第七章第4部分--他类型地球化学找矿

1、第七章 第四部分 其他类型地球化学找矿,除了上述三种方法外，下面简要介绍气体地球化学找矿、水文地球化学找矿及生物地球化学找矿。其中尽管有的方法形成较早（水文地球化学找矿和生物地球化学找矿），但由于各种因素的影响和限制而应用不够广泛。不过在一定条件下还有其特殊的作用，有的还有广阔的发展前途。,第一节 气体地球化学找矿,简称气体测量。这种方法是系统测量天然物质（如土壤、岩石、大气等）中气体的化学成分，以发现与矿化有关的气体地球化学异常进而找寻矿床，以及解决其他地质问题。 人们很早就知道在各种地质成矿过程中，有许多气体积极参加了作用，但直到20世纪60年代，由于测试技术的进步和覆盖区找矿的需要，气体

2、测量受到人们的重视，已由试验转入生产。在金属矿产和可燃性矿产的普查，尤其是深部找矿方面，已取得明显的效果。,目前用于气体地球化学找矿中的气体有：汞蒸气、CO2、SO2、H2S、He、Rn、CH4及烃类气体、O2、H2等。其中研究最为深入、使用最为广泛的是汞蒸气，而CO2、He、Rn、CH4及硫化氢等气体次之，也有了一定的研究和应用。 根据测量的位置和对象不同，气体测量可分为三种： 土壤（岩石）气测：抽取土壤（岩石）中气体测量。 地面气测：将灵敏稳定的仪器装于汽车上，在合适的地形沿地面进行空气成分测量。 由装有高灵敏仪器的飞机对大气成分进行测量。,利用活动翼飞机进行空中取样,常见气体所能指示的有

3、关矿床,一、气体晕的形成 （一）气体的通性 气体不同于液体，就在于它们的分子间是分离的，只要没有压力限制，就可以自发地拉大分子之间的平均距离去占满空间。这一性质是气体测量的基本依据之一。,R-气晕半径 H-土壤厚度,理想气体异常示意图,假设在一个孔隙度为的均匀覆盖层底下，有一个气源，它散发出Q克气体，充满疏松覆盖物的所有孔隙，则形成一个半径为R的半球。此时，孔隙中气体的平均浓度 为：,在气体地化找矿中常用两种单位： 体积/体积：用%或ppm表示；不受温度压力的影响。 重量/体积：用ng/m3或mg/L表示；与温度压力有关。 所以应指明在标准状态下或其他条件下测得的结果。 两者在标准状态下是可以

4、互相换算的。换算公式为： 1（体积/体积）单位=22.4/分子量（重量/体积）单位（标准状态） 1 （重量/体积）单位=分子量/ 22. 4 （体积/体积）单位（标准状态）,（二）气体地球化学晕的形成 气体晕的形成机制有多种看法，但总的来说有两个原因： 内生成矿作用形成的原生晕； 表生作用引起的次生晕。 从已知矿床研究发现，某些成矿作用同时形成的矿物包裹体中，确实存在Hg、H2O、CO2、H2S、SO2、CH4、HCl、F、HF等气体组分。它们是成矿过程中，从成矿母液中捕获的原始气体组分。,矿床形成表生作用对气体晕的形成有着重要意义。如硫化物矿床氧化后生成的硫酸和硫酸盐是重要的溶剂，可以使很多

5、硫化物溶解，生成H2S和SO2，并呈气体逸出，在硫化物矿床上方的土壤和大气中形成H2S和SO2气晕，成为寻找硫化物的良好标志。如： CuFeS2+2H2SO4CuSO4+FeSO4+2H2S ZnS+H2SO4ZnSO4+H2S 2S+2O22SO2 H2SO4+CaCO3+H2OCaSO4+H2O+CO2 2CuSO4+2CaCO3+H2OCu2(CO3)OH2+CO2,上述可见，在成矿时或成矿后都可形成气体晕。这些晕都可直接或间接地指示矿体的存在。 气体异常在找矿中的作用有两方面： 根据气体晕直接找矿； 根据气体晕的空间分布特征查明局部和区域性的含矿和控矿构造。,二、汞气晕的形成及其影响因

6、素 （一）汞气的来源 根据国内外文献报道，大致可分为以下几类： 1.硫化物矿床； 2.氧化物矿床； 3.富汞岩石； 4.地热田； 5.油气田； 6.人为污染。,（二）汞气晕的形成 Hg的地球化学行为有两点是很特征的： 1.典型的亲硫元素 在内生成矿作用过程中，虽然岩浆作用阶段至低温热液阶段都有汞的参加，但是只在低温热液阶段才有汞矿床的形成。由于汞易挥发使其可沿构造裂隙和围岩孔隙迁移至远离矿体的地方，在矿床周围形成比矿体本身大得多的原生晕，自矿体向外可延伸数百米乃至一公里，大多数情况下汞的原生晕比其它亲铜元素的晕都大。,在表生作用下，由于辰砂(HgS)化学性质稳定，易性成重矿物分布于次生晕和分散

7、流中。汞的硫化物与氧作用可以被还原成游离汞，而从硫化物中分离出来。这种分离出的汞可以被有机质、粘土矿物和铁锰质胶体所吸附，因此，引起了汞在富含这些物质的表层土壤中富集，形成了壤中汞气晕。汞蒸气透过土壤继续向大气扩散，形成了大气汞晕。 Hg22-+2H+Hgo+2HS- HgS+O2Hgo+SO2,2.Hg及其化合物具有很高的蒸气压,不同温度下汞蒸气压数值表,不同金属元素蒸气压达到1mm/汞柱(133.3Pa)时的温度,不同金属元素的升华热数据,上述数据说明，Hg在低温下就可挥发。与其它金属相比，Hg是最易挥发的金属元素。即使在常温下，Hg的蒸气压也是显著的。 正由于Hg具有亲硫性、易挥发和高蒸

8、气压特征，在内生成矿作用中， Hg除在低温下形成 Hg矿床外，溶液中的Hgo气可沿构造裂隙和围岩孔隙迁移至远离矿体的地方，在矿体周围形成比矿体大得多的原生晕。自矿体向外可延伸数百上千米。大多数情况下Hg的原生晕比其它亲铜元素的晕都大。,在表生作用中，土壤中的金属汞和含Hg的硫化物不断释放出Hg蒸气，当Hg气被有机质、粘土矿物和铁锰质胶体吸附聚集，就形成了土壤中的汞气晕。汞蒸气穿国土壤向大气扩散时，就形成了大气汞晕。通过对岩石、土壤和大气中汞蒸气含量的测定，就可以圈定Hg蒸气，查明Hg蒸气的来源进行找矿。,（三）影响Hg气晕发育的因素 Hg气晕的形成主要受地质、土壤、气候等的影响。 1.地质条件

9、 首先，矿体中汞的含量必须比围岩高，这是矿体上覆土壤中汞气晕形成的必备条件； 其次是矿体的产状较陡，陡倾斜的矿体土壤中汞气晕可有较好的显示（可反映200m以至更深的矿体）；矿体产状平缓，汞气晕一般发育较差。 第三，断裂构造发育，有利于汞蒸气的扩散和在土壤中形成异常。如断裂构造中地下水循环条件良好，则更有利于汞以可溶性络合物自深部向上迁移，更能促进壤中汞气晕的形成。,2.土壤条件 土壤的厚度比较大，湿度和通气性中等，含适量有机质的亚粘土和壤质土，这样的条件对汞气晕的形成和保存是有利的。但基岩裸露或土壤厚度过小（30cm），土壤中水分过饱和或特别干燥，通气性过差或过强，以及有机质含量很多，这对汞气

10、晕的形成和保存都是不利的。,3.气候条件 气候条件的变化对异常强度有明显的影响。如雨天或晴天的汞气测量结果有显著的差别，这是因为雨后土壤孔隙中含水，可将汞蒸气排出，使通气性变坏，从而影响异常强度，风特别是大风对壤中汞气的稀释很严重，使所测结果难于对比。季节的变化对汞气异常也很有影响，气温较高的季节比气温较低的季节更有利于汞的气化和晕的形成。 上述三点在Hg气异常评价时应注意。,不同季节和气候条件下测试结果对比,三、汞气晕的特征 壤中汞气晕具有以下主要特征： 1壤中汞气晕的含量 土壤气中的汞量，与岩石、土壤、大气、水等因素密切相关，其分布是不均匀的，强度也不一致。但其背景值变化范围不大，一般为0

11、.010.20ng，0.20ng时可视为异常。工作中划分异常的标准最好是工作区的局部背景值，在矿田或矿区范围内的局部背景明显地高于壤中气中汞的一般含量。 异常衬度值一般大于3，多数在nn10之间。,2汞气晕的形态和规模 汞气晕的形态和规模与矿体的形态、规模、产状、埋深以及第四系覆盖物的厚度等关系极为密切。 汞气晕与矿体或矿带在空间位置上紧密相关，但较矿体在地表投影的范围大得多，一般宽约十米至百余米，有的可达数百米。 汞气晕可反映埋深200余m的矿体，如果水文地质条件有利，即使产状平缓的矿体，埋深400m余时，仍有异常反映。,3汞气晕与矿体的空间关系 汞气晕与矿体的空间关系归纳为以下几种类型：

12、（l）倾斜矿体与汞气晕的空间关系 倾斜矿体在含矿构造至地表的延伸位置上，一般有异常反映，异常强度与矿体的埋深有关。矿体底部的岩层中一般无异常反映。 （2）水平矿体与汞气晕的空间关系 水平产出的矿体，若上覆岩层是水平的，汞蒸气晕只能沿成矿后的构造裂隙向上运移，由于构造裂隙分布的不均匀性，故异常曲线往往是跳跃式的和不连续的变化，但并常的范围基本上与矿体的分布范围一致。,不同产状的控矿构造与汞气异常的关系,（3）直立矿体与汞气晕的空间关系 直立矿体的壤中气体异常一般强度大，衬度高，异常范围窄。 （4）断裂构造与汞气晕的空间关系 断裂构造上所出现的异常，一般较窄，与直立矿体的异常特征无明显区别，但它多

13、沿构造线在较大范围内分布。,四、汞气测量的应用 1.在岩层中寻找盲矿体 2.在外来厚层运积物覆盖区找矿 3.查明隐伏断裂构造 4.探测黑色金属矿床及有机可燃性矿床,汞气测量平剖面图,两江矿区汞气异常,五、其它气体测量的应用 1.SO2、H2S气体测量 硫化气体（ SO2、H2S ）对于硫化物矿床来说，是典型的气态指示组分，特别是SO2气体异常更为特征。硫化物矿床的硫化物氧化可形成SO2。在其上方土壤中浓度可达1550ppb，背景值为210ppb。异常可穿透厚层覆盖物到达地表土壤和大气形成异常。如江苏冶金814队曾对包括斑岩铜矿、铅锌矿、火山岩型多金属矿、石英脉型金矿等十多个矿床进行SO2、H2

14、S测量试验，取得一定效果。同样，美国、加拿大、英国、沙特、西班牙、纳米比亚等都有报道。,2.CO2和O2气测量 由于硫化物矿床氧化使其上方土壤中CO2偏高，O2偏低。可用CO2或CO2/O2作为某些矿床的找矿指标。俄罗斯有人认为：在干旱区，隐伏矿上方可发现清晰的CO2和O2异常，并且很少有假异常。英国皇家工业学院应用地化中心在爱尔兰、沙特、纳米比亚和美国的隐伏硫化物矿床上方观测到CO2和O2异常。,3.射气元素（He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn）测量 射气元素是寻找放射性矿床的有效方法。特别是He和Rn，用于寻找深部隐伏铀矿具有独特效果。现在主要是测定地下水中的He和Rn及壤中的He气。 如

15、：在江西大零低温铀矿水中He气测定，在矿床上方形成约1.6km2的He异常，He异常峰值与主矿体吻合，约为背景的160倍。同时也发现了Rn异常，但异常范围较小，吻合程度也较差。 又如：青海621铀矿矿体埋深300100m，He异常明显，范围广，与矿体吻合好。Rn气异常略差。,4.甲烷（CH4）及其它烃类气体测量 主要用于陆地油气田普查和勘探中。目前海洋石油化探也被认为是一种特别经济的直接找油方法之一。它的工作原理是探测油气苗。油气苗是碳氢化合物潜藏的重要指示。它们从海底游逸出来溶于海水中，被海水迁移和混合。一般说来，在距离油气苗源1020km处就可探测到CH4及其它烃类气体异常。,第二节 水文

16、地球化学找矿,简称水化学测量。这种方法是系统采集地表水和地下水样品，分析其中微量元素及其它地化指标，以发现与矿化有关的水化学异常，进而找寻矿床或解决其他问题。如进行地震预报和环境监测等。 样品为河水、湖水、泉水、井水、钻孔水、矿坑水等。,水文地球化学找矿方法的形成在20世纪50年代。由于地下水的循环深度较大，故水化学找矿具有很大的潜力，特别是在寻找深部矿床时用处更大。水化学找矿既可以用于中小比例尺的地质调查，评价区域成矿特征、划分成矿远景区，也可以用于大比例尺详查、勘探阶段，用于矿化范围的圈定和帮助物探异常的解释等。,一、天然水的化学成分及水化学类型 （一）天然水的一般成分 天然水成分是相当复

17、杂的。据现代测试，在天然水中已发现有近80种元素。它们多以离子、原子、分子、络合物等溶于水的无机化合物存在。同时也可有溶解于水中的有机质、气体及存在于微生物中。,与找矿关系最密切的地下水的成分： 阳离子：H+、K+、Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+等； 阴离子：OH-、Cl-、SO42-、HCO32-、CO32-、PO43-等； 气体：N2、O2、CH4、H2S及惰性气体； 未离解的化合物：Fe2O3、Al2O3、H2SiO3等； 微量组分：Br、I、B、Pb、Sr、Ba、As、Mo、Cu、Co、Ni、W、Sb、Be、Ag、Bi等； 有机质：氨基酸、蛋白质、糖、有机酸、

18、烃类等； 微生物：喜氧细菌、厌氧细菌等。 微量元素一般低于10mg/L。它们不决定水的化学类型，但对于水化学找矿有重要意义。,二、水分散晕的形成 水分散晕：矿床及其原生晕、次生晕的组分，在表生作用下部分被溶解而进入地下水和地表水，使矿床附近的水域中某些组分含量增高，或地球化学性质发生变化的异常地段。 通常将未受矿体和分散晕影响的天然水成为背景水。 水分散晕也是次生异常之一。 微量元素单位：ppb、ppm 常量元素单位：mg/L、mol/L 地球化学指标：金属阳离子、阴离子、阴离子团（ SO42- 、 CO32- 等）、pH、Eh,（一）水化学晕的形成 1.水化学晕组分来源 矿床氧化带的成矿元素

19、和伴生元素； 原生晕、次生晕中的成矿有关元素； 岩石中的某些特征组分； 人为污染。 前二者可造成与矿化有关的水化学异常；后二者可形成非矿异常或假异常。,2.水化学晕的形成 水晕的形成主要是由溶解作用、氧化作用、电化学作用及微生物作用、胶体作用等。 溶解作用：某些矿床中的成矿元素及其伴生元素容易溶解于水中形成水晕。如K+、Na+、 Cl-、Br-、I-等。 氧化作用：RSH2SO4H2SRSO4 （R：二价金属元素） RSO4 R2+SO42- H2SO42H+SO42- 金属硫酸盐的溶解，使水中富集SO42-（几百g/L）和金属离子（几十几百mg/L）。,电化学溶解作用 每一种金属硫化物同水溶

20、液（包括有金属离子）的接触界面处都造成一种电位差，与金属的电极电位相似（产生于金属与其盐溶液之间的电位金属的电极电位）。不同的硫化物与水溶液之间的电极电位是不同的。如：,部分矿物电极电位数据 高 白铁矿 +0.460.56 （伏特） 黄铁矿 +0.38 0.48 （伏特） 电 黄铜矿 +0.33 0.42 （伏特） 极 磁黄铁矿 +0.55 0.34 （伏特） 电 毒 砂 +0.234 0.577 （伏特） 位 镍黄铁矿 +0.22 （伏特） 方铅矿 + 0.14 0.29 （伏特） 辉钼矿 +0.14 （伏特） 低 闪锌矿 +0.12 （伏特） 如：Zn比C u活泼，失去电子，沿导线流向Cu

21、片。此时， Zn片上Zn本身变成Zn2+转入溶液。,由上述数据可见，任何两种硫化物都可构成一个特殊的原电池。电位低的硫化物容易失去电子构成阴极，其金属离子转入溶液中；电位高的硫化物得到电子构成阳极，金属离子变成原子停留在阳极。其结果使低电位的硫化物加速氧化和溶解，同时又是高电位的硫化物的氧化受阻。如：方铅矿闪锌矿组合。 在阴极：ZnS-2eZn2+So(ZnS:+0.12伏特) 在阳极： PbS+2ePbo+S2-(PbS:+0.14 0.29伏特）,电化学溶解作用已在实验室得到证明：如将方铅矿(+ 0.14 0.29伏特)与黄铁矿(+0.38 0.48伏特)粉末一起置于水中，Pb在溶液中含量

22、可达50mg/L，Fe含量几乎没有。而单独将两种矿物粉末在水中溶解时，Pb仅4mg/L，Fe2mg/L。 又如：将闪锌矿(+0.12伏特) 、方铅矿(+ 0.14 0.29伏特)、黄铜矿( +0.33 0.42伏特)、黄铁矿(+0.38 0.48伏特)一起放入水中，溶液中含Cu、Pb、Zn，而不含Fe，但Cu0.2mg/L，Pb1.4mg/L，Zn10mg/L。说明电极电位越小的硫化物溶解数量越大。,电化学溶解作用引起的水化学晕特征为： pH、SO42-变化不大； 金属元素在水中的种类和含量按其共生矿物电极电位不同而变化。 如：有的多金属矿床，因氧化带不发育，矿体埋藏较深，矿石中虽然黄铁矿、黄

23、铜矿含量较大，但水晕中金属离子却以Pb、Zn为主，Cu、Fe次之；在一些Cu、Ni矿区，矿物成分不管是以镍矿物为主，还是以黄铜矿为主、镍黄铁矿为副，都是以Ni的水晕为主；在Cu-Mo矿区，形成水晕以Mo为主，Cu、Fe含量不高。,微生物作用 经实验：将闪锌矿放入消过毒的器皿中进行细菌培养，经一昼夜后，析出Fe2+8.2g/L，Zn2+0.01g/L，pH从2.5增至3.5。 由于上述各种作用的综合结果就形成了水晕。随地表水和地下水的流动可带入河流、井泉和湖泊，也可以在钻孔和坑道出水点中被发现。,（二）影响水晕形成的因素 1.矿化组分的化学性质 这是形成水分散晕的内在条件，决定元素在水中迁移的主

24、要因素是离子电价、离于半径以及它们所决定的离子电位（离子电价/离子半径）。 离子电位小的元素，一般迁移能力较强，如Cu、Pb、Zn等。相反，离子电位大的元素，易水解沉淀形成难溶的氢氧化物，不易迁移，如Al、Sb、Si等。,2.水介质的酸碱条件 水介质的酸碱条件可影响水中金属离子的稳定性。如水为酸性时，Cu，Zn、Co、Ni 等元素成为离子状态在水中迁移形成具有一定规模的晕。当水为碱性时, 上述元素从水中析出;相反Mo、W等元素在水中则较稳定，可以迁移成晕。,3.氧化一还原条件 氧化-还原条件也影响水中金属离子的稳定性。在氧化条件下，Cr、V、S等形成易溶的组合物，在水中存在并迁移成晕； Fe、

25、Mn则相反，只在还原条件下才溶于水。因而，氧化一还原条件对水分散晕的形成也有很大影响。,4.水的交替作用 水的交替作用的强弱随气候、季节、地形、岩性而不同。一般在潮湿气候、雨季、地形切割较强、岩石透水性良好的地区，水交替作用表现很强；反之则弱。过弱和过强的水交替作用，都不利于水中金属的富集。在潮湿地区，应在水交替作用弱的季节进行工作，而在干旱地区应在水交替作用强的季节进行。,5.围岩的性质 围岩的性质影响水分散晕的形成不仅反映在围岩的物理性质（孔隙性、裂隙性）影响水的交替作用，也反映在围岩的化学性质影响水介质的酸碱条件。富含碳酸盐的围岩，可中和矿体附近的酸性水。使其pH值增高使得水中一些与成矿

26、有关的金属离子沉淀，从而影响水分散晕的发育。,6.矿床类型 矿床类型不同，矿石的矿物共生组合不一样，成矿有关元素在氧化过程中转入水溶液的难易程度很不相同。如金属硫化物矿床，不仅含有较多的硫化物，特别是普遍含有较多的黄铁矿，氧化后可形成大量H2SO4，有利于Cu、Zn、Ni、As等元素转入水中形成水分散晕。相反，有的矿床矿石矿物以氧化物为主，硫化物（包括黄铁矿）很少时，上述成矿有关元素在水中溶解度低，限制了水分散晕的发育。,7.构造裂隙发育程度 构造裂隙是地下水循环的通道，构造裂隙的发育，有利于氧化带的发育，有利于地下水与矿体的接触及成矿元素的带出，因而使成晕元素进入溶液而形成水分散晕。,(三)

27、水晕与矿体的空间关系 水晕的分布，常常因矿体的埋藏位置与气候及潜水面的关系不同，其分布形式也不一样。一般可分为三种基本形式： 矿体位于潜水面以上的饱气带。其形成的水晕有间歇性，干旱时不发育，只有在雨季时出现暂时性的水晕。 矿体跨于潜水面上、下。发育常年性水晕，但高含量地段的位置有变化。雨季在矿体附近；旱季在河谷的泉水出露区。 矿体在潜水面以下的饱水带。水晕发育与否取决于矿体位置的深浅。如近地下水面，晕发育较好，见地下水处就能见水晕；如埋藏很深时。只有在干旱时进行泉水调查时，才能发现异常。,水晕与矿体的空间关系,三、几种类型矿床水化学晕的基本特征 水文地球化学找矿适用于地形切割较强或中等、水系发

28、育，特别是水系受地下水补给的地区。水晕的基本特征是水化学找矿的重要依据。 1.金属矿床水化学晕的基本特征 水化学晕的组分 酸性水中含量增高的元素有Cu、Zn、Ni、Co、Cd、As、Mn、Sn、Au； 碱性水中为B、F、W、Mo、Nb等； 富含二氧化碳的水中Be、Ge、Cs、Zn、Ag的含量可以增加。 中性水中，许多化合物属于难溶的，如Be、V、Bi、Sn、Se、Ti、Th、Cr、Zr、U的氧化物； Bi和Sb的氧化物，Ag的氯化物，Ba和Pb的硫酸盐等。 根据元素的地化性质在不同的条件下选作指示元素。,德兴铜矿田水化学异常图,Cu2+ 0.05 0.20 0.80 mg/L,SO42+ 2.

29、0 040 8.0 mg/L,另外，在硫化物水分散晕中，还可应用SO42-的含量及（ SO42- /Cl）的比值作为找矿的指标；如有的硫化物矿床的水分散晕中，SO42- 的含量比一般水中的含量可高达2030倍，迁移距离可距矿体几公里以外。 pH的变化也具有一定特征，天然水pH一般为49，而在硫化物矿床附近的地下水中，pH可降至3，甚至2。 总矿化度，可作为辅助找矿标志。,指示元素含量 一般在未受矿体影响的地下水或地表水中，金属元素的含量较低，如Ni、Cr、Pb、Ag、Mo等元素的含量n10-6g/L; Cu为n10-6g/L；Zn为110-6g/L。而受矿体影响的地下水中，这些元素的含量可增高

30、；Zn和Cu为（68）10-4g/L；Ag和Mo为110-4g/L； Pb、Ni、Cr为1x10-5g/L。在直接和矿体接触的酸性水中，其含量Pb为 1（10-310-4)g/L；Cu和Zn110-1g/L或更高。,水分散晕的形态和规模 水分散晕的形态和规模, 除受矿体本身的形态和规模的影响外，还受矿体所处的地质条件，指示元素的性质，以及水介质的影响。 如有些矿点的分布受断裂构造控制，因此水分散晕也沿断裂呈线状分布。如陕西某锑矿区的水地球化学异常，其形态和展布方向受辉梯矿脉及硅化带的分布范围及其走向的控制。,水分散晕与矿体的空间关系 如果发现Cd、Co、Bi、In、Sn、Cu、Pb、Mo的含量

31、增高，Zn和SO42-等是强异常，pH值也较低，地下水的水化学类型可能为硫酸盐型（总矿化度110gL，呈酸性、弱酸性至中性，含有一定数量的SO42-）。在这种类型水中若所有含量增高的金属元素的组合与矿体内矿物成分的共生组合基本一致或相近，说明距矿体很近，一般不超过几十米。,2.盐类矿床基本特征 岩盐矿床水分散晕主要有以下特征： （1）具有高矿化度的碳酸盐、硫酸盐或氯化物型水（氯化物型水：总矿化度一般大于5g/L，中性或弱碱性，含大量NaCl为特征）； （2）出现Cl、Br、I、B、K、SO42-等的异常，其含量高于背景值的45倍。,3.铀矿床水分散晕特征 地下水中存在着放射性元素及其伴生组分的

32、水分散晕，如铀、镭、氧等在水中均有较高的含量。铀的含量一般为n10-5n10-2g/L，在强酸性条件下（pH3），最高可达n10-12gL。镭的含量为n10-8n10-9gL。氡为10050000埃曼（一升空气或一升水中含10-10居里的Rn称为一埃曼）。常伴生有Cu、Pb、Mo、Zn、Ni、V等元素含量的增高，pH值的降低。 铀、镭、氡均达到异常值的水文地球化学异常，往往与铀矿化有关，并且是近矿标志。,4地热的水化学异常特征 氯化钠型水：它是地下热储系统中最常见的类型。水中常见的离子是氯离子。氯化物与硫酸盐比值高；阳离子主要是钠离子。热水由深部上升时，伴随有CO2、H2S等酸性气体逸出，使p

33、H值升高，达到地表时呈弱碱性状态。我国西藏羊八井热田内的水化学类型，以氯化物一钠型水为主，氯含量在400600mgL之间。 酸性硫酸盐型水：通常以蒸汽为主的地热田，地热流体多为酸性硫酸盐型水，氯化物含量很低。如印度尼西亚卡马疆地热田就属此类型，热泉硫酸盐浓度高达1500mgL，pH值为2，氯化物浓度2mgL。,5.油气田水化学晕特征 油气田水文地球化学测量主要研究土壤水和底土水，以查明它们受深处渗出的碳氢化合物影响的痕迹。主要标志有：H2S、CH4、NH4+、CO2、B、Br、I的含量明显增高。,第三节 生物地球化学测量,简称生物测量。是系统地测定生物体内元素的含量及其生态特征，以发现与矿化有

34、关的生物地球化学异常，进而找寻矿床。狭义的生物地球化学测量就是植物地球化学测量；广义的生物测量为植物地球化学测量、地植物学测量及其某些动物和微生物地化测量的总称。,据报道，在芬兰有人利用经过训练的狗对SO2和其它气体的敏感性，嗅出隐伏硫化物矿床；利用白蚁寻找厚砂砾覆盖下的金矿床；利用鳟鱼肝内Cu、Zn等金属元素的含量变化特征，作为找铜锌矿的线索。另外还有人分析蜜蜂的蜂蜜及身上附着的花粉来找铜矿等等。但这些方法都属于零星试验阶段。因此，所谓“生物”地化测量现阶段实际上主要还是利用植物和植物中微量元素的含量变化特征，作为找矿线索和标志。,生物地化找矿形成较早。三十年代北欧各国就开始试验，随后原苏联

35、、加拿大等国也开始应用。五十年代初至今，我国有人在长江中下游、湘西、川西及黑龙江等地，在铜、金、多金属、铀等矿床上进行的试验，取得了一些成果。,生物地球化学测量主要是用于疏松覆盖物较厚（520m）的地区，如厚层运积物、冰碛物及沼泽发育区。 由于生物地球化学测量在理论和方法方面还不太成熟、生物分布不均匀及加工分析植物样品较麻烦，更主要的是一般的工作人员缺乏植物学知识与训练。所以，这种方法始终处在少数人的零星工作。考虑到在一定景观条件下，这类方法有独到之处，有必要作一简单介绍。,一、生物地球化学异常的特性 植物的生长是与周围的环境分不开的，其营养物质主要来源于土壤、水和空气。由于矿床及其原生晕的风

36、化，使得土壤及其地下水中富含一定的成矿元素和伴生元素，这些元素可以被植物吸收，并在植物体内逐渐积累起来，产生了植物体内某些元素含量增高的现象，称之为生物地球化学异常。通过对植物灰份的分析可以发现这种异常，并作为找矿的标志。,（一）生物地球化学异常的组分 在新鲜的植物，一般含有80的水，20的干燥物质。在干燥物质中，氧占42，碳占45，氢占6.5，这三者通过燃烧和灰化除去，可以留下大约6.5的灰份。 在不同的植物器官中灰份的比例也不同。一般从木质部分到叶子，灰份不断增加。所以人们通常取树皮和叶子作样品。 植物灰份中的元素是很复杂的，约有60多种。其中：C、H、O、N、P、S、K、Na、Ca、Mg

37、、Si、Mn、Fe、Al等含量较高。,植物体内的化学元素。根据其对植物的生长作用，可以分为三类： 1.常量营养元素：如H、O、N、P、C、K、Ca、Mg等； 2.微量营养元素：Fe、Cu、Mo、Zn、Mo、B等； 这些营养元素是植物生命循环所必须的，对每种植物都有一定的需要数量范围，过大或过小都会影响植物的生长。 3毒性元素：如Ag、Be、Hg、Cr、Co、Ni、Pb等，这些元素若被吸收过量, 可以使植物致死，或使植物生态发生畸变。,元素的生物地球化学分类,（二）影响植物体内化学组分的主要因素 一个理想的取样植物应具有这样的条件，即灰份中化学元素含量应与土壤中的含量成确定的关系（正比或反比），

38、而且这种关系是具有重现性的。但是，由于外界条件对植物体内的化学成分影响很大。有人认为在20种以上。主要因素可能有：,1.土壤的组分 植物中的化学元素主要是通过植物根系从土壤中吸收来的。因此土壤中某些元素含量的增高，一般也影响植物中该元素的含量，其灰份中有关元素的含量可高于其他地段数倍至数万倍。 2.气候条件 气候条件对植物吸收金属有较大的影响，尤其是大气降水。夏季大量降雨会导致土壤含水量的增加，从而使土壤溶液中盐的浓度下降。其次，由于雨水的冲洗作用，还可以使植物中的Co、Fe，Ni、Cu、Se等元素的含量降低。 随季节的不同，植物中某些元素的含量也有变化。,3.植物的种属 、器官、年龄 、根系

39、的深度 在相同的土壤条件下，植物的种属不同，它们所吸收同种元素的能力也不一样 ；同一植物的不同器官中，金属元素的含量可以很不相同；在同种植物的相同器官中，由于植物的年龄不同，积累微量元素的能力也有差别 ；植物根系的深度对金属元素的来源有很大影响，深根系植物灰份中金属元素含量可能反映厚覆盖层深处的矿化，特别是这种植物根系与含水层相接触时，能借助地下水循环，吸取位于地下915m，甚至45m深处矿体的金属组分。,除上述几种主要因素以外，如土壤的PH值、Eh值，植物的向阳方向, 植物生长期(花蕾期、开花期、花谢期、结果期和种子成熟期）对植物中微量元素的含量也是有一定影响的。在进行生物地球化学找矿时，对

40、植物的采样和异常的解释评价都是必须注意的。,二、地植物异常特征 在矿体或某种岩石上覆的土壤中，由于富含某些微量元素，而使某种或几种植物大量生长，或引起植物生态变异的现象称地植物异常。这些植物称指示植物，应用指示植物的地植物异带进行的找矿称为地植物学找矿。 地植物找矿研究的内容为：,（一）指示植物 能够指示岩石类型或矿化类型的植物，成为指示植物。或者说这些植物“喜爱”在某种矿化地带生长。按其找矿作用，可分为通用的指示植物和局部的指示植物。通用的指示植物通常与一定的元素在一定的地球化学环境中的含量增高有关，它只在某矿区、矿带的指示植物群丛中出现。局部(地方性) 的指示植物则分布广泛，只在局部条件下

41、可以作为找矿标志。如长江中下游铜矿床上的海州香薷、蝇子草、女娄菜；川西铜矿上的铜钱白株树和头花蓼；湘西含铜砂岩上的酸模；铀矿上的箭叶董菜；铅锌矿化区的瞿麦等都是很重要的指示植物。,一年生草本植物，茎方形，绿或暗紫，长有白色软毛，叶对生，披针形有锯齿缘，叶柄短细。喜弱酸性砂质含铜400ppm以上土壤，随土壤中铜含量增高和 pH降低，由高大多分枝变为密集不分枝的瘦小植株，并且红色调加重。是铜或含铜的铅锌及多金属矿床的特征指示植物 。,海州香薷（铜草）,多年生草本植物叶及花均根出，无分枝，叶呈箭状，披针形，边缘具浅波状细齿，叶柄长525cm，花期4月，花冠矩形，白色微带紫色，花瓣倒卵状长圆形，长约1

42、cm。箭叶堇菜在其它植物几乎不能生长的铀矿床露头上生长特别茁壮，灰份中含铀量特别高。,铀矿指示植物箭叶堇菜,铅-锌矿指示植物瞿麦 （长江中下游）,铜矿指示植物鸭趾草 （长江中下游）,（二）指示植物落（丛） 植物的群落是由许多同种植物组成的，若干个群落组成一个群丛，群丛是植物共生的现象。植物的群丛在现场用肉眼观察即可圈定，在初步找矿时是很有用的一种标志。 土壤中某些微量元素过多或不足，还可以引起植物的形态变化，称做生态变异。诸如失绿病（植物叶片变黄）、矮小症、巨大症、果实形状异常、以及花的颜色改变等形态变化常与矿化有关。,不同矿种的指示植物群丛,三、遥感生物地球化学 地壳中形成有用矿物的聚集体，

43、其质和量适于工业利用，即在现有技术和经济条件下，能被开采利用者叫做矿床。矿床周围无利用价值的岩石称为围岩。供成矿物质来源的岩石称之为母岩。由于这些成矿元素高导致另外一些元素含量过低时，都会对植物的生命运动产生一系列的效应。如Cu过量，会抑制植物对Fe的吸收，使植物出现缺绿病，这就叫做成矿元素的生物地球化学效应。这些效应往往都以植物生长受阻、色素组成改变。叶体退绿发黄或出现色斑、提前或推迟衰老、花变色、花果期提前或推迟、树枯死、植物变种等特征表现出来。,由于成矿地质环境和条件的不同，所形成矿产和其元素组合及其生物地球化学效应也不同 ： （一）金属元素生物地球化学效应的植物生态特征如下： 1植物种

44、群上无明显变化，仅有受金属元素毒化效应后，植物生长受阻，表现出植物的退绿症，黄化症，叶体有色斑、矮化、生长期、花期、结果期提前或延迟、花变色等； 2植物种群变异，出现指示植物群体或是根本就不长植物； 3以上两种的混合特征，即生长受阻，部分变种，少数枯死。,（二）非金属成矿元素生物地球化学植物生态效应特征主要表现为： 1无明显植物生态群落方面的变化，仅是植物长势方面的效应，如植物生长受阻，植物矮小，出现退绿症、枝枯病、叶斑病、生育期提前或推迟、果实减少成片出现“黄化症”等特征。 2植物的生态群落发生明显的变化，出现专一性指示群落，有些根本不长植物。如石灰岩矿体上只生长抗旱性强的植物群落，而少见马尾松类生长。裸露的石英石矿上根本就不长什么植物，而毒砂矿上不长乔木，只生长一些稀疏的灌木，且叶杆呈现灰黑色。As毒化严重者，也根本不长植物，而呈现“天窗效应”的特征。,（三）能源成矿元素的生物地球化学植物生态效应特征 在油气和煤矿、油页岩低异常区域，植物生长比正常的要茂盛；在高异常区，植物毒害效应严重，出现“黄化病”、枯萎病，直至不长植物。如美国帕特里克佐油气田内外，生长着大量的鼠尾草和间隙草本植物群落，同正常区相比，油气田中心区生长的草本植物不茂盛，许多鼠尾草不是死亡，就是枯萎。 放射性矿产上植物花、枝、叶呈现异常色彩，果实异常，出现“巨大症”。地热矿上的植物群落受热后出现