土壤元素測(cè)量在地質(zhì)工作和地質(zhì)找礦中的作用

張萬(wàn)全

（甘肅省核地質(zhì)二一二大隊(duì)，甘肅 武威 733040）

在找礦工作中，人們迫切希望盡快地、詳細(xì)地了解測(cè)量區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)地質(zhì)信息和地質(zhì)礦化信息，特別是礦化信息是否在測(cè)量區(qū)域內(nèi)有分布以及其分布形態(tài)和范圍特征。地球化學(xué)土壤元素測(cè)量技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，化學(xué)土壤元素測(cè)量法相對(duì)簡(jiǎn)單，容易執(zhí)行，這種方法在實(shí)際應(yīng)用中效果很好，特別是在有色金屬與稀有金屬的找礦中效果更加突出。此外，這種方法的成本低，易于推廣，同時(shí)使用時(shí)間較長(zhǎng)、推廣范圍廣，是地質(zhì)找礦中較為成熟的技術(shù)之一。因此，化學(xué)測(cè)量方法也被廣泛應(yīng)用在找礦工作的實(shí)踐中。

1 土壤元素種類(lèi)及含量

1.1 母巖元素

土壤是巖石經(jīng)過(guò)風(fēng)化作用形成的，土壤中的元素種類(lèi)和含量與巖石是有一定關(guān)聯(lián)的，不同的是，土壤和巖石所含元素的高低和分布范圍是有差別的。例如，對(duì)甘肅武都地區(qū)土壤進(jìn)行元素分析，在檢測(cè)的150種元素中，大部分含有鐵、錳、銅、鋅、硼、硫、硅七種元素，而土壤中的鉻、鎳元素大部分是由超基性巖石風(fēng)化而成的。由于不同的巖石會(huì)有不同的特殊元素，因此人們據(jù)此就可以在勘探工程中推測(cè)圈定母巖類(lèi)別范圍。

1.2 氣候在影響土壤元素中的作用

土壤的酸堿環(huán)境受溫度和濕度的影響比較明顯，溫度與濕度的變化不同，巖石產(chǎn)生的風(fēng)化作用也是不同的，所形成土壤酸堿度有明顯差別。溫度的高低和降雨的多少?zèng)Q定了土壤中主要腐殖質(zhì)的含量，如果降雨量減少，空氣溫度下降，土壤中腐殖質(zhì)含量會(huì)隨之降低，就會(huì)導(dǎo)致土壤酸堿度改變。例如，我國(guó)長(zhǎng)江以南地區(qū)溫暖濕潤(rùn)，土壤的酸性較高，長(zhǎng)期的雨水沖刷會(huì)讓土壤中的一些元素分離出來(lái)，腐殖物從這一環(huán)境中吸收微量元素，形成了元素的不斷活動(dòng)。相反，我國(guó)西北地區(qū)少雨干旱，溫差很大，導(dǎo)致腐殖物減少，土壤堿性增強(qiáng)，土壤中的元素活性弱。因此，氣候?qū)ν寥赖挠绊懯呛苊黠@的[1]。

2 土壤元素測(cè)量技術(shù)在找礦中的作用

利用地球化學(xué)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行實(shí)際找礦工作時(shí)，這種技術(shù)不但可以讓操作過(guò)程變得更加便捷簡(jiǎn)單，而且可以降低操作過(guò)程中的成本投入，對(duì)操作效果的影響較小。所以，地球化學(xué)土壤測(cè)量在找礦工作中有很廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)基本可以滿(mǎn)足所有的金屬類(lèi)礦藏探測(cè)的需求。尤其是在進(jìn)行有色金屬和稀有金屬找礦時(shí)，這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)得更加明顯。一般情況下，土壤元素測(cè)量技術(shù)對(duì)于找礦工作的作用主要體現(xiàn)在普查找礦和礦區(qū)評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)上。

2.1 圈定地層、巖體的大致分布

在進(jìn)行地質(zhì)填圖任務(wù)時(shí)，劃分地層、巖體范圍時(shí)，可以運(yùn)用地質(zhì)勘探技術(shù)、物探方法和土壤測(cè)量方法相結(jié)合的綜合技術(shù)，在覆蓋嚴(yán)重地區(qū)完成地質(zhì)填圖任務(wù)，大致確定不同地層、不同種類(lèi)巖體的分布范圍。例如，根據(jù)土壤中鉻、鎳元素的含量，結(jié)合磁法技術(shù)尋找隱伏的超基性巖體的劃分界線(xiàn)[2]。

2.2 預(yù)測(cè)區(qū)域含礦遠(yuǎn)景

在進(jìn)行區(qū)域含礦遠(yuǎn)景探測(cè)時(shí)，如查找某種斑巖銅礦時(shí)，人們完全可以利用土壤元素測(cè)量技術(shù)，通過(guò)測(cè)量土壤銅、鉬次生暈圈范圍，準(zhǔn)確推測(cè)出隱伏在土壤深部銅鉬礦的范圍。如果是距離礦區(qū)較遠(yuǎn)的外圍找尋銅鋅礦床時(shí)，可利用土壤元素測(cè)量技術(shù)，結(jié)合水化學(xué)的方法來(lái)開(kāi)展相關(guān)工作。在找礦工程中，人們可以通過(guò)確定土壤中次生元素異常暈的范圍，分析普查找礦工作中的工程類(lèi)型與工程布置，實(shí)現(xiàn)礦化體的驗(yàn)證。

2.3 通過(guò)土壤元素測(cè)量直接找礦

在對(duì)有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的礦區(qū)進(jìn)行加密測(cè)量后，進(jìn)一步對(duì)分析數(shù)據(jù)比例尺放大處理，人們可直接、準(zhǔn)確地找到地表隱伏的礦體，能夠大致判斷這個(gè)礦體位置、形態(tài)分布和規(guī)模大小等。事實(shí)上，通過(guò)土壤元素測(cè)量，人們甚至可以大致估計(jì)出礦體的厚度，給山地找礦工程布置提供科學(xué)依據(jù)[3]。

2.4 找礦中土壤元素測(cè)量條件

想要高效地完成找礦工作，人們就要掌握土壤元素測(cè)量需要的條件。一般情況下，為了使土壤測(cè)量能夠取得最佳的結(jié)果，土壤層的厚度最好控制在5～10 m，這時(shí)所需成本費(fèi)用較低。當(dāng)土壤層厚度增加到10～20 m，想要獲得較好的測(cè)量效果，人們就需要對(duì)土壤層進(jìn)行深層采樣，不可以直接用表面的土壤作為測(cè)量的樣本。當(dāng)土壤層厚度繼續(xù)增加，當(dāng)厚度超出20 m時(shí)，為了獲得很好的測(cè)量結(jié)果，人們就需要采用鉆孔的方式取得土壤樣本，這樣才能夠準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)礦物元素的次生暈，進(jìn)而判斷這片區(qū)域是不是存在礦體。

值得注意的是，地球化學(xué)土壤元素測(cè)量技術(shù)并不適合所有地區(qū)的找礦工作。例如，在巖屑流動(dòng)堆積區(qū)、沙漠區(qū)，其風(fēng)化作用以物理風(fēng)化為主，土壤成分為塊狀或大顆粒狀，流動(dòng)性也很大，外部碎屑大量參與，不利于土壤元素測(cè)量，因而沒(méi)法取得良好的測(cè)量效果[4]。

3 土壤元素測(cè)量的野外找礦作業(yè)

3.1 取樣網(wǎng)度布置

要想準(zhǔn)確地確定土壤元素測(cè)量取樣網(wǎng)度，人們就要明確工作任務(wù)目標(biāo)的要求，選定取樣時(shí)的比例尺，礦床種類(lèi)、礦帶與礦床規(guī)模、礦帶次生暈范圍和工作程度等都是控制選定取樣比例尺的要素。其間，人們要做到既能經(jīng)濟(jì)地圈定次生暈的異常區(qū)域，又能做到不漏掉任何有價(jià)值的礦帶和礦體。一般情況下，無(wú)論任何比例尺地圖，取樣網(wǎng)度的取樣線(xiàn)距選擇在1 cm較為合適，取樣點(diǎn)距離是線(xiàn)距的1/5～1/2。最近幾年確定土壤取樣位置時(shí)，一般采用目測(cè)定位法結(jié)合羅盤(pán)測(cè)量進(jìn)行，或采用手持GPS直接測(cè)量定位[5]。

3.2 確定取樣層位

在土壤元素測(cè)量過(guò)程中，人們通常在測(cè)量地區(qū)采集不同深度土層的土壤樣品，根據(jù)不同深度土層中的金屬元素含量和種類(lèi)變化，開(kāi)展試驗(yàn)來(lái)確定取樣土壤所處的層位，這種方法也就是常說(shuō)的驗(yàn)證法。如果所處地區(qū)不方便進(jìn)行試驗(yàn)，就要在取樣時(shí)穿過(guò)腐殖層，在淋積層中進(jìn)行采集，取樣深度不易大于20 m。取樣可以采用一點(diǎn)多坑的方法，一點(diǎn)多坑法通常是3～5個(gè)坑群樣組合測(cè)定，取樣坑的距離要依據(jù)比例尺的大小決定，是該比例尺0.2～0.5 cm。

4 結(jié)語(yǔ)

本文首先介紹了土壤元素種類(lèi)和含量，分析了母巖成分和氣候條件對(duì)土壤元素含量的影響，然后論述了土壤元素測(cè)量技術(shù)在地質(zhì)找礦中的作用，最后闡述了土壤元素測(cè)量野外找礦作業(yè)中取樣網(wǎng)度的選擇和布置、取樣層位確定的方法。依靠地球化學(xué)土壤元素測(cè)量技術(shù)，人們可以比較經(jīng)濟(jì)、迅速、準(zhǔn)確地完成找礦工作，其生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用目前也比較普遍。實(shí)踐表明，這種找礦方法在找礦中是值得推廣運(yùn)用的。

1 潘 寅.淺談地球化學(xué)土壤測(cè)量在找礦中技術(shù)應(yīng)用[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2017，3（19）：27.

2 陳其所.淺談地球化學(xué)土壤測(cè)量在找礦中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2012，4（7）：143.

3 段光耀.溝系土壤測(cè)量在都龐嶺北部地區(qū)金礦普查中的應(yīng)用[J].廣西地質(zhì)，2016，1（13）：49-54.

4 王東曉，李詩(shī)言，張學(xué)忠.內(nèi)蒙古烏爾其汗一帶1:5萬(wàn)土壤測(cè)量地球化學(xué)特征及找礦方向[J].華南地質(zhì)與礦產(chǎn)，2014，1（25）：16-25.

5 胡長(zhǎng)征.地球化學(xué)土壤測(cè)量在找礦中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2016，（24）：8.