土壤地球化学勘查.ppt

第三章第三章土壤地球化学勘查土壤地球化学勘查 前前 言言一、原生环境一、原生环境 次生环境次生环境二二、次次生生异异常常是是勘勘查查地地球球化化学学研研究究的主体的主体概念概念 土壤地球化学勘查，是对土壤土壤地球化学勘查，是对土壤(包括残积物、包括残积物、塌积物、风成物、冰碛物塌积物、风成物、冰碛物)中元素含量进行系统中元素含量进行系统测定，研究它在土壤中的分布、分配、集中与测定，研究它在土壤中的分布、分配、集中与分散等规律，以发现土壤中与矿有关的地球化分散等规律，以发现土壤中与矿有关的地球化学异常来找矿，以及解决某些地质问题或其它学异常来找矿，以及解决某些地质问题或其它问题问题 研究对象研究对象：土壤土壤 湖积物、铁帽虽不是土壤，但通常纳入土湖积物、铁帽虽不是土壤，但通常纳入土壤地球化学勘查研究中壤地球化学勘查研究中概念概念以土壤为采样对象的地球化学勘查以土壤为采样对象的地球化学勘查 与士壤学中对士壤概念给以严格的定义不同，这里的土壤是指一切地表疏松细粒覆盖物，如如残残积积物物、坡坡积积物物、塌塌积积物物、冰冰积积物物、风风积积物物、湖积物及有机成因的覆盖物等湖积物及有机成因的覆盖物等 土壤地球化学异常是指环绕在土壤地球化学异常是指环绕在矿体或异常源周围赋存于地表疏松矿体或异常源周围赋存于地表疏松覆中的覆中的次生异常次生异常。该方法是系统地。该方法是系统地测量和研究土壤中的微迹元素含量测量和研究土壤中的微迹元素含量或其它地球特征，以发现与矿化有或其它地球特征，以发现与矿化有关的各类次生异常，并进而寻找矿关的各类次生异常，并进而寻找矿床床(体）体）环环绕绕在在矿矿体体或或原原生生异异常常源源周周围围的的次次生生异异常常称称前前苏苏联联学学者者又又称称其其为为次次生生晕晕。土土壤壤中中次次生生异异常常的的形形成成过过程程要要经经历历了了一一个个漫漫长长而而又又复复杂杂的的过过程程，它它包包括括风风化化、成成壤壤、侵侵蚀蚀、搬搬运运与与沉沉积积的的过过程程。这这些些过过程程总总起起来来构构成成了了次次生生地地球球化化学学旋回旋回 表表生生带带：岩岩石石圈圈、水水圈圈、生生物物圈圈的的界界面面相相互互交交错错重重叠叠的的带带地地表表向向下下直直至至雨雨水水能能渗渗入入最最深深处处为为止止。原原生生带带：表表生生带带以以下下直直至至各各种种深深成成岩岩和内生矿床的形成范围为止和内生矿床的形成范围为止 地地壳壳深深处处的的岩岩石石或或矿矿石石进进入入表表生生带带后后，因因物物理理化化学学条条件件的的改改变变而而发发生生改改造造和和破破坏坏，以以达达到新的地球化学平衡到新的地球化学平衡风化作用风化作用。表生带与原生带的物理化学条件表生带与原生带的物理化学条件表生带表生带 T低，低，变化快变化快P小，变小，变化小化小富富游离游离氧氧富富水水富富CO2生物、有机生物、有机质质发育发育原生带原生带 T高，高，变化慢变化慢P大，变大，变化大化大缺缺游离游离氧氧贫贫水水或或含含热水热水贫贫CO2生物、有机生物、有机质质不发育不发育一、岩石的表生风化作用一、岩石的表生风化作用 各各类类岩岩石石出出露露于于地地表表时时，由由于于太太阳阳能能、大大气气降降水水、地地下下水水、冰冰、大大气气中中的的氧氧和和二二氧氧化化碳碳以及微生物、植物等相互而发生风化作用以及微生物、植物等相互而发生风化作用风化作用发生的环境特点：风化作用发生的环境特点：温温度度与与压压力力低低、水水充充足足且且游游离离氧氧与与二二氧氧化化碳碳的的浓浓度度高高。因因此此，在在深深成成环环境境内内形形成成的的稳稳定定矿矿物物，到了次生环境就会变得不稳定到了次生环境就会变得不稳定风化作用主要类型风化作用主要类型:物理风化物理风化 化学风化化学风化 生物风化生物风化1 1、物理风化作用、物理风化作用:风化作用的初级阶段风化作用的初级阶段（1 1）物理风化的营力）物理风化的营力重重力力、温温差差、冻冻结结与与冻冻溶溶、盐盐类类的的结晶、植物的生长结晶、植物的生长（2 2）物理风化控制因素）物理风化控制因素 物物理理风风化化的的强强度度明明显显受受绝绝对对高高程程、相相对高程及温度控制对高程及温度控制 在在高高寒寒山山区区和和极极地地地地区区，物物理理风风化化占占绝绝对对优优势势。我我国国高高寒寒山山区区面面积积达达100100万万平平方方公公里里以以上上，在在这这些些地地区区，广广泛泛分分布布石石流坡、石海、倒石堆等物理风化产物流坡、石海、倒石堆等物理风化产物2 2、化学风化作用、化学风化作用:化学风化作用的主要化学反应：化学风化作用的主要化学反应：水解反应水解反应 水合反应水合反应 氧化还原反应氧化还原反应 离子交换反应离子交换反应（1 1）水水解解作作用用水水电电离离产产物物H H+、OHOH-与矿物中的离子发生反应与矿物中的离子发生反应4KAlSi4KAlSi2 2O O8 8+6H+6H2 2OO 4K4K+4OH+4OH-+Al+Al4 4Si4OSi4O1010(OH)(OH)8 8-(正长石正长石)+8SiO+8SiO2 2FeFe2 2SiOSiO4 4(铁橄榄石铁橄榄石)+4H)+4H2 2OO 2Fe 2Fe 2+2+4OH+4OH-+2H+2H2 2O+SiOO+SiO2 2（）水水合合作作用用水水分分子子进进入入矿物的晶格中形成新的含水矿物。矿物的晶格中形成新的含水矿物。FeFe2 2O O3 3(赤铁矿赤铁矿)+nH+nH2 2O O Fe Fe2 2O O3 3.nH.nH2 2O(O(水赤铁矿水赤铁矿)CaSOCaSO4 4(硬石膏硬石膏)+nH+nH2 2OO CaSO CaSO4 4.2H.2H2 2O(O(石膏石膏)（）氧化还原反应（）氧化还原反应氧氧化化还还原原的的实实质质是是电电子子的的接接受受。化化学学反反应应中中包包含含有有价价态态的的变变化化，对对于于失失去去电电子子的的元元素素来来说说，它它受受到到氧氧化化；对对于于获获得得电电子子的的元元素来说，它受到了还原素来说，它受到了还原（）离子交换反应（）离子交换反应 主主要要指指粘粘土土矿矿物物及及胶胶体体物物质质的的吸吸附附与与交交换离子的反应换离子的反应尽尽管管在在硅硅酸酸盐盐和和碳碳酸酸盐盐的的风风化化过过程程中中水水解解作作用用是是最最重重要要的的，但但起起主主导导作作用用的的是是氧氧化化作作用用。因因为为铁铁帽帽、铁铁与与锰锰的的氧氧化化物物以以及及硫硫化化矿矿床床的的次次生生分分散散晕晕，正正是是在在氧氧化化作作用用过过程程中中生成的生成的、生物风化作用、生物风化作用:由由生生物物作作用用引引起起的的物物理理风风化化及化学风化作用及化学风化作用a a 植物的根系植物的根系扩大岩石裂隙扩大岩石裂隙植植物物根根系系沿沿岩岩石石裂裂隙隙节节理理生生长长可可以以扩扩大大其其裂裂缝缝以以加加速速物物理理风风化化作作用用。生生物物活活动动可可以以混混拌拌及及选选分分大大量量的的地地表表物物质质，结结果果使使团团粒粒粉粉碎碎，透透过过率率增增加加，便便于于空空气气与与水水进进入入，在在植植物物根根系系尖尖端端发发生生极端的酸性反应可进一步分解岩石极端的酸性反应可进一步分解岩石b b 有机质分解有机质分解腐殖酸腐殖酸 地地表表微微生生物物如如细细菌菌与与真真菌菌在在许许多多复复杂杂的的有有机机氧氧化化反反应应中中可可使使植植物物残残骸骸逐逐渐渐解体形成可溶性的腐殖化合物解体形成可溶性的腐殖化合物 生生物物作作用用导导致致地地表表环环境境的的改改变变，加加速化学反应，间接影响化学风化作用速化学反应，间接影响化学风化作用生生物物活活动动虽虽然然主主要要局局限限于于土土壤壤中中，但但是是通通过过溶溶解解与与胶胶体体分分散散，其其分分解解产产物物如如COCO2 2与与H H2 2O O，对对于于深深处处风风化化带带内内的的化化学学反反应应起起相相当当程程度度的的作作用用。因因为为它它们们的的存存在在可可以以使使氧氧化化作作用用一一直直伸伸展展到到地地下下水水位位以以下下很很深的地方深的地方 兼具物理风化、化学风化作用兼具物理风化、化学风化作用二、土壤二、土壤（一）、土壤的性质（一）、土壤的性质 岩岩石石与与矿矿物物在在表表生生风风化化作作用用下下不不断断受受到到破破坏坏与与改改造造，其其结果最终导致土壤的形成结果最终导致土壤的形成土壤的主要组分土壤的主要组分:（1 1）原生矿物）原生矿物：基基岩岩经经机机械械风风化化作作用用形形成成的的粗粗粒粒部部分分，包包括括岩岩块块、岩岩屑屑及及原原生生矿物矿物 （2 2）次生矿物）次生矿物 表表生生风风化化作作用用形形成成细细粒粒的的风风化化产产物物，包包括括粘粘土土矿矿物物、胶胶体体、半半氧化物及盐类矿物氧化物及盐类矿物 A A、次生矿物、次生矿物粘土矿物粘土矿物 由由原原生生造造岩岩硅硅酸酸盐盐矿矿物物风风化化而而成成，主主要要是是AlAl、FeFe及及MgMg的的含含水水硅硅酸酸盐盐。它它们们具具有有相相对对稳稳定定的的结结晶晶构构造造。常常见见的的粘粘土土矿矿物物有有高高岭岭石石、蒙蒙脱脱石石、蛙蛙石石、绿绿泥泥石石、埃埃洛洛石石等等，它它们们都都属属于于层层状状构构造造矿矿物物。粘粘土土矿矿物物靠靠晶晶体体边边缘缘或或层层间电荷吸附阳离子间电荷吸附阳离子B B、次生矿物、次生矿物胶体和铁锰氧化物胶体和铁锰氧化物 胶体和铁锰氧化物胶体和铁锰氧化物主要为主要为AlAl、FeFe、MnMn等元素的氧化物，它们在地表通常不能在等元素的氧化物，它们在地表通常不能在水溶液中大量存在，而呈结核、岩石表面水溶液中大量存在，而呈结核、岩石表面被膜、粘土中的锈斑等形式广泛出现。按被膜、粘土中的锈斑等形式广泛出现。按矿物成分主要有赤铁矿、针铁矿、纤铁矿、矿物成分主要有赤铁矿、针铁矿、纤铁矿、一水铝石、三水铝石、软锰矿、硬锰矿等。一水铝石、三水铝石、软锰矿、硬锰矿等。它们对其它微量元素有强烈的吸附及沉淀它们对其它微量元素有强烈的吸附及沉淀作用作用 C、次生矿物盐类矿物盐类矿物 残、坡积层中的盐类组分其物质来源：残、坡积层中的盐类组分其物质来源：1 1、岩石和矿体中的易溶组分经表生地、岩石和矿体中的易溶组分经表生地球化学作用残留下来球化学作用残留下来 2 2、由地下水与地表水冲刷、由地下水与地表水冲刷 其中，难溶盐在残、坡积层中能形成表其中，难溶盐在残、坡积层中能形成表生矿物；易溶盐在温暖潮湿地区，一般在生矿物；易溶盐在温暖潮湿地区，一般在土壤溶液中呈游离状态存在，但在干旱缺土壤溶液中呈游离状态存在，但在干旱缺水的地区，能以晶质状态存在于残、坡积水的地区，能以晶质状态存在于残、坡积中中（二）、土壤的结构（二）、土壤的结构 A1A2BC生物活动最大的层生物活动最大的层位位淋滤最大的层位淋滤最大的层位淋积层位（物质从淋滤水淋积层位（物质从淋滤水中借分解或沉淀而聚集）中借分解或沉淀而聚集）由风化的母质构成由风化的母质构成深色层位富含有机深色层位富含有机质，与矿物共存质，与矿物共存浅色层位浅色层位 具最大淋滤具最大淋滤在某些土壤中很明显，在某些土壤中很明显，在另一些土壤中不发育在另一些土壤中不发育或缺失，一般结构松散或缺失，一般结构松散 褐至桔褐色层位褐至桔褐色层位粘土矿物或铁及有机质聚集粘土矿物或铁及有机质聚集致密成块结构致密成块结构不同景观表现不同不同景观表现不同土土层层理想土壤剖面理想土壤剖面覆覆盖盖在在基基岩岩之之上上的的生生长长着着植植物物的的疏疏松松物物。它它是是在在岩岩石石风风化化产产物物的的基基础础上上通通过过成成壤壤作作用用(生生物物参参加加，经经过过淋淋滤滤、沉沉淀淀等等)逐逐步步形形成成的的。它它受受气气候候、温温度度、地形、时间、生物、母质等因素的综合影响地形、时间、生物、母质等因素的综合影响 不同气候带形成的土壤各不相同。不同气候带形成的土壤各不相同。亚热带亚热带红壤、砖红壤、黄壤红壤、砖红壤、黄壤(富富FeFe、A A1 1)半干燥气候半干燥气候黑土：黑土：A A0 0，A-A-钠硝石层钠硝石层-C-D-C-D 干干燥燥气气候候碱碱土土(富富NaClNaCl、CaSOCaSO4 4)、荒荒漠漠土土壤壤：C-DC-D 湿冷干燥带湿冷干燥带棕色森林土棕色森林土(多多SiSi、FeFe、A A1 1)温暖气候温暖气候灰化土、黑色壤：灰化土、黑色壤：A-B-C-DA-B-C-D 山区山区初生土壤：初生土壤：A A0 0-B-C-D -B-C-D 植物残体，部分被分解。植物残体，部分被分解。富富含含有有机机质质的的砂砂、粉粉砂砂和和粘粘土土组组成成。棕棕黑色黑色暗色泥暗色泥粘粘土土矿矿物物、可可溶溶性性碱碱、氢氢氧氧化化物物、有有机机质大量被淋滤质大量被淋滤浅色层，粘性差，松散浅色层，粘性差，松散淀淀积积层层：由由A层层淋淋滤滤下下来来的的Fe、Al、Mn氢氢氧氧化化物物及及粘粘土土质质点点在在此此处处沉沉淀淀。富富含含粘粘土土，粘粘性性强强。黄黄褐褐色色、棕棕褐褐色色。有有机机质可有或无。质可有或无。母母质质层层：淋淋滤滤和和淀淀积积作作用用均均不不发发育育，含含风风化化程程度度不不等等的的、部部分分被被分分解解的的岩岩石石。C层是层是A、B层的母质。有机质含量最少层的母质。有机质含量最少半半风风化化基基岩岩，半半干干燥燥、干干燥燥气气候候以以及及初初生的土壤分层发育情况不同。生的土壤分层发育情况不同。温暖气候条件下形成的土壤分层剖面图温暖气候条件下形成的土壤分层剖面图（三）、土壤中微量元素存在形式（三）、土壤中微量元素存在形式 1 1、原原生生矿矿物物及及其其中中的的原原生生混混入入物物(包包括括类类质质同同像像、机机械械混混入入物物、气气液液包包裹裹体体)物物理理风风化化的的产产物物，形形成成碎碎屑屑异异常常的的元素主要以这种形式存在元素主要以这种形式存在 2 2、次生矿物及其中的次生混入物次生矿物及其中的次生混入物 微量元素在土壤中重要存在形式。微量元素在土壤中重要存在形式。除除了了各各种种粘粘土土矿矿物物外外，对对金金属属来来说说主主要要是是碳碳酸酸盐盐、硫硫酸酸盐盐、砷砷酸酸盐盐、磷磷酸酸盐盐及及各各种种氧氧化化物物与与氢氢氧氧化化物物。此此外外，还可能有少量次生硅酸盐和次生石英还可能有少量次生硅酸盐和次生石英 3 3、被吸附的离子及分子被吸附的离子及分子 这这一一形形式式可可能能是是土土壤壤中中大大多多数数不不能能形形成成独独立立矿矿物物的的微微量量元元主主要要存存在在形形式式。存存在在于于土土壤壤中中的的大大量量粘粘土土矿矿物物及及胶胶体体是是吸吸附附与与离离子子交交换换形形式式存在的基础存在的基础 4 4、有机分子状态存在有机分子状态存在 土土壤壤中中腐腐植植质质对对金金属属离离子子具具有有强强的的络络合合或或螯螯合合作作用用，在在富富含含腐腐植植质质的的森森林林土土壤壤中中可可成成为为金金属属元元素的重要存在形式素的重要存在形式 5 5、自由离子或自由分子状态自由离子或自由分子状态 存存在在于于土土壤壤水水分分中中的的溶溶解解物物及及土土壤壤孔孔隙隙中中的的气气体体分分子子。这这部部分分物物质质与与土土壤壤固固体体颗颗粒粒的的联联系系最最弱弱，因因而而其其活活动动性性最最大大。如如土土壤壤气气汞汞、水水可提取部分金属离子等可提取部分金属离子等（四）（四）、元素在土壤中的正常分布、分配元素在土壤中的正常分布、分配1 元元素素含含量量分分布布不不均均一一。Si、Al、Ca、K、Na相相对对较较高；高；2 常量元素差异不大，微量元素差异显著；常量元素差异不大，微量元素差异显著；3 微量元素在不同的土壤层中的分配不同；微量元素在不同的土壤层中的分配不同；4 4 同同一一土土壤壤层层中中因因粒粒度度变变化化元元素含量不一致素含量不一致(抵抗能力抵抗能力)5 5 概概率率分分布布形形式式为为对对数数正正态态分分布布（五）、（五）、土壤中元素异常的形成土壤中元素异常的形成 1 1、碎屑异常的形成碎屑异常的形成 同同生生碎碎屑屑异异常常可可以以看看成成是是单单纯纯物物理理风风化化的的产产物物，在在前前苏苏联联文文献献中中称称为为机械分散晕机械分散晕 在在重重力力及及其其他他各各种种机机械械力力的的作作用用下下，固固体体颗颗粒粒在在地地表表有有三三种种可可能能的的运运动方式：动方式：崩塌、潜动及碎屑扩散崩塌、潜动及碎屑扩散 崩崩塌塌是是岩岩石石碎碎块块在在山山坡坡上上的的突突发发运运动动，虽虽然然它它不不能能经经常常发发生生，但但由由于于地地质质时时期期中中多多次次事事件件的的积积累累，可可以以形形成成大大片片倒倒石石堆堆，使使悬悬岩岩后后退退，峡峡谷谷形形成成。灾灾变变性性的的滑滑坡坡与与泥泥石石流流也可以归入这一类也可以归入这一类 潜潜动动是是地地表表的的松松散散堆堆积积物物在在安安息息角角以以下下，受受重重力力作作用用向向下下坡坡作作难难以以观观察察的的缓缓慢慢运运动动，它它包包括括土土流流及及蠕蠕动动二二种种作作用用 (波波利利卡卡尔尔波波奇奇金金，1976)1976)碎碎屑屑扩扩散散是是松松散散物物中中各各个个颗颗粒粒受受到到各各种种偶偶然然作作用用，如如温温度度变变化化，湿湿胀胀与与干干缩缩，冻冻结结与与溶溶化化，土土居居动动物物的的搬搬运运等等，使使各各个个颗颗粒粒在在原原来来位位置置附附近近作作微微小小的的随随机机运运动动，从而导致颗粒间的位置变换从而导致颗粒间的位置变换 如在地质时期中观察其积累效果，可如在地质时期中观察其积累效果，可以与分子的不规则运动相比拟。以与分子的不规则运动相比拟。这种作用这种作用不受重力场的直接制约不受重力场的直接制约，某些质点甚至可，某些质点甚至可以逆重力而上以逆重力而上 2 2、水成异常的形成水成异常的形成（1 1）元素转入溶液的形式）元素转入溶液的形式 A A、溶解、溶解 可呈简单离子、氢与氧的络合可呈简单离子、氢与氧的络合离子，如离子，如NaNa+、ZnZn+、HCOHCO3 3-、MoOMoO4 42-2-等等B B、氧化作用、氧化作用 由于表生作用中含游离氧、二氧化由于表生作用中含游离氧、二氧化碳和水，可使许多矿物特别是金属硫化碳和水，可使许多矿物特别是金属硫化物发生氧化物发生氧化C C、形成络合物、形成络合物 在各种有机或无机络合剂存在的情况在各种有机或无机络合剂存在的情况下，许多元素以络合物而转入溶液下，许多元素以络合物而转入溶液 （2 2）元素在溶液中迁移形式）元素在溶液中迁移形式A A、扩散、扩散 在浓度差的作用下，高浓度向低浓度扩在浓度差的作用下，高浓度向低浓度扩散，散，直至平衡直至平衡B B、流动、流动 由大气降水或地下水、地表水的流动由大气降水或地下水、地表水的流动所造成的所造成的C C、毛细作用虹吸作用、毛细作用虹吸作用 由由于于毛毛细细上上升升高高度度与与毛毛细细管管的的直直径径成成反反比比，与与溶溶液液浓浓度度成成正正比比，所所以以从从理理论论上上来来讲讲，细细粒粒土土壤壤毛毛细细上上升升的的高高度较高度较高 由由毛毛细细作作用用输输送送到到地地表表的的金金属属，由由于水分的蒸发而沉淀于水分的蒸发而沉淀（）元素沉淀（）元素沉淀 A A、地球化学条件改变地球化学障、地球化学条件改变地球化学障 在在水水溶溶液液中中迁迁移移的的元元素素，一一部部分分可可以以随随着着溶溶液液的的迁迁移移从从周周围围介介质质中中吸吸取取新新的的物物质质而而不不断断升升高高，直直到到饱饱和和变变成成稳稳定定为为止止;另另一一部部分分则则随随地地表表水水或或地地下下水水从从一一种种环环境境进进入入另另一一种种条条件件极极为为不不同同的的新新环环境境时时，水水中中某某些些元元素素因因环环境境变变化化而而发发生生沉沉淀淀。这这种种转转变变在在空空间间上上表表现现为为一一个个狭狭窄的地带，苏联的窄的地带，苏联的ANAN彼列尔曼把它称为地球化学障彼列尔曼把它称为地球化学障在在地地球球化化学学障障上上，化化学学元元素素溶溶液液中中的的迁迁移移受受阻阻，对对于于溶溶液液中中的的元元素素来来说说地地球球化化学学障障就就是是沉沉淀淀障障。根根据据引引起起沉沉的的原原因因将将地地球球化化学学障障分分为为氧氧化化障障、还还原原障障、酸酸性性障障、碱碱性性障障、水水解解障障、吸吸附附障障及及蒸蒸发障等发障等不不同同元元素素在在不不同同障障上上沉沉淀淀析析出出而而引引起起表表生生地地球球化化学学分分异异。例例如如，铁铁在在氧氧化化障障析析出出，铀铀在在还还原原障障上上析析出出。化化合合物物的的水水解解作作用用与与溶溶液液的的pHpH值值有有关关。在在pHpH值值变变化化处处，即即二二种种不不同同pHpH值值的的水汇合处，产生水解障水汇合处，产生水解障B B、其他作用、其他作用 胶胶体体的的凝凝聚聚、胶胶体体的的吸吸附附、络络合合物物分分解解及及植植物物的的解解体体等等等等都都会会引起元素从溶液中沉淀引起元素从溶液中沉淀三、次生晕三、次生晕(一一)形成形成 已已生生成成的的矿矿体体、矿矿化化体体及及原原生生晕晕，在在表表生生带带与与围围岩岩一一起起遭遭受受风风化化作作用用。随随着着岩岩石石的的破破碎碎、矿矿物物的的分分解解，使使其其中中的的一一些些元元素素发发生生迁迁移移。在在一一定定条条件件下下，某某些些成成矿矿元元素素在在矿矿体体上上方方或或附附近近的的土土壤壤中中聚聚集集为为高高含含量量的的地地段段。故故由由矿矿体体及及原原生生晕晕破破坏坏后后形形成成的为次生晕的为次生晕成晕方式：成晕方式：1 1 机械迁移机械迁移 元元素素呈呈固固相相(原原生生矿矿物物、难难溶溶次次生生矿矿物物、碎碎屑屑)迁移迁移机械分散晕机械分散晕 A A 地形平缓时，晕在矿体正上方地形平缓时，晕在矿体正上方 B B 地形较陡时，晕在矿体的下方地形较陡时，晕在矿体的下方2 2 水成迁移水成迁移 元元素素以以离离子子、分分子子、络络离离子子或或胶胶体体形形式式迁迁移移水成分散晕水成分散晕前前苏苏联联文文献献中中，将将元元素素以以水水溶溶液液(真真溶溶液液)形形式式迁移形成的晕称为迁移形成的晕称为盐晕盐晕特特点点：离离矿矿体体较较远远，甚甚至至被被搬搬运运到到湖湖底底沉沉积积物物中中3 3 生物迁移生物迁移 植植物物根根系系从从土土壤壤(尤尤其其在在矿矿体体附附近近)中中吸吸收收一一些些微微量量元元素素进进入入到到植植物物的的各各种种器器官官中中。当当植植物物的的枝枝、叶叶落落在在地地面面，可可使使一一些些元元素素聚聚集集在在A A0 0层层中中；若若发发生生腐腐烂烂，使使吸吸收收的的这这些些元元素素又又转转入入地地表表水水、地地下下水水中中。其其中中一一部部分分又又被被植植物物吸吸收收，另另一一部部分分聚聚集集在在腐腐殖殖层层中中，还还有有一一部部分分随随地地下下水水渗渗透透到到土土壤壤B B层层中中被被FeFe、MnMn氢氢氧氧化化物物或或粘粘土土矿矿物物吸吸附附生物成因晕生物成因晕4 4 自然电场迁移自然电场迁移 在在表表生生带带中中金金属属硫硫化化物物与与地地下下水水接接触触，构构成成一一个个天天然然的的电电场场池池。潜潜水水面面之之上上处处于于氧氧化化带带，易易失失去去电电子子，矿矿体体带带正正电电，溶溶液液带带负负电电；潜潜水水面面之之下下矿矿体体处处于于还还原原带带，矿矿体体易易得得到到电电子子带带负负电电，溶溶液液带带正正电电。从从而而在在潜潜水水面面上上下下存存在在一一个个电电位位差差。这这样样，在在矿矿体体上上方方出出现现低低含含量量带带，四四周周出出现现高高含含量量带带(二二)特征特征1 1 形态与规模形态与规模1)1)地地形形较较平平缓缓时时，晕晕在在剖剖面面上上呈呈喇喇叭叭状状，上上宽宽下下窄窄。规模比矿体、原生晕大规模比矿体、原生晕大2)2)地地形形倾倾斜斜时时，因因重重力力作作用用、水水的的冲冲刷刷等等，使使晕晕在在剖剖面面上上呈呈向向下下方方拉拉长长的的舌舌状状，但但平平面面上上晕晕的的形形态态可可以以不不同同于于矿矿体体及及原原生生晕晕的的形形态态上上坡坡方方向向次次生生晕晕的的边边缘缘形态有时可作为矿体或矿带形态的推断依据之一形态有时可作为矿体或矿带形态的推断依据之一3)3)次次生生晕晕的的规规模模随随取取样样深深度度的的增增加加而而减减小小，但但强度则随之增大强度则随之增大4)4)次次生生晕晕的的形形态态和和规规模模随随样样品品粒粒度度不不同同而而变变化化(如如W-W-粗粒中粗粒中)5)5)次生晕的均匀性比原生晕好次生晕的均匀性比原生晕好 2 2 组分特征组分特征 1)1)指指示示元元素素：仍仍是是矿矿床床中中的的主主要要成成矿矿元素与伴生元素。元素与伴生元素。2)2)指示元素存在形式指示元素存在形式 A A 原原生生矿矿物物及及其其中中的的混混入入物物类质同象、机械混入物、气液包裹体；类质同象、机械混入物、气液包裹体；B B 次次生生矿矿物物及及其其中中次次生生混混入入物物主要是矾类及氢氧化物；主要是矾类及氢氧化物；C C 被吸附的离子；被吸附的离子；D D 土壤水中自由离子。土壤水中自由离子。3)3)指示元素的含量指示元素的含量 A A 不同土壤层中含量不同；不同土壤层中含量不同；B B 土壤粒度不同，元素含量也不同。土壤粒度不同，元素含量也不同。4)4)组组分分分分带带性性次次生生晕晕中中指指示示元元素素及及其其组组合合在在空空间间上上呈呈现现规规律律性性分布的现象。分布的现象。次次生生晕晕组组分分的的分分带带大大都都继继承承了了矿床与原生晕的组分分带的特点。矿床与原生晕的组分分带的特点。3 3 次生晕与矿体的空间关系次生晕与矿体的空间关系 次次生生晕晕相相对对于于矿矿体体的的空空间间位位置置，主主要要受受地形、矿体产状和土壤厚度控制。地形、矿体产状和土壤厚度控制。1)1)当当地地形形较较平平缓缓，矿矿体体直直立立时时，矿矿体体位位于于次次生生晕晕内内。晕晕内内高高含含量量中中心心附附近近即即为为矿矿体体顶顶端在地面的投影位置。端在地面的投影位置。2)2)当当地地形形较较平平缓缓，矿矿体体倾倾斜斜时时，矿矿体体虽虽位位于于次次生生晕晕边边界界范范围围内内，但但晕晕内内高高含含量量中中心心不不于于与与矿矿体体顶顶端端在在地地面面的的投投影影位位置置相相对对应应。倾倾斜斜越越缓缓，疏松层越厚，矿体距晕中高含量中心越远。疏松层越厚，矿体距晕中高含量中心越远。3)3)地地表表倾倾斜斜，矿矿体体直直立立时时，晕晕中中高高含含量量与与矿矿体体不不对对应应，向向地地形形下下坡坡移移动动。地地形形坡坡度度越越大，疏松层越厚，两者距离越远。大，疏松层越厚，两者距离越远。4)4)地地表表倾倾斜斜，矿矿体体也也倾倾斜斜，且且矿矿体体倾倾斜斜与与地地表表倾倾斜斜相相反反时时，次次生生晕晕分分布布于于矿矿体体下下坡坡方方向向。矿矿体体倾倾斜斜越越缓缓或或坡坡度度越越大大，坡坡积积物物越越厚厚，晕晕中中高高含含量量中中心心位位移移越越远远，甚甚至至矿矿体体完完全全可可能能产产于于晕晕外上坡方向外上坡方向5)5)地地表表倾倾斜斜，矿矿体体也也倾倾斜斜，且且矿矿体体倾倾斜斜与与地地表表倾倾斜斜相相同同时时，矿矿体体可可能能在在次次生生晕晕高高含含量量中中心心上上坡方向，也可能在下坡方向。坡方向，也可能在下坡方向。(三三)控制因素控制因素 1 1 原生矿物的性质；原生矿物的性质；2 2 矿体规模大小与品位；矿体规模大小与品位；3 3 介质的物化条件；介质的物化条件；4 4 胶体胶体 5 5 生物生物 6 6 气候与地形气候与地形四、土壤地球化学异常模式四、土壤地球化学异常模式（一）、残积物中同生碎屑异常（一）、残积物中同生碎屑异常 单个浓度分界面单个浓度分界面C0C1XHZCx 厚矿脉的残积异常厚矿脉的残积异常C1HC0C0C1C0 垂直薄矿体的残积异常垂直薄矿体的残积异常-1-1H垂直薄矿体的残积异常垂直薄矿体的残积异常-2-2地面地面风化壳风化壳基岩基岩基岩面基岩面残积异常理想剖面残积异常理想剖面 矿脉组异常矿脉组异常-1-1HdD2KHK=L/hLh 矿脉组异常矿脉组异常-2-2HdD=2KHK=L/hLh（二）、坡积物中同生碎屑异常（二）、坡积物中同生碎屑异常地面地面基岩面基岩面地面地面基岩面基岩面（三）、后生异常（三）、后生异常 形形成成异异常常的的物物质质通通常常已已经经在在活活动动相相 (水水溶溶液液、气气体体、植植物物体体及及大大气气搬搬运运的的质质点点）中中迁迁移移了了或或远远或或近近的的距距离离，而而在在异常地点沉积下来异常地点沉积下来 C C总总C C同同C C后后 由于后生异常与异常源的关系更疏远，由于后生异常与异常源的关系更疏远，因此，解释比较困难因此，解释比较困难 上移水成异常上移水成异常 水水溶溶液液中中的的元元素素，通通过过毛毛细细管管上上升升及及植植物物根根系系吸吸收收而而向向上上运运动动，在在地地表表土土壤壤或或其其他他覆覆盖盖物物中中形形成成地地球球化化学学异异常常。异异常常与与下伏异常源空间位置对应下伏异常源空间位置对应 侧移水成异常侧移水成异常 金金属属元元素素被被地地下下水水溶溶解解并并随随着着迁迁移移很很远远的的距距离离，在在某某种种沉沉淀淀障障上上析出，形成侧移的水成异常析出，形成侧移的水成异常矿化土壤矿化土壤渗出带渗出带ppm五、土壤地球化学勘查方法五、土壤地球化学勘查方法 （一）、实验工作（一）、实验工作 实验剖面实验剖面 试试验验剖剖面面应应布布置置在在主主要要的的、有有代代表表性性的的矿矿床床和和覆覆盖盖物物地地段段，剖剖面面线线尽尽量量与与目目标标体体垂垂直直。每每条条剖剖面面的的两两端端必必须须各各有有3 3一一5 5个点落在背景地段上个点落在背景地段上 a a 采样层位实验采样层位实验 确确定定采采样样最最佳佳层层位位 (深深度度)，首首先先应应区区分分疏疏松松覆覆盖盖物物性性质质 (原原地地风风化化或或外外来来的的)，利利用用已已知知矿矿体体或或矿矿化化地地段段的的探槽或浅井，进行槽探槽或浅井，进行槽(井井)壁取样试验壁取样试验 (1)(1)当当疏疏松松覆覆盖盖层层为为原原地地风风化化形形成成的的残残坡坡积积物物时时，其其土土壤壤剖剖面面大大多多数数由由A A层层 (腐腐殖殖层层)、B B层层(淋淋积积层层)、C C层层(母母质质层层)三三个个层层位位组组成成。元元素素在在土土壤壤剖剖面面上上的的含含量量变变化化是是受受气气候候、地地理理条条件件和和表表生生地地球球化化学学作作用用的的控控制制。一一般般地地说说，元元素素在在土土壤壤剖剖面面中中的的分分布布情情况况有有如下情况如下情况:i i 元元素素在在各各层层位位中中的的含含量量大大致致相相近近，即即CaCaCbCbCcCc。这这种种情情况况一一般般出出现现在在干干旱旱荒荒漠漠地地区区或或是是山山坡坡上上。这这是是由由于于坡坡积积物物不不断断更更新新、成成土土作作用用不不能能深深人人进进行行、化化学学与与生生物物化化学学作作用用极极为为微弱所致微弱所致。ii ii 元元素素含含量量随随深深度度增增加加而而增增高高，即即C Ca aCCb bCCbCcCaCbCc。这这是是由由于于残残余余富集作用或生物积聚作用富集作用或生物积聚作用的结果。的结果。iv iv 元元素素的的最最高高含含量量出出现现在在淋淋积积层层位位上上，而而淋淋积积层层位位受受当当地地的的潜潜水水面面水水平平所所控制。这种情况较少见。控制。这种情况较少见。b b 当当疏疏松松覆覆盖盖层层为为外外来来物物 (如如洪洪积积物物、冰冰积积物物、风风积积物物、耕耕地地或或其其它它外外来来搬搬运运物物等等)，通通常常应应穿穿过过这这些些覆覆盖盖物物，在在原原地地的的残残坡坡积积层层中中取取样样，只只有有经经过过试试验验，确确认认采采集集外外来来覆覆盖盖物物可可取取得得同同样样地地质质效效果果，方方可可在在外外来覆盖物的合理采样层位来覆盖物的合理采样层位。2 2采样粒级实验采样粒级实验 用用一一套套2020目目至至160160目目的的样样筛筛由由上上而而上上依依次次叠叠放放，直直接接将将干干燥燥样样品品放放于于最最上上一层样筛内过筛分析。一层样筛内过筛分析。根根据据所所研研究究样样品品的的分分析析结结果果，指指示示元元素素含含量量高高、异异常常清清晰晰的的粒粒级级区区间间即即是是该该元元素素的的富富集集粒粒级级，并并根根据据粒粒级级重重量分布，选择最佳采样粒级。量分布，选择最佳采样粒级。(二二)、样品采集、样品采集 1 1、特特殊殊地地貌貌区区应应根根据据不不同同自自然然地地理理条条件件和实验景观选用不同的采样方法。和实验景观选用不同的采样方法。2 2、同同一一个个地地区区的的工工作作应应尽尽量量作作到到采采样样层层位位、土壤性质一致。土壤性质一致。3 3、应应采采用用多多点点组组合合法法采采样样，以以增增加加样样品品的的代表性。代表性。4 4、样样品品重重量量应应根根据据土土壤壤粒粒级级而而定定，尽尽量量做做到样品风干过筛后（一般到样品风干过筛后（一般6060目）重量目）重量150g150g。(三三)、采样记录、采样记录 采采样样编编录录必必须须统统一一要要求求，逐逐点点认真作好编录。认真作好编录。内内容容包包括括:工工区区名名称称、编编号号 (图图幅幅号号），点点线线号号 (横横、纵纵坐坐标标）、样样品品号号、取取样样层层位位、覆覆盖盖层层特特征征、矿矿化、地质、地貌简况等。化、地质、地貌简况等。六、土壤地球化学勘查的适用条件和作用六、土壤地球化学勘查的适用条件和作用 1 1 适用条件适用条件 残残坡坡积积发发育育地地区区，也也可可用用于于运运积积物物覆覆盖盖地地区的找矿。区的找矿。2 2 作用作用 A A 区区测测、普普查查阶阶段段：评评价价残残坡坡积积层层覆覆盖盖的岩石与构造的含矿性，圈定成矿远景区；的岩石与构造的含矿性，圈定成矿远景区；B B 详详查查、勘勘探探与与开开发发利利用用阶阶段段：寻寻找找被被残坡积覆盖的矿体，间接寻找盲矿；残坡积覆盖的矿体，间接寻找盲矿；C C 寻找地热与油田；寻找地热与油田；D D 圈圈定定被被残残坡坡积积层层覆覆盖盖地地区区的的地地质质体体界界线线，区分物化探异常是矿异常或非矿异常。区分物化探异常是矿异常或非矿异常。七、铁帽的含矿性评价七、铁帽的含矿性评价 在在金金属属硫硫化化物物矿矿床床的的氧氧化化带带一一般般发发育育铁铁帽帽。一一些些含含铁铁岩岩石石在在地地表表氧氧化化后后也也可可形形成成铁铁帽帽。铁铁帽形成原因及评价显得十分重要。帽形成原因及评价显得十分重要。铁帽含矿性评价方法铁帽含矿性评价方法：1 1 与与已已知知不不同同成成因因铁铁帽帽中中元元素素组组合合、含含量量、元素比值进行对比，确定区分标志；元素比值进行对比，确定区分标志；2 2 根根据据铁铁帽帽中中成成矿矿元元素素的的残残留留比比例例预预测测矿矿石类型和品位；石类型和品位；残残留留率率=铁铁帽帽中中元元素素的的平平均均含含量量/矿矿石石中中元元素的平均含量素的平均含量X100%X100%3 3 运运用用数数理理统统计计方方法法评评价价铁铁帽帽的的类类型型和和评评估矿石品位。估矿石品位。