土壤元素测量在地质工作和地质找矿中的作用

张万全

（甘肃省核地质二一二大队，甘肃 武威 733040）

在找矿工作中，人们迫切希望尽快地、详细地了解测量区域内基础地质信息和地质矿化信息，特别是矿化信息是否在测量区域内有分布以及其分布形态和范围特征。地球化学土壤元素测量技术具有独特的优点，化学土壤元素测量法相对简单，容易执行，这种方法在实际应用中效果很好，特别是在有色金属与稀有金属的找矿中效果更加突出。此外，这种方法的成本低，易于推广，同时使用时间较长、推广范围广，是地质找矿中较为成熟的技术之一。因此，化学测量方法也被广泛应用在找矿工作的实践中。

1 土壤元素种类及含量

1.1 母岩元素

土壤是岩石经过风化作用形成的，土壤中的元素种类和含量与岩石是有一定关联的，不同的是，土壤和岩石所含元素的高低和分布范围是有差别的。例如，对甘肃武都地区土壤进行元素分析，在检测的150种元素中，大部分含有铁、锰、铜、锌、硼、硫、硅七种元素，而土壤中的铬、镍元素大部分是由超基性岩石风化而成的。由于不同的岩石会有不同的特殊元素，因此人们据此就可以在勘探工程中推测圈定母岩类别范围。

1.2 气候在影响土壤元素中的作用

土壤的酸碱环境受温度和湿度的影响比较明显，温度与湿度的变化不同，岩石产生的风化作用也是不同的，所形成土壤酸碱度有明显差别。温度的高低和降雨的多少决定了土壤中主要腐殖质的含量，如果降雨量减少，空气温度下降，土壤中腐殖质含量会随之降低，就会导致土壤酸碱度改变。例如，我国长江以南地区温暖湿润，土壤的酸性较高，长期的雨水冲刷会让土壤中的一些元素分离出来，腐殖物从这一环境中吸收微量元素，形成了元素的不断活动。相反，我国西北地区少雨干旱，温差很大，导致腐殖物减少，土壤碱性增强，土壤中的元素活性弱。因此，气候对土壤的影响是很明显的[1]。

2 土壤元素测量技术在找矿中的作用

利用地球化学测量技术进行实际找矿工作时，这种技术不但可以让操作过程变得更加便捷简单，而且可以降低操作过程中的成本投入，对操作效果的影响较小。所以，地球化学土壤测量在找矿工作中有很广泛的应用，该技术基本可以满足所有的金属类矿藏探测的需求。尤其是在进行有色金属和稀有金属找矿时，这种技术的优势体现得更加明显。一般情况下，土壤元素测量技术对于找矿工作的作用主要体现在普查找矿和矿区评价等环节上。

2.1 圈定地层、岩体的大致分布

在进行地质填图任务时，划分地层、岩体范围时，可以运用地质勘探技术、物探方法和土壤测量方法相结合的综合技术，在覆盖严重地区完成地质填图任务，大致确定不同地层、不同种类岩体的分布范围。例如，根据土壤中铬、镍元素的含量，结合磁法技术寻找隐伏的超基性岩体的划分界线[2]。

2.2 预测区域含矿远景

在进行区域含矿远景探测时，如查找某种斑岩铜矿时，人们完全可以利用土壤元素测量技术，通过测量土壤铜、钼次生晕圈范围，准确推测出隐伏在土壤深部铜钼矿的范围。如果是距离矿区较远的外围找寻铜锌矿床时，可利用土壤元素测量技术，结合水化学的方法来开展相关工作。在找矿工程中，人们可以通过确定土壤中次生元素异常晕的范围，分析普查找矿工作中的工程类型与工程布置，实现矿化体的验证。

2.3 通过土壤元素测量直接找矿

在对有实际经验总结的矿区进行加密测量后，进一步对分析数据比例尺放大处理，人们可直接、准确地找到地表隐伏的矿体，能够大致判断这个矿体位置、形态分布和规模大小等。事实上，通过土壤元素测量，人们甚至可以大致估计出矿体的厚度，给山地找矿工程布置提供科学依据[3]。

2.4 找矿中土壤元素测量条件

想要高效地完成找矿工作，人们就要掌握土壤元素测量需要的条件。一般情况下，为了使土壤测量能够取得最佳的结果，土壤层的厚度最好控制在5～10 m，这时所需成本费用较低。当土壤层厚度增加到10～20 m，想要获得较好的测量效果，人们就需要对土壤层进行深层采样，不可以直接用表面的土壤作为测量的样本。当土壤层厚度继续增加，当厚度超出20 m时，为了获得很好的测量结果，人们就需要采用钻孔的方式取得土壤样本，这样才能够准确发现矿物元素的次生晕，进而判断这片区域是不是存在矿体。

值得注意的是，地球化学土壤元素测量技术并不适合所有地区的找矿工作。例如，在岩屑流动堆积区、沙漠区，其风化作用以物理风化为主，土壤成分为块状或大颗粒状，流动性也很大，外部碎屑大量参与，不利于土壤元素测量，因而没法取得良好的测量效果[4]。

3 土壤元素测量的野外找矿作业

3.1 取样网度布置

要想准确地确定土壤元素测量取样网度，人们就要明确工作任务目标的要求，选定取样时的比例尺，矿床种类、矿带与矿床规模、矿带次生晕范围和工作程度等都是控制选定取样比例尺的要素。其间，人们要做到既能经济地圈定次生晕的异常区域，又能做到不漏掉任何有价值的矿带和矿体。一般情况下，无论任何比例尺地图，取样网度的取样线距选择在1 cm较为合适，取样点距离是线距的1/5～1/2。最近几年确定土壤取样位置时，一般采用目测定位法结合罗盘测量进行，或采用手持GPS直接测量定位[5]。

3.2 确定取样层位

在土壤元素测量过程中，人们通常在测量地区采集不同深度土层的土壤样品，根据不同深度土层中的金属元素含量和种类变化，开展试验来确定取样土壤所处的层位，这种方法也就是常说的验证法。如果所处地区不方便进行试验，就要在取样时穿过腐殖层，在淋积层中进行采集，取样深度不易大于20 m。取样可以采用一点多坑的方法，一点多坑法通常是3～5个坑群样组合测定，取样坑的距离要依据比例尺的大小决定，是该比例尺0.2～0.5 cm。

4 结语

本文首先介绍了土壤元素种类和含量，分析了母岩成分和气候条件对土壤元素含量的影响，然后论述了土壤元素测量技术在地质找矿中的作用，最后阐述了土壤元素测量野外找矿作业中取样网度的选择和布置、取样层位确定的方法。依靠地球化学土壤元素测量技术，人们可以比较经济、迅速、准确地完成找矿工作，其生产实践应用目前也比较普遍。实践表明，这种找矿方法在找矿中是值得推广运用的。

1 潘 寅.浅谈地球化学土壤测量在找矿中技术应用[J].中国石油和化工标准与质量，2017，3（19）：27.

2 陈其所.浅谈地球化学土壤测量在找矿中的应用[J].科技创业家，2012，4（7）：143.

3 段光耀.沟系土壤测量在都庞岭北部地区金矿普查中的应用[J].广西地质，2016，1（13）：49-54.

4 王东晓，李诗言，张学忠.内蒙古乌尔其汗一带1:5万土壤测量地球化学特征及找矿方向[J].华南地质与矿产，2014，1（25）：16-25.

5 胡长征.地球化学土壤测量在找矿中的应用[J].科技创新导报，2016，（24）：8.