9 第九章 地球化学调查野外工作方法oo

第九章地球化学调查的野

外工作方法

一项完整的地球化学调查过程，一般可以分为五个阶段：

第一阶段：工作设计（资料收集、踏勘、方法试验、设计编写）；

第二阶段：样品采集（样品加工）；

第三阶段：样品分析；

第四阶段：资料整理（异常解释评价与验证）；

第五阶段：报告编写与成果提交。

地球化学调查, 是一个有组织、有计划、有步骤调查的系统研究工作。涉及到很多人员协同工作，也有组织管理工作，不单是技术工作。

第一节踏勘、试验与工作设计

一、工作设计书的编写

①在踏勘、试验工作的基础上编制工作设计。工作设计对工作的目的任务、化探方法选择的依据、工作方法、质量要求、工作量及进度计划，最后提交的成果都应阐明。②工作设计是指导化探工作开展和保质保量完成任务的行动计划。③工作设计编制完毕并经上级批准后即执行。为了使工作的设计符合实际，科学可行，要组识专门人员进行可行性研究再编写设计书。

1、资料收集与研究：搜集、熟悉工作区及邻近地区已有的地质、矿产、找矿勘探、开采、地形、地貌、气候、植被、疏松物覆盖情况，水系分布、测绘等资料，了解前人工作程度。

2、勘选区踏勘：在研究上述资料的基础上，进行现场踏勘，检查验证前人的成果，补充收集所需的资料。在这过程中常常要采集1—2套有代表性的岩石、矿石标本和样品，进行鉴定分析，以了解矿物及元素共生组合特点，且有助于指示元素的选择。

3、实验研究：在开展化探工作缺乏依据或为了选择合适的方法与技术，以及研究化探找矿中的特殊问题时，可先进行试验。试验工作有以下几种：

1）方法试验：是解决化探方法的有效性。通过试验了解异常发育的基本特征，确定何种化探方法最适用；

2）技术试验：是解决某些具体的工作方法和技术，以达经济合理的目的。

例如：采用怎样的采样和样品加工处理方法，选择哪些指示元素和分析方法等才比较适宜。方法试验和技术试验常在踏勘阶段一并进行；

3）专题试验：是解决某些专门性的问题所进行的试验。如为解决工作中碰到的疑难问题所进行的试验，新的化探方法的试验等，这种试验进行的时间视需要而定。

4、编写设计：在踏勘试验工作的基础上编制工作设计。具体编写内容：

①工作的目的任务；

②化探方法选择的依据；

③工作方法、技术、质量要求、工作量及进度计划；④实施方案；

⑤最后提交的成果都应阐明。

工作设计是指导化探工作开展和保质保量完成任务的行动计划。工作设计编制完毕并经上级批准后即执行。

第二节化探方法的选择

1、选择的依据：根据工作的目的任务结合工作区地质、地球化学特征、自然地理条件，如：地形，气候，疏松物覆盖情况、植被、水系等和经济效益选择化探方法。

2、方法的选用

1）．区域化探：它涉及的(几百到几千平方公里或更大) ，其目的是迅速圈出成矿的远景区，以便进一步普查和详查。

在中低山区，甚至是高寒山区水系发育时，宜采用水系沉积物地球化学测量，有条件配合水化学测量，在地形平缓、残坡积层分布广泛，水系不发育时才用土壤地球化学测量。

水系沉积物地球化学测量或土壤地球化学测量阶段配合少量岩石地球化学测量，以研究岩浆岩、地层、构造的含矿性，以及计算图幅中元素的平均含量和不同地层，岩石中元素的平均含量。每个地质单元取30以上至lOO 一200个样。

2) ．化探普查：涉及(几十到几百平方公里) 。一般是在成矿特点基本查明的地区或已知矿区外围进行。①区域化探采用水系沉积物地球化学测量时普查阶段仍使用水系沉积物地球化学测量，配合水化学测量，②区域化探采用土壤地球化学测量时仍用土壤地球化学测量；③当基岩出露良好时，则可使用岩石地球化学测量。

3) ．详查勘探，在普查圈定的，或已知矿区的近邻进行。其目的是确切圈定矿体的位置，初步评价矿体规模，预测深部矿化趋势。

视景观条件使用土壤、岩石、气体地球化学测量，还可辅以水文地球化学或生物地球化学测量。

4) ．开采阶段：用岩石地球化学测量，在地表(包括探槽，浅井) ，钻孔和坑道中采样，以寻找盲矿体

第三节指示元素的选择

1、选择的原则：对于找矿的指示元素选择的原则是：

1）．所选元素能够指示矿床存在的大致空间位置，或能指示找矿方向；

2）. 所选指示元素及其组合特点能够区分出矿异常和非矿异常；

3）．形成的地球化学异常要清晰，并且具有一定的规模，能在普查勘探中容易被发现；

4）．选用的指示元素最好能用快速，灵敏、简便、经济的分析方法加以测定；

5）．选择的数目在达到找矿目的的前提下尽可能少。

2、选择的方法

1）．类比法：根据前人在不同矿床类型总结出的找矿指示元素，结合矿区具体情况参照选择。

2）．理论分析方法：以地质，地球化学理论作指导，结合具体情况进行选择。如运用不同类型岩石，矿床元素共生组合规律来选择。

3）．扫视法：根据样品全分析的资料选择适当的指示元素。

第四节采样布局

一．采样单元

勘查地球化学的基本依据是利用统计抽样的原理，用少数抽取的样品去估计母体的分布特征。元素在地球化学场内分布是不均匀的，但是，当把研究区按一定面积分割成若干足够小的单元（细胞）时，。这个最小单元，地球化学上通常叫做采样单元。这样，每个单元至少采集一件样品，就可以知道整个研究区内的元素含量空间分布特征。采样单元的大小，根据工作目的，制图比例尺不同而不同。目前化探采样点的布局主要有以下几种：

1、“格子”采样法:在相应的地形图上划分单位采样格子，在每个单位格子内按采样密度布点。

Ø采样人员在野外根据实际情况可灵活加以变动。

Ø格子的大小和采样密度按工作的任务而定。在区域化探和普查中多采用这种布局

接图表

×××采样点位图

比例

尺：

责任表

2、规则测网法：如按方形网，矩形网，菱形网布点。

3、规则测线法：以一定的测线间距和测点间距布置采样点、测线方向垂直于矿体或构造走向。测线，测点间距一方面取决于异常的规模，和工作比例尺。

在普查找矿阶段应使1—2条测线和2—3个测点落于异常内，在详查时应使3—5条测线及3—5个测点落于异常范围内。

4、不规则测线法：样品并不严格按一定点线距采集，以能满足研究问题的需要为原则

。

例如：

①岩体评价的采样布局，只要使样点大致均匀地

分布于岩体中，使测定结果更具有代表性；

②对成矿有利岩体，矿化受接触带控制时，主要采

用垂直接触带的系列放射形不等距短剖面加以

控制。

③布置穿越岩体的十字形或井字形基岩剖面。

④断裂构造评价采样布局和接触带采样布局一样，

剖面线均无一定要求，也不互相平行，但要基本上

垂直异常延伸方向，以能追索异常的分布为原则。

采样密度要求，按现行规范如下：

目前国外区域化探工作均采用低密度水系采样，即几个平方公里一个点：n 把采样点布置在公路与水系的交汇处，取样人员从汽车上下来，向上游走30m 取样。

n 我国现行区域化探水系测量以lkm 2为采样单位，采1—2个样，4km 2作为一个分析单元将此范围内的样品等体积制备组合样送分析，这样每个1：20万图幅送分析的样品只有1500—1800个

．

不同比例尺采样密度

表

注意事项：

1. 按照采样单元布置采样，通常用于中小比例尺的地质、地球化学调查中。这种调查带有战略性的，目的是了解地球化学场结构上的粗略轮廓，找到地球化学的高或低含量区段，进行成矿预测；

2. 而对于＞1∶1万比例尺的矿区详查，其目的为了查明矿（化）体引起的局部地球化学异常，则通常用点、线距不同的测网开展采样工作。

3. 对于地球化学找矿来说，一般要求采样点要均匀分布在全区，。

4. 由于成矿作用受地质构造（特别是热液矿床）影响，矿体多分布在

断裂构造带中，其长宽比例不同，形成的异常多为长条形、透镜形。

第五节样品采集

采样是化探工作获得第一手资料的第一步，采样工作正确与否，直接影响找矿效果，必须于以高度重视。保证所采集的样品能准确反映采样对象中被测组分的真实含量。

一、水系沉积物采样

①采样方法：在采样点上下游5—10m 范围内或垂直于流向采2~3个重量大致相等的样品组合成一个样品，一般要求取最新的表层物质。只有表层受到人为污染时，才考虑取较深的层位。

②取样物质的粒度：由于水系沉积物中不同粒级中金属元素含量不同，所以对所选指示元素要进行富集粒度试验。通常情况下，对于抵抗风化能力弱的矿床，如Cu 、Pb 、Zn 、Ni 、Co 、U 等的热液矿床，一般取淤泥，粉砂；对于抵抗风化能力强的矿床，如Nb ，Ta 、稀土、W 、Sn 、Au 、Pt 等则取细砂。③采样时注意事项：避开Fe 、Mn 氢氧化物和有机质，以及塌积物，人工搬运物，覆盖物。干河谷采样应除去杂草，污物，采冲积物。

④样品重量：为100~200g

二、土壤测量采样

土壤采样特别要注意解决合适的层位和粒度，不同条件采用不同的方法。取样时，判断覆盖物性质非常重要。因残积物，坡积物，冰积物及其它远程运积物与下伏基岩的成生联系密切程度不同，对异常解释具有重要意义。

1、层位（尽可能才C 层）：

1）残坡积层采样一般不在A 层取样。

①A 层金属容易贫化；

②在某些特定条件下，在A 层又可由生物聚积作用产生非矿异常；

③A 层取样因含有机质给分析带来干扰(比色分析时引起试液混浊，光谱分析样品激发时发生样品喷溅) 。

2）在外来物覆盖区，应穿过外来物采样。

3）在气候炎热多雨，化学风化强烈，元素在地表发生强烈淋溶时则应考虑加大取样深度。

4）水田在南方经常遇到，在这种地区应穿过耕作层在残坡积层取样，才能收到好的效果。

2、样品粒度

①对于Cu 、Pb 、Zn 、Ni 、Co 等硫化矿床以及热液铀矿土壤取样一般取细粒物质，如砂质土、细砂土、粉砂土、粘土。它们富集粒度0.1—0.5mm 。②对于Nb 、Ta 、稀土、W 、Sn 、Au 、Pt 等一般取样粒度较粗，如粗砂土。它们的富集粒度1—3mm 。

③在风成物广泛分布的地区，细粒物中异常微弱，因为细粒物多为风搬运而来，而较粗的粒级中，风成物影响大大减小。

例如：内蒙物探队发现

3、样品重量

应根据指示元素富集粒度大小，元素分布的均匀程度及分析所需样品重量来确定。通常富集粒度较细的取样重量50—100g ，对于富集粒度较粗的取样重量100—200g 。

三、岩石地球化学侧量采样

1. 地表基岩采样时：采集新鲜、未被污染的岩石，并注意以下两种情况：①研究岩石中元素正常含量的样品应避开矿化影响的岩石；

②找矿的样品应采集受成矿作用影响的岩石。

2. 坑道岩石采样时：在采样点附近(一般是直径一米范围内) 采若干小块岩石(一般5-7块) 合为一个样品。

3. 钻孔岩芯岩石采样时：在每个采样点上下共一米范围内采取5-7小块岩石合为一个样品。一般采样点间距是2-5m 。

4. 岩石样品重量：为150-200g 。

由于元素在岩石、矿物中分布的不均一性，某些矿物常以裂隙、细脉或斑点，结核形式出现。因此，对基岩进行正确取样往往较水系沉积物和土壤要困难得多。要使所采样品有代表性，常常要加大采量，如梅花式5-7点采样法、连续捡块法、刻线法、刻槽法等。

四、水文地球化学测量

①水样用500—1000mL 的洁净的带塞玻璃瓶(或聚乙烯瓶) ；

②采样时预先用待测水将瓶冲洗二到三次，之后将瓶徐徐放入水面下0.5m 处直接取水(瓶口背着水流方向) ，避免水面悬浮物进入水样, 同时还要避免水底沉积物进入水样。

③水样不要盛满，留一定空隙(10—20ml) ，以免受热瓶塞被冲掉，将瓶塞紧，贴上标签。

④井、泉、钻孔、坑道水样应取新鲜溢出水，避免取停滞水。

五气体样品采集

气体易扩散、挥发，不易保存。目前气体采样分为主动式和被动式采样。

1、主动浓集式:人工抽取气体的同时，将气体浓缩在捕集剂上。捕集剂可以是

液体或固体。要求捕集剂能吸附、能释放。例如：

①捕汞管：采集壤中气汞量样。土壤中用钢钎在测点上打孔，将捕汞管及大

气采样器相连的锥形取样器置入孔内，抽取气体。然后，将捕汞管在800℃管式电炉中加热释汞，将汞蒸气抽进测汞仪测定。

②活性炭：能吸附烃类气体和氡(Rn)气。

③分子筛：可吸附SO 2等气体。

④液体富集剂：通过试验研究待测气体的最佳溶剂。一般来说，酸性气体可

用碱溶液溶解，碱性气体用酸溶解。

2、被动式取样：是将气体吸收附剂放置在取样点，让气体与捕集剂作用而被

吸附。多用在采取土壤中的壤中气时，将捕集剂埋入地下一定深度，让上升气流穿过捕集剂而被吸附，具有时间上的累积效果。

六、生物地球化学测量 ① 采样对象应以分布广泛，根系发育深，选择性吸收能力强的植物种属为 宜，也可取数种植物组合，工作时应先进行方法试验。 ② 每个采样点上应在1—4m2范围内采集植物样品： 草本植物剪取上部嫩叶和茎， 木本植物摘取离地lm以上的树叶或嫩枝。 ③ 样品重量以保证处理后获得1—3g灰分，特殊样品还需要加大采样量。 七、采样记录 l 每一个取样点要详细作记录，各种化探方法都有统一的记录格式； l采样过程 中 ， 需要 认 真 记录 点 、 线 号 ，样品 号 ，以及 附 近 的地 质 、地 形、植被、人工污染等一切与资料解释相关的现象。

第六节 样品加工处理

一、加工的目的：去掉水分、杂质，选取所需粒度，使样品均匀化。

二、样品加工时应注意的问题： 加工过程中最大的问题是污染。包括：样品间的污染；样品被加工工具污染，尤 以碾磨与过筛两道工序为甚。因此，在加工样品时应注意下列几点：

l 防止样品号码的错乱。 l 矿样和化探样分开加工，严格的分用加工工具，最好不同一室； l 每加工完一个样品要进行彻底的清洁工作； l 不能随便更改加工方案。 l 疏松物样品在第一次过筛前不要研磨，以保持样品的原始粒度比例。 l 加工样品 要 按 测 线 上测 点的 顺序 进行 ， 即使 相 邻 样品有 污染 也不 致造成 假异常(在自然界实际上并不存在的异常)， l 不能用金属铜筛，而用尼龙筛。 l 注意 改 进 加工工作的 劳 动条件 ， 如通 风 防 尘 ， 这 不但 维护 工人 健康 而且 可以减少污染。

三、样品加工流程

四、样品的组合 为 了 解 决 取 样过 稀 易 于 漏 掉 异常， 而 取 样过 密 徒 然 增 加分析 负担 的 矛盾 ，把 若干 个 相 邻 样品 等 体积 混 合 ， 做 成 一个 组 合 样 ， 对组 合样品 进行 分析， 发 现 异常 后 ， 再对 原 样分析找到确切位置，这样总的分析可以大大节省。

第九章 地球化学调查野外工作方法

本章小结

u重点掌握：踏勘、试验及工作设计。化探方法的选择，指 示元素的选择。采样布局的原则及几种基本方法。 u基本掌握：基岩、土壤、水系沉积物采样的要求。样品的 初步加工。