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对森林沼泽—冻土景观区化探异常查证方法的探讨
来源: 作者:管理员 时间:2008-05-05 Tag: 点击:

马晓阳  崔玉军  李祥佑

摘要 根据森林沼泽一冻土景观区特点和化探异常查证工作中所遇到的实际问题,提出区域主成矿元素分析和与主成矿元素相关的元素累加或累乘法筛选异常,网格化(200×200m300×300m)土壤测量是化探异常踏勘检查中经济有效的手段之一。在化探异常查证中,要根据异常区的地质特征,推测可能存在的矿床(或矿化)类型,选择恰当的工作方法。对异常的解释推断不仅仅局限在基岩中元素的含量上,还需要根据异常区的地质特征、地理条件和岩石的风化程度来推断深部新鲜基岩中的元素含量对异常是否存在,异常是否有进一步工作价值,提出恰当的建议。

关键词  化探异常 查证方法 森林沼泽—冻土经管区

 

                 前  

    黑龙江省的中、低山区多为森林沼泽一冻土景观,在该景观区地表植被覆盖厚,沼泽发育,很少有基岩裸露,土壤层的分布极不稳定,永冻层或岛状多年冻土发育。在表生环境中影响元素迁移和富集的因素较多而且复杂,其中以物理风化作用为主,而化学风化和生物风化作用也具有相当强的规模,所以各种次生异常的形成过程往往是各种风化作用对矿体或矿化体共同作用的结果。化探异常的形成除了与矿化类型、元素的存在形式等矿体内在因素有关外,还与景观条件有关

    长期以来,常规的矿产勘查方法在森林沼泽一冻土景观区的找矿效果不理想。到二十世纪末才有针对性地对森林沼泽一冻土景观区的120万~15万化探工作方法进行了较系统的研究:发现金等成矿元素主要在水系沉积物粗粒级(-10目~+60)中富集,而有机质则在细粒(-60)中富集。因此森林沼泽景观区15万水系沉积物测量的最佳采样介质是水系中的粗碎屑物,同时注意消除假颗粒。根据研究结果指导野外生产,使化探异常的清晰度明显增强,取得了明显的地质和找矿效果。但是,在后续的异常查证中暴露出异常查证方法上的不当,对异常查证结果上的认识不足,而轻易地否定了原化探异常,造成漏矿或原因不清的现象。笔者根据森林沼泽一冻土景观区的特点,结合元素迁移和富集的规律,试从如下几个方面来探讨15万化探异常查证上的方法技术的选择,及对弱小异常的认识。

   1 异常的筛选

    15化探普查工作是从大的区域上发现化探异常为目的。一处化探普查区往往数百至上千平方公里,圈定出几一几十处化探异常。因此化探异常的筛选工作是异常查证的先导,筛选的目的就是去伪存真,尽可能优选出属于矿体、矿化体的异常进行查证。化探异常的筛选方法有很多,笔者认为主要应从如下两个方面进行筛选。

    1.1地质背景分析

      地质背景分析是化探异常筛选的首要任务,矿源、热源、水源(“三源”)及特定的构造环境是成矿作用的必要条件。在单一的地质事件中要分析是否有可能存在新的(没发现)地质事件,从区域地质分析上发现地质异常区。在不同的地质事件中往往形成不同的矿种和矿床类型,即使是同一地质事件中所形成的矿床类型也不尽相同,要根据元素组合特征判断可能存在的矿床或矿床类型。

    1.2化探异常特征分析

     化探异常的圈定含有一定的人为因素,因此异常的各种参数也受主观因素的影响。但是区域(或子区)中元素之间的相关性具有客观性的一面。因此化探异常的研究应从组合异常人手,主成矿元素的判断应从区域成矿规律和异常元素组合、异常区的地质特征分析,不应当仅仅局限在元素的含量和规模上。利用与主成矿元素相关元素的相关系数作为可靠系数,用与主成矿元素相关的元素累加或累乘指数来圈定异常(I=Ri*xi x,Ri为某元素与主元素的相关系数,xi为某元素的含量,x为某元素含量的平均值),这不仅能发现出露地表的矿床,而且也有利于发现隐伏矿床,特别是主成矿元素异常弱小的化探异常。例如漠河县某异常主成矿元素金的最高值是60×10-9,平均值是23×10-9,而与金相关的银、砷、锑、汞等元素的含量高、规模大,如果仅仅根据异常元素含量的高低和规模的大小来判断,则主成矿元素为汞,显然是不合适的。在该区进行成矿规律分析则认为金为主要成矿元素,用金及其相关元素的累加指数规模对区域异常进行排序,则该异常名列前第2位,对该异常进行检查证明异常是由地表金矿化体弓l起的,推测深部可能存在金矿体。

     2 异常踏勘检查

      l5万化探普查优选出的异常一般都要进行踏勘性检查,但由于l5万化探普查的取样介质主要是水系沉积物,在囤定化探异常虽然考虑了地形因素,但是水系异常的走向和位置仍受水系采样位置的影响,代表不了矿体、矿化体的走向和位置。由于矿体、矿化体在地表出露的面积远远小于水系沉积物异常的面积,通常的土壤剖面法踏勘检查是在异常的浓集中心附近垂直异常的走向布几条土壤剖面,剖面间距在500800m,点距在2(40m。这种异常踏勘检查方法很难给异常定位和定向,甚至在土壤剖面中没有异常的显示而轻易地否定了原化探异常,因此土壤剖面法异常踏勘检查容易漏掉矿体或矿化体,对后期的异常查证工作不利。如果选用网格化土壤测量并配合地质观测进行踏勘检查。则能减少地形和人为因素的影响,能客观地反映出异常的形态和异常的走向,为后续的异常查证提供了更详细的资料。网格化土壤测量为正方形网,用GPS定点,每平方公里采取土壤样品在1220个之间。因此网格化土壤测量是经济、快速、效果较理想的一种l/5万化探异常踏勘检查方法。

     龙河林场某异常是以金为主伴生银、砷、锑、贡的组合异常,异常套合较紧密,异常特征见下表 

 

Au

Ag

As

Sb

Hg

面积(km2)

3.86

3.53

3.38

13.22

19.2l

最高值

IO3

0.760

101.5

52.87

6.285

平均值

4.6

O415

70.5

15.93

0.653

衬度

2.01

1.89

1.38

3.06

4.35

规模

7.76

6.67

4.66

40.45

83.56

浓度分带

内、中、外

中、外

内、中、外

内、中、外

 

   在2000年选用剖面法对该异常进行踏勘检查,检查结果既不能确定异常的形态、另常的走向,也不能确定异常的性质、异常是否具有进一步工作的价值,因此效果不理想。

    2001年改用网格化土壤测量(250×250m)并配合地质观测进行踏勘检查,共取土壤样品46个,发现三条北北西向的AuAgAssb组合异常带(1),异常的走向与地屋中岩脉走向基本一致。该异常位于近东西向大断裂带附近,异常区主要为侏罗系额木身河组砂岩、砂砾岩,燕山期的玄武岩()、闪长玢岩()、英安岩()等脉岩呈近南北向侵/^到侏罗系地层中,岩脉及其围岩具有黄铁矿化、硅化、绢云母化、高岭土化等蚀变现象。测异常可能与金矿体或矿化体有关。

    3对土壤测量结果低q-水系沉积物异常的认识

     15万水系沉积物测量的取样粒度在一10+60目能够减少有机质的干扰,使异茵的清晰度明显增强,提高了找矿效果,但在异常查证中也遇到土壤测量结果远低于水系哲积物测量元素含量的情况,土壤异常中主成矿元素含量低,浓集中心不明显。遇到这种怍况,应从如下几个方面分析:(1)土壤测量的取样深度:根据众多的实验证明,黑龙江表璺环境,岩石在成壤过程中金是被大量带出的,金的活动性较强,并且土壤的成熟度越高,越淋滤带出的金就越多。通常在矿体或矿化体上的土壤表层(30cm)中的金含量与背景区土壤中的金含量没有较大的差别,如果土壤取样深度在30cm左右,很可能发现不了矿体或矿化体异常,当土壤取样深度在5060cm,则可以发现清晰异常。(2)土壤样品加工粒度:土壤样品加工粒度的选择正确与否是关系到土壤地球化学测量成败的关键。不同的地区有不同的风化特点,即使是同一地区由于矿床类型的不同,元素在土壤中的富集粒度也不相同。在金矿中,富含硫化物抗风化能力弱的金矿,在土壤中金元素主要在细粒级中富集;而在富硫化物的石英脉型金矿中,如果化学风化作用较强,则金元素可能在土壤细粒中富集;在贫硫化物的石英脉型金矿中,金元素主要存在土壤中的石英碎块或石英碎屑中。所以土壤样品加工粒度的选择,应根据景观区的特点和可能存在的矿床或矿化类型及实验结果而确定

    某高地异常是在2000年进行15万水系沉积物测量发现的,异常以金为主,伴生银、砷、锑、汞等元素(异常特征见表2),异常套合紧密,异常浓集中心明显。该异常处在北北东向的断裂的边缘,异常区出露的岩石为侏罗系砂岩,上覆盖白垩系流纹岩、安山岩,由于火山作用在火山口周围形成一系列次级断裂,该异常区的地质特征与日本菱刈金矿相似。在2001年对该异常进行土壤地球化学测量(网度为200×40m),由于没有考虑该区可能存在的矿化类型,仅根据邻区的实验结果确定该区土壤测量样品加工粒度为一40目,结果土壤中主成矿元素金的含量明显降低,经整理仅圈出两处较有意义的异常,而且异常以AsSb为主,Au元素最高含量为90×10-9,平均为50×10-9

                                表2  某高地异常特征

元素参数

Au

Ag  

As

sb

   Hg

异常点

19

4

6

6

11

面积(km2)

5.7

1.0

1.6

1.5

2.1

最高值

44.0

  0.380

78.0

15.03

0.762

平均值

9.8

0.288

70.4

9.72

0.261

村度

4.1

1.44

1.17

2.02

<, /TD>

1.74

规模

23.37

1.44

1.87

3.03

3.65

浓度分带

内中外

中外

中外

对异常区重新进行地质观测,结果发现三处石英脉转石,石英脉呈杂色,空隙发育,石英脉转石中含有石英角砾和安山岩角砾,在灰黑色石英脉中有粉尘状黄铁矿,石英脉转石恰好处在土壤异常中,这证明该区在火山期后存在至少两期的热液活动,对石英脉转石进行分析,结果见表3,说明异常与石英脉有关,原生的石英脉可能就是矿体。由于石英脉中硫化物含量较低,该区主要为物理风化,石英脉风化后多成块状或岩屑存在于残坡积物中,其粒度远大于40目,因而土壤测量中主成矿元素金的含量较低。残坡积物中的石英碎块经风化作用和地表水的搬运磨蚀,粒度逐渐变细,但当石英颗粒达到O3mm(相当60)时,物理风化作用对它的影响就相当弱,因而大多数石英脉风化产物集中在03mm以上,而15万水系沉积物测量的取样粒度为一10+60目,因此能发现清晰的异常。

可见,化探异常的变弱的因素是多方面的,要对异常区的景观条件和可能存在的矿床类型进行综合分析,特别要注意方法技术的选择和野外地质观测,不漏掉任何找矿线索,不要轻易地对异常进行否定。

                           表3石英脉中元素含量

          元素

点号        

 Au

Ag

As

Sb

    676409

10.4

0.39

 321

 23.1

    348400

196

1.25

1094

67.4

    612409

117

1.12

810

558

     4 矿体品位与风化作用

    在森林沼泽一冻土景观区,土壤分层结构中除了具有正常的ABCD层外,还由于冻土的影响有独特的两元结构模式,即上为季节性融化层(即活动层),下为永冻层。在融化层和永冻层之间存在着冰水界面,由于冰水界面的存在,极大的减少了摩擦力,因而异常与矿体之间的位移是相当大的。由于冰胀作用,使处在融化层和永冻层之间的原岩(包括矿体、矿化体)极度破碎,多 为风化基岩,在地表水的长期浸泡和缓慢流动下,原岩(包括矿体、矿化体)中的金等成矿元素被大量带出,使矿体或矿化体的品位降低,同时由于冰举作用,使深部的矿体或矿化体岩块逐渐上升并接受地表水的浸泡作用和淋滤作用,因此在森林沼泽一冻土景观区的矿体上部很少存在富集层。由于冻胀作用主要是沿岩石的裂隙和节理面发生,因而不同的岩性或不同的矿床类型,在同一景观条件下的风化程度也有所不同,可以根据岩石或矿体的风化程度估算原生矿体的品位。由于土壤的两元结构模式是森林沼泽一冻土景观区所特有的与土壤的分层结构不存在对应关系,而与地理环境有关,因此在估算原生矿体品位时应根据实验结果而定.

   4 结论

     森林沼泽一冻土景观区元素的表生变化极为复杂,15万化探异常的查证要根据区域成矿规律选取主成矿元素和伴生元素,这样有利于发现隐伏矿床,避免把前缘元素作为主成矿元素。网格化土壤测量能客观地反映出异常特征,是一种经济高效的异常踏勘检查方法。异常查证方法技术的选择应根据异常区可能存在的矿床类型和实验结果而定,对于异常变弱的原因要从方法技术和景观特征进行综合分析,勇于承认技术上的失误,不要轻易地否定异常,造成漏矿现象。在异常的查证中通常的地表工程均处在活动层和永冻层之间,岩石(或矿体)极破碎,由于地表水的淋滤带出作用使矿体品位均较低,要根据岩石或矿石的风化程度推测原生新鲜岩石或矿石的品位,不应局限在分析数据上,总之森林沼泽一冻土景观区的化探异常查证方法是一个不断实验、不断发展的过程,从生产中不断地总结经验并反过来指导生产,总结出更加适合森林沼泽一冻土景观区的化探异常查证方法,使矿产勘察更上一层楼  (摘自《黑龙江国土资源》)


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