水文地球化学勘查在地质找矿中的方法研究

冯晓辉 刘金松

摘要：随着社会的发展与进步，我们越来越重视水文地球化学勘查，水文地球化学勘查对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍水文地球化学勘查在地质找矿中的方法的有关内容。

关键词水文；化学；勘查；地质；找矿；原理；方法；

中图分类号： P641文献标识码： A 文章编号：

引言

水文地球化学是水文地质学的一部分；它是在水文地质学及地球化学基础上发展起来的；它的主要研究对象是地下水化学成分的形成和演化，以及各种组分在其中的迁移规律；它是探索地球壳层中各带地下水地球化学作用的学科。目前,随着国民经济的发展,我国对各种资源的需求日益增加,然而,容易被发现的矿床数量日益减少,找寻埋深较深或被覆盖的矿产迫在眉睫,而地球化学找矿方法由于其在找寻隐伏盲矿方面的优越性逐渐发展起来,特别是水文地球化学勘查,具有很大的潜力和远景,因为其研究对象主要为地下水,而地下水在有的地方可以从数百米或更深上升补充地表水,因为其反映的深度更深,对深层矿产的找寻有利。

一、地球化学勘查的概述

勘查地球化学诞生于20世纪30年代初。她是通过研究地球化学分散模式，并根据这些分散模式所形成的地球化学异常去追踪和发现矿床。实际上，根据地球化学方法圈出的异常是一种微矿化露头（micro-outcrops），因此勘查地球化学是继承了人类凭着经验用肉眼去观察矿化露头或矿化引起的蚀变标志进行直接找矿的传统，但借助于分析技术，将辨认矿化直接信息的能力从人类肉眼的万分之几提高到百万分之几至十亿分之几。由于地球化学方法辨认微弱矿化直接信息能力的大大提高，因此在发现难识别矿种或难识别类型以及盲矿上成为了矿产勘查的主导方法。她历经70年的发展，已经从一门经验或技术，发展成为一门地学分支科学，并且在矿产勘查中取得了巨大成就。在这一历史巨变中，在国外所表现最为突出的是70年代在斑岩铜矿和铀矿勘查所取得的成就；而在中国这一表现主要是在金矿勘查中所取得的巨大成就。今天勘查地球化学一方面在出露区已经系统地建立了地球化学分散模式理论基础和方法技术程序，但在隐伏区勘查理论、方法技术和大型矿定量评价以及某些难识别矿种勘查方面都正在面临划时代的革新。我们正处于一个过去取得的成就与未来面对的挑战的间歇期。

二、水文地球化学找矿原理

在自然界中,有很多元素可以被用来指示矿体的存在或者找矿的方向,当它们的含量达到一定范围时,利用其含量范围可以区分不同地质体.从而指示矿体的存在或者找矿的方向,它们主要为成矿元素和伴生元素等,此外根据指示元素的组合关系也可以知道我们去寻找矿体。当矿体及其原生晕、次生晕中的元素通过溶解作用、氧化作用、电化学溶解、碳酸作用、生物作用以及胶体的作用进入水中,水中某些元素的含量将会增高,可能为原先的数百倍,在个别情况下甚至超过数千倍,水的其他化学成分会发生变化,如果我们对所在地区的水进行取样,进行水化学分析,一旦发现水异常,我们就可以根据所在区的地质条件、矿床特征、围岩性质、水文地质条件、地下水的矿化度、有机物对pH值的影响、水迁移系数与金属元素迁移系数的关系等来分析异常,对这一异常作出评价,若为矿异常则可同时结合土壤地球化学测量、岩石地化学测量、重力测量、电法测深等方法,可以大致确定这一矿体的位置。

三、水文地球化学勘查在地质找矿中的方法

目前水文地球化学找矿标志依据其分布和形成的特征分为矿体标志和晕标志,根据其一定类型金属矿床的关系分为直接标志和间接标志,在不同的地区,运用不同的找矿标志,常常可以起到事半功倍的作用,因此我们要灵活运用。

水异常由于矿体产出条件不同,随季节性变化呈现出不同的特征,当矿体位于包气带时,水异常只在降雨融雪期、包气带有下渗水通过时形成,并在降雨后期或降雨后一定时期出露,在干旱期,包气带下渗水不存在时,水异常小时;当矿体一部分位于潜水面之上,一部分位于潜水面之下时,水异常可常年被发现,但强度随季节明显波动;当矿体位于潜水面以下的饱水带中,当矿体接近潜水面时,只要见地下水就会发生水异常,且水异常时水中元素一年内变化微弱,比较稳定,当矿体埋藏在很深的饱水带中时,水异常难以以泉水出露,又是在河水中能发现其微弱异常。

除此之外,水文地球化学异常的形成还受其他多种因素影响,因此应对其进行综合分析,因此应建立一系列有关盲矿体和水文地球化学异常的成因联系和空间关系的已知模式,目前主要划分为为五种模式:(1)在深切割的山区,与盲矿体有关的水文地球化学异常; (2)在受切割的准平原环境内,与隐覆矿床及其被埋的原生晕相联系的水文地球化学异常;(3)与流经盲矿的上升水相联系的水文地球化学异常;(4)在层间水内受切割的水文地球化学异常;(5)在被疏松物覆盖的矿体上的扩散水文地球化学异常。通过对模式的理解,在不同的地区引用不同的方法,从而可以对异常作出更精确的评价。 步骤:水文地球化学的找矿的步骤主要包括野外勘查、水样分析、正常水化学元素含量分析、异常评价、室内资料整理及图件编制。 野外勘查主要包括水文地球化学剖面的研究、样品的采集和填图等工作;水样分析主要是对采集水中指示元素含量的分析,可以用光谱分析;而正常水化学元素含量分析则是对水中一般元素含量的分析,可以直接在野外用轻便水质分析箱或在野外工作站直接分析;异常评价主要是对水中元素发生异常作出评价,看是否为矿体引起的;室内资料整理及图件编制主要是对前期获得的一些数据和别的资料的整理,,绘制出水文地球化学勘查预测图,预测矿体存在的可能位置。

适用条件:由于原生矿物及大多数次生矿物在水中的溶解度极低,再加上水的稀释作用,所以水文地球化学异常的浓度值往往远远低于岩石、土壤地球化学异常的含量值,低至ppb级,因此目前水文地球化学找矿方法主要适用于地形切割较强或中等,水系发育特别是水系受地下水补给的地区,而对于地形平坦、水系不发育或者水系完全有地表水补给的地区则效果不好。

结束语

我国水文地球化学虽起步较晚,但近些年发展迅速,逐渐体现出其优势,但需要我们注意的是不存在一种普遍使用的找矿准则,在任何一个地区我们都应该进行试验,针对当地的景观条件、找寻矿产的物质成分、地形切割程度和异常出现的部位来确定矿体的依据。水文地球化学找矿方法可用于普查、详查和勘探各阶段寻找盲矿和被疏松层覆盖的矿体,而目前主要用其寻找金属硫化矿床、盐矿、铀矿、石油天然气等。

参考文献

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