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多世紀的系統(tǒng)地質(zhì)勘查，現(xiàn)要通過傳統(tǒng)的地球化學(xué)方法找到新的礦產(chǎn)地的可能性越來越小，尋找新的大型礦床的最大機遇是在隱伏區(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)是通過研究成礦元素或伴生元素從隱伏礦向地表的遷移機理和分散模式，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)，以達到尋找隱伏礦的

2、目的。 它的理論基礎(chǔ)由連續(xù)的幾個要素構(gòu)成：元素從深部向地表的遷移機理、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到的，而元素從深部向地表的遷移機理問題一直存在很大爭議。 本文在總結(jié)前人遷移機理的基礎(chǔ)上，針對荒漠戈壁區(qū)元素的遷移機理研究入手，選擇荒漠區(qū)的典型的金、銅、鈾三種類型礦區(qū)，對其地表土壤中多個層位多個粒級的樣品的元素活動態(tài)分析和研

3、究發(fā)現(xiàn)：鈣積層對大部分元素沒有“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)的元素富集在細粒級粘土和鐵錳氧化物膜中，細粒級是深部含礦信息的最有效載體。因此，分離和提取細粒級粘土和鐵錳氧化物膜可以達到有效尋找深部隱伏礦的目的。 本文在對他人所建立的8種地球化學(xué)遷移模型進行系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，通過以上在荒漠戈壁區(qū)含礦體上方的土壤層中含礦信息的研究提出

4、了針對干旱荒漠區(qū)的元素遷移模型-以地氣流為主的多營力遷移模型。 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態(tài)形式，包括各種離子、絡(luò)合物、原子團、膠體、超微細的亞微米至納米金屬顆粒。這些元素的活動態(tài)形式可以與氣泡表面相結(jié)合，并被地氣流攜帶至地表。 到達接近地表時，蒸發(fā)作用、離子擴散等因素都可參與對元素的向地表遷移。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，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態(tài)的鈾酰絡(luò)陽離子存在，鈾酰絡(luò)陽離子呈紡錘狀、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。也就是說鈣積層是活動態(tài)Cu遷移的一個地球化學(xué)障。 這些發(fā)現(xiàn)，對荒漠戈壁區(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--細粒級分離技術(shù)、元素活動態(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3種類型(金、銅、鈾)隱伏礦進行了從區(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)利用細粒級分析或鐵錳氧化物提取分析可以快速、經(jīng)濟、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)