存在，鈾酰絡(luò)陽(yáng)離子呈紡錘狀、半徑大，及易被粘土表面或?qū)娱g結(jié)構(gòu)所吸附。細(xì)粒物質(zhì)可作為盆地砂巖型鈾礦地球化學(xué)勘查的有效采樣介質(zhì)； 而在銅礦上方的研究發(fā)現(xiàn)，銅與金和鈾的分布有些不同，銅主要富集在風(fēng)化殘積層中，大量的Cu被擋在鈣積層的下部。也就是說(shuō)鈣積層是活動(dòng)態(tài)Cu遷移的一個(gè)地球化學(xué)障。 這些發(fā)現(xiàn)，對(duì)荒漠戈壁區(qū)地球化學(xué)勘查的異常解釋、采樣介質(zhì)的選擇和荒漠戈壁區(qū)

6、遷移機(jī)理的建立都具有重要意義。 最后，利用3種深穿透地球化學(xué)方法--細(xì)粒級(jí)分離技術(shù)、元素活動(dòng)態(tài)提取技術(shù)和電化學(xué)提取技術(shù)，在荒漠戈壁區(qū)上對(duì)3種類型(金、銅、鈾)隱伏礦進(jìn)行了從區(qū)域尺度-礦區(qū)尺度.到礦體定位尺度方法的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)利用細(xì)粒級(jí)分析或鐵錳氧化物提取分析可以快速、經(jīng)濟(jì)、有效地圈定礦田所引起的區(qū)域異常，為盆地周邊大型金屬礦和盆地砂巖型鈾礦提供找礦線索。 總之，本論文通過(guò)研究含礦元素在地表的賦存形式，粒度分布和層位分布，發(fā)