地球化学指标

如题所述

化探通常说的“地化指标”,就是指能够用来找矿或解决某些地质问题的地球化学标志,它包括如下的内容,指示元素及其特征含量范围,指示元素的组合关系,特定的物理化学参数(如反映成矿时的pH、Eh和温度等),特定的矿物组合分带等方面。前两者经常应用,为当前化探工作的主要找矿指标。现着重介绍如下。

1.指示元素及其特征含量范围

所谓指示元素就是说在化探工作中能够用来指示矿体的存在,或能够指出找矿方向的化学元素(包括同位素),称之为找矿指示元素。从目前国内外的资料来看,随着化探找矿矿种范围的扩大,元素周期表中的大部分元素已被用作找矿指示元素。随着矿种矿床类型的不同,选择不同的找矿指示元素。例如。我国某些地方用Cu,Ag,Au,Mo等元素寻找到矽卡岩型的铁铜、铜钼矿床,用Ni,Co,Cu,As等元素找到岩浆型的钴、镍硫化矿体。这方面的例子很多,有关这方面的资料列于表2-9和表2-10中,供今后在找矿选择指示元素时参考。

表2-9 我国某些矿床的找矿指示元素

表2-10 国外某些矿种(矿种中)的元素组合及化探的主要指示元素表

续表

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目前有些易挥发性元素(Hg,As,F,C1,Br,I等)在用来找金、银、铜、钨等矿床中,已得到应用。在应用易挥发性元素方面,较集中研究各种气体作为找矿标志的作用。已查明,许多易挥发组分和气体与多种矿床密切伴生,可以作为良好的找矿标志(表2-11)。

表2-11 易挥发性找矿指示元素

指示元素的特征含量范围,是指对某一地区进行系统(或一定数量样品)的化探测量,其结果经过数学处理,求得指示元素的含量变化范围。如果能够利用某元素的含量范围区分不同地质体,指示矿化(矿体)存在或指出找矿方向的就称为“特征含量”,亦就是说当化学元素达到一定含量范围才具有找矿指示意义。

2.指示元素的组合关系

指示元素的组合关系,包括定性组合和定量(半定量)组合两方面的内容。定性组合关系见表2-9和表2-10,这里不再重述。现着重介绍指示元素的定量(半定量)组合关系。

指示元素的定量(半定量)组合关系主要表现为元素之间的数学特征值及该数值的空间分布规律。现分别举例说明如下。

(1)简单含量关系

我国某地利用Ni,Cu,Co三个指示元素之间的含量关系区分矿异常和非矿异常。Ni>Cu>Co为矿致异常:Ni>Co>Cu表现为非矿异常(图2-10)。利用这一指标已发现了若干重要的新矿体,扩大了矿区的储量。

图2-10 吉林某矿床地球化学异常剖面图

(2)比值

①单元素的比值:东北某地曾对前震旦纪岩层中充填的铅锌矿床作过较详细的研究,发现只有铅含量升高,不一定与工业矿体有关。矿异常要具备三个指标,即Pb>300×10-6,As>100×10-6,Cu/Pb<0.2(图2-11)。当Cu/Pb>0.2时,经过验证为没有工业价值的含铜石英脉引起的异常。

元素对在矿床地化异常三维空间中的比值不是固定不变的,它是随空间部位(相对矿体部位)的变化而变化。有些元素对比值的空间分布有一定的规律,如图2-12所示,Hg/Mo比值和Pb/Zn比值随着与矿体的相对位置不同而变化。这种现象的存在,对研究成矿作用特点和指导找矿有很大的实际意义。

图2-11 某地铅锌矿地化异常剖面图

1—矿体;2—钻孔号;3—煌斑岩;4—灰岩

图2-12 元素对比值应用示意图

②多元素组合的比值:

◎累乘异常及比值:通过将样品中一组指示元素的含量相乘的方法求得(如Sb·As,Zn·Cu等)的值,即为累乘异常值。元素组乘积之间的比值

÷,称为累乘异常比值。

◎累加异常及比值:通过一组指示元素的含量相加而求得(Sb+As,Zn+Cu等)的值,即为累加异常值。

的异常比值,称为累加异常比值。

不论是累乘异常还是累加异常,这种元素的组合关系并不是任意选择的。一般来说,它是按照指示元素的分带性确定的元素活动顺序来划分组合关系。活动性大、异常带宽的元素划分为一组;活动性小、异常带窄的元素归并为另一组。这种组合关系是相对的,并没有严格的分组标准。

有人认为,在找矿工作中使用组合异常较可靠些,因为它是按指示元素空间分带关系进行定向组合,比用单元素圈定的异常可靠。同时还可以利用不同元素组合的比值在垂直方向上的变化规律,预测推断地化异常(包括矿体)剥蚀截面的深度,如表2-12所示。

(3)指示元素之间的含量关系

在化探工作中发现异常样品中某些元素的含量之间存在着互相制约的关系。主要表现在元素对或多元素的组合含量之间的共消长或互消长的关系,如图2-13所示。对于不同的矿床类型、不同的矿物组合关系、不同的元素,这种含量相关有所不同。因此,有可能利用元素含量之间的相关性,通过数学处理,确定地化异常中某些元素之间的相关系数作为找矿指标。利用这种参数对比评价异常有重要的参考价值。

表2-12 不同元素组合的比值在垂直方向的变化规律

图2-13 不同元素的相关性

除了上述常用的一些地化指标以外,还有根据不同矿床地质地化条件,测定成矿的物化条件,如测定pH、Eh、气液包裹体、成矿温度及矿物的热发光等进行找矿。目前国内外已采用先进的电算技术,研究地化异常指示元素含量的各种数学分布型式,如进行分析数据的判别分析、趋势分析、簇群分析和因子分析等数学处理的方法,探求新的参数作为地化异常评价的指标。

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