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地理景观与区域化探异常

2010-04-24 08:47:28 阅读5 评论0 字号:

        区域地球化学调查发现的异常,大致由三方面因素引起:一是主要成矿元素异常多数与矿化、矿体、矿田有关;二是部分微量元素和常量元素(化合物)异常反映岩浆岩、地层、构造等;三是少数地区有少数元素异常由矿山开采、工厂污染、人为环境所引起。因此,要解释研究区域化探异常,就必须认真、详细地分析、解释、检查或验证每一个异常,搞清异常的性质、来源和地质意义。

        找矿预测而言,解释推断区域化探异常,首先要了解与矿(化)有关的区域化探异常特点和地理景观条件。
一、区域化探异常特点
    (一)信息的直接性或直观性
    区域化探所圈定的异常一般对矿(化)体均具直观性。因为有什么矿(化)体,就会反映与之相关的成矿或伴生元素,例如:金矿体上会出现一组与Au有关的元素;铜、多金属矿床会出现一组与多金属矿(化)体有关的指示元素等等。不同元素组合特征反映在地球化学图上,可以直观地判别各元素地异常特征,如:浓集中心、浓度分带、元素组合特征、异常规模、形态和变化趋势等。
    (二)组合与分带
    矿(化)体的地球化学异常是由一些或一系列指示元素或组分组成的,这是由矿(化)体的化学组成决定的;这些元素或组分在空间上呈现一定的浓度分带和组份分带,这种分带是成矿时的地质和地球化学条件决定的。
在地球化学找矿工作中,根据指示元素或组份的组合和含量特征,可以判断引起异常的可能矿种和矿床类型;根据指示元素或组份的相对强度和分带,可以判断矿(化)体的剥蚀程度,进一步还可以研究空间上矿产的成矿系列等问题。
    (三)位置的相对性
    无论是土壤测量还是水系沉积物测量所获得的异常,往往与异常源都会发生不同程度的位移。这种位移与表生介质本身的位移程度和采样的布局有关。特别是水系沉积物异常的位移更为明显,可达几公里甚至更大的距离。因此,查明异常与异常源的空间关系,就成为异常查证中的首要任务。
    (四)表生作用带来的复杂性
    不同的景观条件下,表生地球化学作用会有很大的差异,制约了元素在表生环境中的分散和富集。因此,只有在同一景观内,异常才有较好的可对比性。
二、地理景观与区域化探异常
    地理景观是指气候、地形、地貌、疏松层性质、生物和地质环境等诸多因素地综合。它决定和标志着一个地区的表生作用和条件。地理景观不同,表生地球化学作用也就不同,元素在地表迁移、分散、富集的规律也就不同。因此,以表生介质为采样对象的地球化学调查所发现的各种元素异常,在异常对比和解释上,除考虑引起异常的原生因素(地质背景、矿床类型)以外,在相当程度上必须注意异常所处的地理景观条件及表生地球化学环境。一般来说,只有同一地理、地质景观区的区域化探异常才有对比研究的基础
    在我国开展区域化探调查,任天祥等将全国划分为十类地球化学地理景观区。即:内地沿海低山丘陵区、内地沿海冲积平原区、干旱荒漠区、半干旱草原荒漠区、高寒山区、高寒湖沼区、森林沼泽区、岩溶区、热带雨林区和黄土高原区。下面以水系沉积物测量为主,简要介绍我国几个重要景观区的表生地球化学特征和对化探异常及元素分布的影响。
    (一)内地沿海低山丘陵区
    该景观区可以再划分为两个亚景观区:准河以北半湿润低山丘陵区和准河以南湿润低山丘陵区。
半湿润低山丘陵区年降水量约400800mm左右,化学和物理风化作用介于干旱区与湿润区之间。与基岩相比大部分元素在水系沉积物中略显富集,富集系数不大。富集系数超过1.5的仅为HgAsSbPbNbZr等少数元素。但该亚景观区中碳酸盐岩分布区例外,在碳酸盐岩分布区CaMgBBe等元素在水系沉积物中大量淋失,显著贫化,富集系数多在0.350.6左右,而其它元素多发生明显富集,富集系数>1.5的计有SiO2A12O3。、Na2OPTiVCrCuPbZnCdHgAgAsSbBiWMoThRbSrBaLiLaYZrNb等。
    湿润低山丘陵区年降水量>800mm,多在1000mm以上。化学风化作用和淋失作用明显增强。其中最突出的是在水系沉积物中碱金属和碱土金属如CaNaMgKBaSrRb等大量淋失、显著贫化,其中Ca的富集系数仅为0.06Na0.19。大多数元素在水系沉积物中或略有富集或略有贫化,仅AuAsHgSbZr等元素显著次生富集,在水系沉积物中的富集系数达2左右。湿润区中的碳酸盐岩区,在广西、贵州、滇东南、湘西有大面积分布,由于表生地球化学特征特殊,划为岩溶景观区。
    (二)岩溶区
    岩溶区又称为喀斯特地区。分布在我国南方气候湿热多雨的石灰岩地区。可进一步划分为中低山岩溶区、低山丘陵岩溶区和岩溶平原区等次一级景观。由于碳酸盐易溶,经长期侵蚀和溶蚀作用,区内峰丛、峰林、溶洞和地下河发育,基本造岩元素CaMg绝大部分被淋失转入水溶液后呈CaHCO32MgHCO32搬运,仅有极少量转变为次生碳酸盐矿物进入粘土。因此造成灰岩地区水系沉积物和土壤中CaO含量极低,平均值约为0.75%左右,为基岩中CaO含量的0.01左右,基岩中的次要造岩元素SiA1FeMn等残留在疏松层中。SiAl主要进入粘土矿物;FeMn通过水解呈氢氧化物沉淀,使疏松层和沉淀物中见有较多铁、锰物质含量和铁、锰结核。基岩中的微量元素,在岩石风化过程中由于CaMg大量淋失、FeMn聚积和粘土矿物的吸附,使其在土壤和水系沉积物中强烈次生富集。其中WSnAuHgMoBi等元素的次生富集高达一个数量级以上,甚至达工业开采品位。在岩溶区进行区域化探异常评价时,FeMn及微量元素的次生富集作用是一个不可忽视的重要因素。它与北方半湿润地区的碳酸盐岩分布区不同之处在于它的CaMg的淋失作用和微量元素的次生富集作用更加强烈。
    岩溶山区宜于开展水系沉积物测量;但峰丛、峰林、岩溶凹地分布区,由于水系支离破碎,封闭式、半封闭式和开放式水系同时存在,甚至无地表水流出现,使水系积物中异常的规模可比性差。
    (三)干旱荒漠区和半干旱荒漠区
    这类地区的特点是,大陆性干旱、半干旱气候,降雨量稀少(干旱区一般<150200mm,半干旱区200400mm)蒸发量大,水份缺乏,许多地方几乎无地表径流。夏季高温,冬季寒冷,日温差大,植被稀疏,风大沙多,风蚀、风搬运和风积作用强烈。这类地区的山区和丘陵区,在干沟中有季节性洪流冲积物,可进行水系沉积物测量。由于风的吹蚀、搬运、分选和堆积,使地表疏松层和水系沉积物中不同程度地混入了风成沙及其它风成物质,除风蚀剥蚀作用区风成沙较少外,其余地区一般都干扰严重,不仅改变和杂化了疏松层和水系沉积物中的元素分布,而且往往使异常含量大大减弱,甚至使异常消失。研究表明,在干旱荒漠区截取-10mm+0.9mm粒级、半干旱荒漠区截取-2mm+0.45mm粒级一般可有效减少或xx风成沙干扰。
    以风蚀剥蚀为主的地区,由于风的强烈吹蚀作用,轻矿物大部分被搬运,可形成残留重矿物(如金、锡、钨等)异常和顺风向的风成异常。
    干旱荒漠和半荒漠区,由于强烈的蒸发蒸腾作用,使地表呈碱性和偏碱性环境,在蒸发蒸腾作用和碱性地球化学障下,使许多碱金属和碱土金属元素如CaMgNaSrBaS和一些微量元素如VMoUThAuAs等在土壤和水系沉积物中发生次生富集。
    由于干旱荒漠区和半干旱荒漠区表生地球化学环境复杂,异常之间的可比性相对较差,也使异常解释变得更加复杂,特别是风成沙普遍干扰的地区尤应引起注意。
      (四)高寒山区
    主要指分布在我国西部、海拨4000公尺以上、年平均气温0℃以下的地区。这类地区的雪线以上地带,终年冰雪覆盖,冰川发育。区内寒冷而潮湿,物理风化与化学风化均较发育,其中物理风化作用尤甚。区内气候、植被、土壤呈明显垂直地带性分布。随海拨增高,物理风化增强,随海拨降低,化学风化增强。水流搬运作用强烈,河水除降水补给外主要由冰雪融化补给,形成日变性暴涨。冰川作用、冻融作用、泥流作用和河流搬运作用是高寒山区元素在地表发生较大距离迁移的主要原因。特别是在切割较大的山区,许多成矿元素在水系中的迁移距离可达数公里至数十公里。致使有规模的矿化都能在水系中形成相当规模和强度的异常。在水系沉积物中元素主要在细粒级物质中富集。但高寒山区中的丘状高原则是例外,这里地表切割较少,水系不发育,地表普遍有草皮覆盖,风化产物的搬运受到限制,一般难以形成规模较大、强度较高的水系沉积物异常。
    (五)森林沼泽区

    分布在我国东北部大、小兴安岭一带,属北寒温带湿润气候区。夏季温和湿润,冬季严寒漫长,冰冻期达200300天。发育连续多年冻土和岛状多年冻土。山体多被森林覆盖,沟谷中沼泽发育。
可分两个次一级景观:(1)浅切割中低山区:水系比较发育,山坡土层极薄,多石流。残积层中一些元素(如MoAgSePbV等)强烈富集,地表腐植层中多数元素相对贫化,一级水系和沟谷两侧沼泽发育,沉积物主要由泥炭组成。仅二级、三级水系河床底部有碎屑沉积物。与残积层相比,水系中碎屑沉积物中元素发生贫化,而以泥炭为主的沉积物中表生活动性强的ZnCuMnAg等元素明显富集。(2)微浅切割的低山丘陵区:这里山体浑园、沟谷开阔,水系不发育。一级水系源头、沟谷两侧以及平坦的分水岭都发育沼泽,沼泽化面积占2030%。仅在二、三级水系的河床底部有碎屑沉积物,其它地段均以泥炭为主的沉积物。
    该区总的特点是化学风化显著增强,从基岩→残积层→水系沉积物,活动性元素趋向贫化。与碎屑沉积物相比,水系中泥炭沉积物中易活动元素如CuAg等明显富集,且主要以有机络合物形式存在;而活动性小的元素如Au,在泥炭中含量明显降低。

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