应用地球学_4水系沉积物测量.ppt

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1、勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,概 述第一节 水系沉积物异常形成第二节 水系沉积物异常特征第三节 水系沉积物异常发育特征第四节 水系沉积物测量方法应用,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,概 述,地球表面被各种运积物 (如冲积物、洪积物、冰碛物，湖积物等)覆盖的面积要比正常的残积一坡积土壤分布范围大得多。因此，利用这些近期松散沉积物中的异常找矿，是勘查地球化学面临的难题之一。,事 实,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,概 述,在地表为数众多的运积物中，研究得最多的是水系沉积物，其次是湖积物与冰碛物。 在平原区和城市周围的环境和农业地球化学勘查中，主要采样介质是水系

2、沉积物。 我国以找矿为主要目的的全国扫面计划，主要采样介质也是水系沉积物。,事实,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,概 述,在表生带内的一切地球化学异常，在地下水及地表水的冲刷与溶解下;使原来集中的元素沿水系发生分散，在水系沉积物分布的狭长地带内形成的异常，叫做水系沉积物异常，前苏联称其为分散流。,水系沉积物异常,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,概 述,水系沉积物测量是沿着地表水道，系统地采集水系沉积物样品，测定其中微量元素的含量或其它地球化学特征，查明水系沉积物中化学元素的分布，研究其分散与集中规律，分析其与流域盆地内基岩中地质体的联系，以发现与矿化有关的水系沉积物异常

3、并向上游追踪，寻找矿床。,水系沉积物测量,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,概 述,水系沉积物异常的共同特点是沿着搬运方向呈拉长的形式展布。 由于其与异常源的空间关系疏远，再加上搬运过程中指示元素含量的稀释，使异常的衬度降低，但它的范围却较大，因此这类异常特别适用于概略普查阶段，用于圈定成矿远景区。,水系沉积物测量,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,概 述,水系沉积物找矿思想可追溯到远古时代，人们沿河床淘砂找金不知沿用了多少世纪。但通过分析水系沉积物中元素分布进行找矿的现代地球化学勘查方法直到二十世纪四十年代才认识到这一点。,发展历史,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学

4、测量,概 述,水系沉积物测量方法在二十世纪六、十年代得到大力发展，由于其能快速圈定远景区，促进了各国地球化学填图工作的开展。极大地扩大了地球化学勘查工作在地学界的影响。,发展历史,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,概 述,我国区域化探全国扫面计划主要采样介质为水系沉积物。世界各国科学家仍在进行不断的研究。,发展历史,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第一节 水系沉积物异常形成,系统地调查水系沉积物的成分，己远远超出单纯找矿的范围，勘查地球化学家把它当成整个地球物质迁移的重要环节来看待。,水系沉积物地球化学异常,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第一节 水系沉积物异

5、常形成,分散流的概念 由于水系沉积物异常沿水系的狭长地带内展布，异常前苏联学者将水系沉积物异常称之为分散流。为简便起见，以下的介绍也常用分散流称谓。,水系沉积物地球化学异常分类,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第一节 水系沉积物异常形成,水系沉积物异常分类 根据分散流中异常物质搬运的方式，可以分成碎屑分散流 (机械分散流)和化学分散流(盐分散流)。前者是在固体颗粒中搬运，后者是在水溶液中搬运。,水系沉积物地球化学异常分类,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第一节 水系沉积物异常形成,水系沉积物异常分类 在表生条件下，没有绝对溶和绝对不溶的物质，所以经常是混合成因主导地位:

6、1)含量比例上，大多数金属元素主要呈碎屑分散。2)化学迁移部分最终沉淀出来或附着在碎屑表面，一起参与机械分散。而且，这种比例随地点而变，在分水岭地区，碎屑迁移比例更大，因为此时水的溶解作用的时间短，而在平缓地区，化学溶解作用的重要性增大。,水系沉积物地球化学异常分类,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第一节 水系沉积物异常形成,一、水系分级 分级方法： 在1:5万或类似比例尺的航空照片上可以辨认出的最小水系称为一级水系，它们通常最接近分水岭。两条一级水系相交成为二级，两条二级水系相交成为三级，余类推。,1、水系分级,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第一节 水系沉积物异常形

7、成,一、水系分级,1、水系分级,1,1,1,1,1,1,1,2,2,3,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第一节 水系沉积物异常形成,二、水系碎屑沉积物异常形成 在地形切割明显和水系广布的山区，原生矿体及其岩石、土壤地球化学异常物质，受到大气降水和地表流水冲刷作用而进入水体过程。侵蚀作用强度与矿石成分、围岩性质、构造、地形与气候、植被状况等有关。,侵蚀作用冲刷,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第一节 水系沉积物异常形成,二、水系碎屑沉积物异常形成 河水的机械搬运能力取决于水的流速与被搬运物质的粒度与比重。据水力学的计算，流水的搬运能与其速度的四次方成正比。河床中由于坡度与

8、弯曲等原因，流速变化极大，有时甚至形成逆转，因此发生显著的分选作用。,搬运作用,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第一节 水系沉积物异常形成,二、水系碎屑沉积物异常形成 机械分散流通常发生沉淀的地点，如河湾内侧，砂嘴后缘、转石背后;河床缓处等。重砂取样，是以矿物学方法研究机械分散流，所以取样地点也总是选择在这些地点。,沉淀作用,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第一节 水系沉积物异常形成,支流,1一石英 2一石榴石 3一方铅矿,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第一节 水系沉积物异常形成,二、水系碎屑沉积物异常形成 随着搬运时间的延长，碎屑被进一步粉碎，形成悬浊液

9、。粒度在1OOpm以上的颗粒，虽然不能在水中长期稳定，但紊流及涡流能暂时把它们带起，然后又沉淀。这样多次重复，使细粒物质搬运更远，产生按粒度的分选。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第一节 水系沉积物异常形成,三、水系化学沉积物异常形成(1) 以真溶液状态存在的元素，在水中最为稳定，可以被携带到很远直至大海。但只有为数不多的几种离子，如Na2+、Mg2+、Cl-、HCO3-等可以大量存在。大多数有色及稀有金属的离子在地表水中的浓度是非常低的，但在地下水中则可能有相当高的浓度。当地下水出露到地表时，由于pH、Eh、温度、压力等因素的突变使其中的元素迅速沉淀(沉淀障)。,勘查地球化学,

10、第三章水系沉积物地球化学测量,第一节 水系沉积物异常形成,三、水系化学沉积物异常形成(1) 对于Fe、Mn、Ca、Mg等常量元素来说，这种反应通常是形成难溶的化合物。但对于Mo、Cu、Zn、Pb等元素,只有在特殊高浓度下才能形成其本身的化合物，产生次生金属矿物。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第一节 水系沉积物异常形成,三、水系化学沉积物异常形成(2) 而在多数情况下Mo、Cu、Zn、Pb等金属元素是被其他大量元素的化合物所夹带 (共沉淀)。其中尤以铁、锰氢氧化物为最主要。这就是所谓铁锰氢氧化物的清除作用。其结果造成无矿化地区的铁锰氢氧化物中也形成异常。,勘查地球化学,第三章水系

11、沉积物地球化学测量,第一节 水系沉积物异常形成,三、水系化学沉积物异常形成(2) 近来的研究发现，在河床卵石上的铁锰被膜中包含的有色金属异常，比沉积物总体中的异常衬度高、范围大。 美国的卡彭特 (Carpenter)做过一有趣的实验，他把用酸洗干净的陶瓷扳放到流经矿床的一溪流的不同位置上，36天后收回来，再用稀酸溶解上覆的铁锰被膜，结果发现了很明显的Cu、Zn、Pb异常。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第一节 水系沉积物异常形成,三、水系化学沉积物异常形成(3) 人为活动 (如开采、选冶、排污)能使金属元素以空前的速度进入水系，引起很强的水系沉积物异常，这在异常评价时要特别注意。

12、为了避开人工污染，尽量在人类开采活动之前形成的河床的较高阶地上取样。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第二节 水系沉积物特征,一、组分特征1、原生的矿石矿物;2、原生的造岩矿物，如磁铁矿、黑云母、辉石、长石等;3、风化形成的次生矿物，如褐铁矿、粘土矿物、Fe、Mn含水氧化物4、有机物等,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第二节 水系沉积物特征,二、微量元素存在形式 与土壤中元素存在形式类似，水系沉积物中的微量元素可呈原生矿物、耐风化的次生矿物及各种沉淀物形式存在。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第二节 水系沉积物特征,二、微量元素存在形式 l、碎屑水系沉积物

13、异常中其异常物质大多是残积成因的碎屑，异常金属可以在痕量矿物中呈主成分；在原生造岩矿物或风化形成的矿物中呈痕量组分。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第二节 水系沉积物特征,二、微量元素存在形式 2、水成的水系沉积物异常包含有从水溶液中沉淀在碎屑表面的物质。其异常金属的存形式是:作为离子被吸附在矿物表面、胶体颗粒与有机物上，或赋存于粘土矿物晶格中金属有机化合物。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第二节 水系沉积物特征,三、水系沉积物颗粒度 1、水系沉积物碎屑部分 在流水搬运过程中，由于耐风化原生矿石矿物的比重差异，水系沉积物碎屑部分可以出现粗粒重部分和粗粒轻部分的分选情

14、况。 对耐风化的矿物，如果是脆而易磨碎的话，则主要富集于细粒级部分。 水系沉积物中还包括有褐铁矿的碎屑或其它次生矿石矿物碎屑。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第二节 水系沉积物特征,三、水系沉积物颗粒度 2、水系沉积物水成部分 硫化物矿床氧化或氧化物矿床的淋滤作用可以导致金属离子的水成分散，在水成分散程中可以借胶体颗粒的离子吸附作用，次生铁锰氧化物的清除作用、与粘土的离子交换应以及被有机物质吸附或络合的作用便金属在水系沉积物的细粒级部分富集。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第二节 水系沉积物特征,三、水系沉积物颗粒度 3、有些元素因其不同的赋存状态对它在不同颗粒部分

15、中的分布有很大影响，例如元素W素在钨矿床中呈耐风化的黑钨矿或白钨矿存在，W一般富集于较粗粒级部分，而斑岩铜床及铅锌矿区中的W都富集于细粒级部分。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第三节 水系沉积物异常发育特征,异常衬度 水系沉积物中的异常衬度主要取决于基岩源中的原始衬度，但它与异常物质输大水道上的衬度更具有直接的关系。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第三节 水系沉积物异常发育特征,异常衬度 在正常情况下，由于空白物质稀释，水系沉积物异常将随基岩源与异常物质输入水道点之间距离的增加而减小。水系沉积物中异常衬度还随元素存在形式变化。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学

16、测量,第三节 水系沉积物异常发育特征,A,B,C,D,A,B,C,D,一、异常沿水系衰减模式,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第三节 水系沉积物异常发育特征,二、矿体形态与位置的影响,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第三节 水系沉积物异常发育特征,二、矿体形态与位置的影响,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第三节 水系沉积物异常发育特征,二、矿体形态与位置的影响,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第三节 水系沉积物异常发育特征,二、矿体形态与位置的影响,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第三节 水系沉积物异常发育特征,三、河谷横断面中含量的

17、分布 完整的河谷横段面通常包括二个或数个阶地、河漫滩及河床。阶地中的物质，代表上游已被剥蚀的部分；河漫滩及河床内的最新沉积物是现代剥蚀的物质，才具有现实找矿意义。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第三节 水系沉积物异常发育特征,三、河谷横断面中含量的分布 根据河床中水流的情况，可以分出无水道、单水道及多水道三种类型。关键是要辨别出主水道。在主水道中的现代活动性沉积物就是水系沉积物取样对象。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第三节 水系沉积物异常发育特征,四、含量随时间的变化 水系沉积物中金属元素含量在地质时期中的长期变化，主要反映剥蚀盆地中割切水平的不同。此外还有随年份

18、、季节而变。国内外的化探人员对这一问题作过许多观察，所得结果并不一致。分散流中的金属含量不像水化学异常、气体异常那样变 化迅速。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,五、水与水系沉积物金属含量间关系,第三节 水系沉积物异常发育特征,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第三节 水系沉积物异常发育特征,五、土壤与水系沉积物金属含量间关系,矿体出露,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第三节 水系沉积物异常发育特征,五、土壤与水系沉积物金属含量间关系,土壤异常,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第四节 水系沉积物测量方法应用,一、应用条件 勘查对象：有色金属、黑色金

19、属、稀有金属、贵金属，非金属。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第四节 水系沉积物测量方法应用,一、应用条件 地形切割、水系发育，可在内地及沿海中、低山丘陵景观，高寒山区、荒漠边缘残山景观，森林沼泽景观，热带雨林景观等。但不同景观条件，工作方法有所不同。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第四节 水系沉积物测量方法应用,二、工作前准备 由于水系残积物测量一般面积较大，工作前一般要进行地面踏勘并进行技术实验研究： 1、了解工作区内外已知矿床其沉积物的基本特征、特征组分、异常含量、含量变化及异常长度等。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第四节 水系沉积物测量方法应

20、用,二、工作前准备 2、研究采样密度、合理的采样部位、样品物质性质、样品重量及样品加工方案。3、研究水系沉积物的矿物组成及微量元素在各相态间的分配，确定提取和测试方法。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第四节 水系沉积物测量方法应用,二、工作前准备 4、了解区内人类活动对结果的可能影响。如工厂、矿山、选矿厂、化工厂及其他大型用水、排水工程等。 此外，有时还进行异常稳定性和季节变化等专题性研究。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第四节 水系沉积物测量方法应用,三、采样方法与工作布局 l、采样密度 水系沉积物测量的采样密度主要依勘查目标的大小和要求取得的资料的详细程度而定，

21、同时要考虑不同的工作阶段的工作目的、工作效率和地区的工作条件等。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第四节 水系沉积物测量方法应用,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第四节 水系沉积物测量方法应用,三、采样方法与工作布局 l、采样密度国外做法 (1)每20一80平方英里(50一200km2)1个点，所欲寻找的靶区为数百至数千平方英里（称之为超低密度水系沉积物测量)。这种测量可以圈出地球化学省、大的矿化带以些大的地质特征。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第四节 水系沉积物测量方法应用,三、采样方法与工作布局 l、采样密度国外做法 2)每5一20平方英里(13一5

22、Okm2)1个点，所欲寻找的靶区为数十至数百平方英里（称之为甚低密度)。这种测量可以圈出次一级的地球化学省、区域性异常、大型矿床化带的异常。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第四节 水系沉积物测量方法应用,三、采样方法与工作布局 l、采样密度国外做法 3)每1一5平方英里(2一13km2)1个点，所欲寻找的靶区为5一2Okm2或更大一些。可以指出大中型矿床与矿化带。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第四节 水系沉积物测量方法应用,三、采样方法与工作布局 l、采样密度国外做法 （4）每平方英里25个点，用这种采样密度进行区域扫面只见于一些找矿公司的例案中。,勘查地球化学,

23、第三章水系沉积物地球化学测量,第四节 水系沉积物测量方法应用,三、采样方法与工作布局 l、采样密度我国 （1）1632平方公里一个点。在交通特别困难，切割剧烈的山区甚低密度扫面中使用。如新疆、西藏、青海。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第四节 水系沉积物测量方法应用,三、采样方法与工作布局 l、采样密度我国 （2）每平方公里1一2个点。在许多自然地理条件不同的山区，包括雨量充沛的南方及较干旱的北方，水系呈树枝状、水流速度中等的山区，以及水系呈羽毛状、水流湍急的陡峻山区使用。大量的实践都已证明这种采样密度不仅可以发现大中型矿床四周的水系沉积物异常。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地

24、球化学测量,第四节 水系沉积物测量方法应用,三、采样方法与工作布局 l、采样密度我国 （3）每方平公里4一8个点。主要用于追踪和缩小大面积区城性异常。水系发育的中低山区可按每平方公里4个点的密度采样;在干旱山区，元素分散距离较短，采样密度应适当加大。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第四节 水系沉积物测量方法应用,三、采样方法与工作布局 2、采样对象 由于金属在河道中不同物质内(如砾石、粗砂、细砂、粉砂、淤泥)的含量不同，因此，要求在进行水系沉积物测量时，在一个地区应尽量做到采样介质一致，便于对比。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第四节 水系沉积物测量方法应用,三、采样方法与工作布局 2、采样对象 前人研究结果说明：在正常山区（China Proper)应以采集淤泥及粉砂样品为主，但一般根据实验结果来定，特殊条件下可采集细砂甚至粗粒级部分。如我国北方和西北部一些受风成沙影响的地区，采集粗粒级部分可有效地排除风成沙的干扰获取比较真实的矿化信息，森林沼泽区可采集泥炭水系沉积物。,勘查地球化学,第三章水系沉积物地球化学测量,第四节 水系沉积物测量方法应用,三、采样方法与工作布局 3、采样位置 如果在河道中找不到这种合适的、有较多细粒物质堆积环境，则应尽量靠近水流，在水流渗湿的岸边采样。在采样时特别注意避免两坡塌积物的稀释作用。,