地球化学 7-3 土壤地球化学测量

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1、应用地球化学7.3土壤地球化学测量土壤地球化学找矿是通过分析土壤中元素的分布，总结元素的分散与集中的规律，研究其与基岩中矿体的联系，通过发现土壤中的异常与解释评价异常来进行找矿的。这里所指土壤，主要是残破积的地表疏松覆盖物，同时也包括塌积的、冰积的、湖成的、风成的以及有机成因的地表疏松覆盖物。第一节风化与土壤形成一、风化作用风化作用是成土的动力因素可分为三种类型：物理风化、化学风化及生物风化1、物理风化特点：气温的变化引起岩石的热胀与冷缩，水在岩石中冻结而膨胀引起；不改变成分。2、化学风化特点：实质上是在水

2、的作用下矿物岩石的分解，水及水中溶解的氧和二氧化碳气体有重要作用，包括水化、水解，氧化、溶解，酸的作用，胶体的形成，交换反应等；化学成分发生改变。3、生物风化生物风化不仅是植物根系的生长可扩大岩石的裂隙，加速物理风化，更重要的是植物分泌的有机酸，大大地增强岩石的化学分解；植物的呼吸，影响化学风化起重要作用的氧、二氧化碳的循环；细菌与真菌在许多有机氧化反应中使植物残骸逐渐解体，最后形成二氧化碳和水；土壤细菌的活动可产生有机酸类及其它化合物参与化学风化作用。二、土壤及其形成土壤是在岩石风化的基础上通过成壤作用逐

3、渐形成的。土壤由矿物质、有机质及土壤溶液和土壤空气等部份所组成，其中，矿物质和有机质是土壤的主体和物质基础。土壤矿物质，包括原生矿物(如石英、云母等)和次生矿物(如高岭石、蒙脱石等)两大类，不同气候带不同类型的土壤中，土壤的矿物成份不完全相同。土壤的有机质，包括非腐植质(如蛋白质，碳水化合物，脂肪等)和腐植质两类有机物质。腐植质是微生物活动的产物，一般不易为微生物所分解，是土壤有机质的主体。土壤根据其成熟程度通常可分为三层：淋滤层（A）、淀积层(B)、母质层(C)需要说明的，微量元素不仅在不同层位的土壤中分

4、布不均匀，而且在同一层位不同调度的土壤中的含量也不一致。其原因是元素在风化、成壤过程中的行为状态不同。很显然，耐风化矿物中的元素与在粘土或铁、锰氧化物上成吸附离子的易溶金属元素相比，后者肯定富集于更细粒的土壤中。这些情况，对矿化地区或无矿化的地区都是存在的，而且对土壤地球化学找矿说来有重要意义。第二节矿床次生晕的形成一、成矿元素的次生分散地下深部形成的矿体、矿化及原生晕，和围岩一样在表生带经受各种风化作用。其中的元素随着矿物的破碎或溶解，都会向外迁移产生次生分散，而形成次生晕。成矿有关元素的次生分散可分为机

5、械分散和水成分散。要了解次生晕的形成，就要了解机械分散与水成分散。(一)机械分散在表生作用下，矿石中成矿元素呈固相(原生矿物，难溶的次生矿物)迁移而形成的分散称为机械分散。矿石和岩石一样，在表生带由于温度的变化(热胀冷缩、水的冻结和融化，盐类的结晶和溶解)，植物根系作用等等，使矿体破碎，由大块变为小块，由矿石碎块分解为单一矿物的碎块。风化剥蚀与矿床分散晕形成关系示意图1-矿体；2-围岩；3-矿石质点冰的搬运与次生晕的形成示意图地表水冲刷与次生晕的形成示意图风的搬运与次生晕的形成示意图坡积作用与次生晕的形成示

6、意图(二)水成分散在表生作用下矿石中成矿元素呈液相(溶液)迁移而形成的分散称为水成分散。成矿物质水成分散的过程，包括矿石的氧化、溶解，迁移及析出。这种作用和过程对硫化矿石来说最为典型。硫化物氧化变为硫酸盐。由于各种金属硫酸盐基本上在水中都有较大的溶解度，其结果是成固态的金属硫化物变化成为液相硫酸盐溶液。水的循环示意图二、控制成矿元素次生分散的因素矿石物质由于表生带风化作用而产生的次生分散(机械分散和水成分散)，受多种因素所控制，如元素本身的性质、物理化学环境、气候及地形条件、生物的作用等。(一)矿物性质矿石

7、中元素的次生分散是矿石矿物风化的结果，所以矿物耐风化能力必然要影响元素的次生分散。一般说来，内生条件下形成的矿石矿物，其结晶条件越接近表生条件，其耐风化能力越强。硫化物最不稳定，最容易氧化、溶解。各类矿物根据次生分解由难到易的程度可排列如下：氧化物>硅酸盐>碳酸盐和硫化物。在硫化物中，不同的矿物氧化速度也不一样。常见的硫化物其氧化速度按以下顺序递减；磁黄铁矿——镍黄铁矿——闪锌矿——毒砂——黄铜矿——黄铁矿——辉银矿——方铅矿——硫砷铜矿——辉钼矿(二)物理化学环境物理化学环境对元素次生分散的影响，主要反映

8、在氢离子浓度、氧化还原电位等对元素在水溶液中溶解度和迁移能力的控制。大多数金属元素只在酸性溶液中呈阳离子溶解、迁移，并随着溶液pH值增高，则趋于呈氢氧化物或碱式盐而沉淀。在表生环境中，广泛发育的各种胶体，对元素的次生分散有很大影响。Si、A1、Fe、Mn、As、Zr、V等化合物在水中溶解度很小，形成胶体溶液(溶胶)而迁移。在这些胶体物质沉淀时，也使其上吸附的元素随之固定下来。在氧化带中Si、A1、Fe、Mn等含水