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
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