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甘肃北山土墩泉地区土壤测量采样粒级方法试验

2019-06-03杨瑞东张卫民贾新勇

世界有色金属 2019年6期
关键词:种元素青石粒级

杨瑞东,张卫民,贾新勇,贾 轩

(甘肃省地矿局第二勘查院,甘肃 兰州 730020)

研究区位于甘肃北山西南部,区内植被稀少,水源匮乏,人烟稀少,交通不便,基础地质调查与矿产勘查工作程度相对较高,2016年甘肃省地矿局第二勘查院承担的《甘肃省肃北县土墩泉-热水泉地区1:5万矿产远景调查》项目在区内开展了1:5万水系沉积物(土壤)测量工作,并选取区内的青石泉金矿点在其周围开展土壤粒级试验工作。

1 粒级实验选区

粒级实验区位于研究区内的青石泉金矿点周围,1:20万化探测量圈定综合异常编号为Hs-8,主要异常元素为Au,As,Sb,其中Au异常面积约11.26km2,平均值16.2,衬度2.05,发育内中外带,浓集中心较为明显。

异常区内出露地层为前长城系青石泉组,主要发育一套混合岩系,岩性为条带状混合岩、眼球状混合岩;北东向断层及近东西向断裂从异常区南部穿过,青石泉金矿点位于工区北东侧,异常与矿点对应较好,找矿指示意义较好。

2 土壤层剖面结构

采样点布设:在青石泉金矿点附近2Km2范围内的按照半规则网布置土壤采样点16处,点距450~500之间。

采样层位:研究区位于甘肃北山南带,区内干燥度介于5~15之间(康明,《北山戈壁荒漠景观1:5万地球化学测量方法研究》),降雨量少,蒸发量大,风沙多,是典型的干旱荒漠区,土壤发育极不完善,形成了土层薄、砂砾多的沙土、亚沙土、砂砾层与风成沙混合的疏松物土壤剖面。综合北山剥蚀戈壁区和堆积戈壁区景观条件下土壤剖面的特征,研究区内土壤剖面结构从表层向下依次为:黑色砾幕→孔泡结皮(钙积层)→黄色沙土层→含土沙粒层→粗纤维状石膏层→砂砾层互层(图1)。

从此可以看出,戈壁荒漠区的土壤剖面与东部正常土壤剖面相差悬殊,难以区分出典型的A、B、C层,剖面中大多为冲洪积沉积物,以沙土和砾石相间互层分布,并混有风成沙。

图1 研究区土壤剖面结构示意图

根据研究区内发育土壤剖面结构特征,总结认为区内风成砂、盐积层、钙碱层较为发育,土壤测量采集样品时应该去除上述成分采集土壤层内的残坡积物(C层),层位发育深度多为30cm~60cm,最深达到100cm;采样物质以砂砾碎屑为主。

图2 土壤粒级元素综合异常图

3 筛选优势粒级

在试验选区内设计的16个样点处采集土壤样品,每个样点按照-4~+10目、-10~+20目、-20~+30目、-30~+40目、-40~+60目五个粒级分别过筛装袋,且采用5个子样组合而成,每件样品重量均不得少于200g,共计80件样品。

3.1 分析数据相关参数计算

将区内采取的80件土壤样品送测试单位分析Fe、Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Co、Cd、Sn、W、Mo、Au、Ag、As、Sb、Bi、Hg共17种元素。将分析结果按全域和各粒度分别进行了统计,计算相关地化参数。

地球化学特征:统计计算全域和各地层的平均值(X)、标准离差(δ)、变异系数(CV)等;运用迭代剔除法,逐步剔除使剔除的数据符合<±3δ的要求,所余数据服从正态分布或对数正态分布后,计算背景平均值(0)、标准离差(δ0)、变异系数(CV0)、富集值(Kk0)及叠加值(D)(表1)。

异常下限值的确定:T=Cv0+Kδ0(K=1)求出各元素异常下限值,其中Au为2.0×10-9、Sb为24×10-6、Ag为56×10-9、Cu为40×10-6、Pb为37×10-6。

表1 全域地球化学主要元素特征表

3.2 测试数据多元统计分析

根据元素测试分析数据进行R型聚类分析,可将元素分为两大类:第一大类:Au、As、Hg、Ag、Sb等与中低热液石英脉型金矿点关系密切,Cu、Pb、Zn、Ni、W、Bi、Mo、Sn等与矿区出露的花岗岩、花岗闪长岩、流纹岩等岩体有关。

根据聚类分析结果对中低温的Au、As、Sb、Hg的元素组合和高温的W、Sn、Bi、Mo的元素组合,针对其不同元素的不同粒级含量进行分析对比,可以看出Au、As、Sb、As、Hg在-10目~+20目土壤粒级中含量较高,而在-20目~+60含量降低趋势较为明显。W、Sn、Bi、Mo在-10目~+30目粒级中含量较高,而在-20目~+60含量降低趋势较为明显。

样品、元素含量、粒级三者之间关系图将各个样品的测试分析结果按照17种元素组合后,以采样位置为X轴,采样粒级孔径D的对数log2D为Y轴,元素含量为Z轴,运用mapgis软件制作元素组合异常图(图2)。

通过对分析结果统计,各主要成矿元素Fe、Zn、W、Au、Ag、As、Sb、Bi、Hg等元素在-4目~+30目以下粒级有较高的最大值、变异系数、浓集值,尤其Fe、W、Au、Ag、As、Bi、Hg在-10目~+20目粒级,更为明显。

4 实验结论

试验区与原1:20万化探异常对比,本次试验区中主成矿元素Au有重现其衬度与最大致相近。由于粒级试验样品的数量较少,并且没有形成面积性的结果,所以在与原1:20万异常强度比较没有明显的增高,但异常的重显性说明本次粒级试验的效果是可行的。

根据17种地化元素16件样品的5个粒级试验结果。

Fe、Zn、W、Au、Ag、As、Sb、Bi、Hg等9种 元 素适宜的粒级为-4目~ +30目,Fe、W、Au、Ag、As、Bi、Hg等7种元素适宜的粒级为-10目~+20目,Cr、Co、Pb、Ni等4种元素对粒级依存度不高,在-4~+60目各粒级段都有富集现象。考虑到风成砂的干扰,最终确定本区土壤测量采样优势粒级为-4目~+20。

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