土壤地球化学勘查方法与技术

如题所述

土壤地球化学勘查是针对土壤中的地球化学异常的勘查形成了一套方法技术。土壤地球化学异常是次生地球化学异常之一,找矿地球化学中所指的次生晕中包括土壤中的次生晕。也有的文献将次生晕称之为分散晕。矿体及其原生晕在表生分散作用下,导致矿床标型指示元素在不同介质中形成分散晕,在土壤中形成土壤分散晕,在水中形成水化学晕,在植物中形成生物地球化学晕,在大气中形成气体晕。本节主要介绍土壤地球化学异常(晕)的勘查方法。

17.2.1 理想土壤剖面

土壤是母岩经过地表风化作用和成土作用逐渐发展起来的。在一定的条件下,矿物岩石风化逐渐成土,土壤形成一定的分层结构。理想的土壤剖面由上而下可分为A、B、C、D四层,各分层及亚层特征见表17-7。影响土壤分层的主要因素有地形、母岩、气候、生物等。其中气候影响土壤分层较为明显,不同气候带土壤分层结构不同(图17-1)。

表17-7 土壤剖面理想分层特征

17.2.2 化学元素在土壤中的存在形式

化学元素在土壤中的存在形式主要有三种:赋存于矿物之中,溶解于土壤水之中,被吸附状态。

17.2.2.1 赋存于矿物之中

土壤中的矿物主要有原生矿物和次生矿物两大类。原生矿物主要指的是母岩风化和成土过程中保留下来的一些抗风化能力强的矿物。例如,锆石、绿柱石等硅酸盐矿物;锡石、金红石、刚玉、石英等氧化物矿物;自然金、铂、金刚石等自然元素矿物。次生矿物指原生环境下在土壤中新形成的矿物。例如,高岭石、伊利石、蒙脱石、绿泥石等粘土矿物;褐铁矿、软锰矿等铁和锰的氧化物矿物等。土壤中的一部分化学元素来自这些原生矿物和次生矿物,在这些矿物中以主元素或微量元素形式存在,一般来说,不经转换是不易溶于水的。

图17-1 不同气候带土壤剖面模式

17.2.2.2 溶解于土壤水之中

这类存在形式的元素是能溶于水的可溶性组分。在母岩风化和成土过程中,一部分可溶性组分转入到水体之中,或迁移到别地,或保留在土壤水之中。成土之后,雨水、地表水、地下水还要为土壤带来部分可溶性组分。

17.2.2.3 被吸附状态

母岩风化和成土过程中,溶解于水体之中的可溶性组分有一部分被土壤中的有机质以及粘土矿物等次生矿物吸附。

17.2.3 土壤地球化学勘查工作方法与技术

土壤地球化学勘查的工作方法包括资料调研、实地踏勘、方案设计、野外采样、样品分析、资料处理、成果解释及异常检查八个步骤。

第一步,资料调研。工作之前应根据勘查目标和任务认真作好资料调研工作。要收集勘查区的地理地形、地貌、地质背景、水文资料、土壤资料、地球物理、地球化学等方面的资料并消化。

第二步,实地踏勘。在资料调研的基础上,到勘查目标要求的现场踏勘。踏勘的目的在于将资料调研阶段获得的初步认识变成感性认识。踏勘中还要做土壤剖面测量、土壤取样方法和取样方式的实验研究。

第三步,方案设计。这一步骤非常重要,牵涉到整个土壤勘查地球化学工作的成功与否。方案设计内容主要有:采样测网的布置、采样方法、样品加工方法、样品分析方案、资料处理及成果解释方法、异常检查的安排等等。方案设计要按国家对地球化学勘查的有关规范要求进行。

第四步,野外采样。采样方法正确与否,直接影响到土壤地球化学勘查的效果。采样点应避开碎石堆、采矿坑口、采石场、公路等土壤结构遭到人为破坏的地方。如测网上的测点遇到这样的情况,可移点,但移动范围不得大于点距的十分之一。如规定范围找不到合适的点,则可舍去该点。采样深度一般要求在土壤B层位置,采集其中的粘土及较细的砂土,如有较大的碎块可弃去。样品重量一般为50~100g。当土壤颗粒或粒度较大时,样重可以加大到200g,特别要求时可以大于200g。

第五步,样品加工与分析。对野外采集到的样品,可以自然风干、微火烘烤或日晒方式来干燥,切切不可用高温烘烤方式来烘烤。如要测定样品中的挥发组分,切不可用微火烘烤或日晒方式,只应采用自然风干。如要进行土壤样品结构分析,对样品中的泥质团块只能用手搓碎或用木棒轻轻敲碎,不可用别的硬质工具猛敲,以免破坏样品的原始颗粒度。土壤化学成分分析样品可按送样要求研磨过筛,最后进行有关实验室分析测试。

第六步,数据处理。根据样品分析结果,可按化探数据处理方法进行数据处理并做各种地球化学图件。

第七步,成果解释。结合勘查区相关资料,对数据处理结果和有关图件做系统分析,按勘查目标,做出成果解释。

第八步,异常检查。根据成果解释,对土壤地球化学勘查所发现的异常要及时地检查与验证。检查与验证要求按有关规范进行。

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