地球化学找矿讲义4水系沉积物-PPT精品共42页

• 中的μ和σ，就得到一条拟合曲线，用该曲线与实 测的直方图相比较，看其符合程度，可以判断实 测分别是否服从正态分布，即分别形式检验。
• 只有服从正态分布的数据，才能使用数理统计的 方法。
• 常量元素分析结果服从正态分布，微量元素直方 图往往偏向高含量方向延伸，形成正向不对称分 布，但服从对数正态分布。
*
5
• 二、元素在岩石圈中的分布量 • 1、克拉克值 • 元素在地壳中的平均分布量称为克拉克值，或丰度。 • 不同元素克拉克值的单位不一致； • 不同元素在地球各层圈的分配不一致； • 不同元素在不同岩石类型中的分配不一致； • 影响元素分布不均匀性因素：地质作用、元素本身。 • 2、浓度克拉克值 • 地质体中某元素的平均值与克拉克值的比值。 • 如果浓度克拉克值大于1，说明该元素在地质体中相对集
• 描述一组随机变量，最严格的办法就是求得这一组数据的
概率分布函数，即概率P与含量X的依赖关系：
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12
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13
*
14
• 在化探数据处理时，从原始分析数据出发，首先 把含量分成间隔，然后统计落在各间隔内的样品
数(频数)，再除以样品总数(n)，求出频率，以频 率对间隔作图，就得出常用的直方图。
• 检验直方图是否呈正态分布，直方图是对密度函 数的一个近似表达。如果呈正态分布，则有正态
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22
• 六、元素迁移的影响因素
*
带、存在形式以及物理化学参数（T、P、pH、Eh）等， 并用这些标志进行找矿的一门科学。
• 2、研究对象
• 1）地球化学异常；
• 2）如何在给定的自然和经济条件下，合理、有效地应用 勘查地球化学技术方法，达到预定的找矿目标或其他目的。
• 3、研究内容 • 1）地球化学异常的发育特征； • 2）地球化学异常形成机制； • 3）地球化学异常的观测技术； • 4）地球化学异常的评价方法。

地 球 化 学 找 矿
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地 球 化 学 找 矿
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地 球 化 学 找 矿
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学
现的异常，具有明确的方向性和地形标志，易于追索 和进一步检查。
找 此外，顺沟谷采样，不用翻山越岭，通行条件较好，
矿
劳动强度小，样品易采、易加工，工作效率高。因此， 特别适用于大面积概略初查阶段，以便迅速查明找矿
远景区，为战略决策提供依据。
多年来的实践证明，它是区域化探和化探普查阶段首 选的找矿方法。
进一步化简Cx＝Sa/Sx（Ca－Co）＋Co（分散流的强度公式）
Sa（Ca—C0）向下游应当保持不变，因为它度量了金属元素在该 汇水面积内单位深度上的矿化总金属。这一数字反映了一条水
系的集水盆地内总的矿化远景，所以是一个重要的评价指标。
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2．碎屑分散流的形式
地 球
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 水的搬运能力与其速度的四次方成正比。
化 学
随着搬运时间的延长，碎屑被进一步粉碎， 形成悬浊液。粒度在100μm以上的颗粒，虽 然不能在水中长期稳定，但紊流及涡流能暂
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关 系
于淤泥物质中，少量呈溶解状态存在于河水中， 于淤泥物质中，少量呈溶解状态存在于河水中，呈碎屑矿 物状态是稀少的。因此以重矿物（又称重砂测量 来寻找这 物状态是稀少的。因此以重矿物（又称重砂测量)来寻找这 类矿床通常不能获得显著效果，而水系沉积物地球化学测 类矿床通常不能获得显著效果， 量是卓有成效的。 量是卓有成效的。
（4）由物理性质和化学性质稳定，但比重大、颗粒小 ）由物理性质和化学性质稳定，但比重大、 的矿物组成的矿床。如细而分散的 矿床 矿床（ 的矿物组成的矿床。如细而分散的Au矿床（不包括热液脉 状金矿床和砂金矿）实际上成矿元素不出现于重砂中而聚集 状金矿床和砂金矿） 在淤泥物质中， 在淤泥物质中，水系沉积物地球化学测量同样能有效发现它 们。 （5）由物理性质化学性质稳定，同时比重比重大、颗 ）由物理性质化学性质稳定，同时比重比重大、 粒粗大的矿物组成的矿床， 热液脉状金矿床） 、 、 粒粗大的矿物组成的矿床，如Au(热液脉状金矿床）Sn、W、 热液脉状金矿床 Pt、Ti、Cr、Zr、Th、金刚石等矿床，这些矿床的有用矿物 、 、 、 、 、金刚石等矿床， 在分散流中通常以碎屑矿物状态出现， 在分散流中通常以碎屑矿物状态出现，因而采用重砂矿物测 量普查这类矿床是最适宜的， 量普查这类矿床是最适宜的，但只要水系沉积物测量中同时 注意采集砂质物质任然可以发现它们。 注意采集砂质物质任然可以发现它们。
一般情况，若原生矿物在表生带内稳定、抗风化能力强， 一般情况，若原生矿物在表生带内稳定、抗风化能力强， 其组成元素主要是以矿物碎屑方式迁移为主， 其组成元素主要是以矿物碎屑方式迁移为主，如Sn、W、 、 、 Cr、Ti、Nb、Ta、Zr、Au；若原生矿物在表生带内不稳 、 、 、 、 、 ； 定，但风化后易形成稳定的次生矿物，这种成矿元素多以 但风化后易形成稳定的次生矿物， 粘土或细小的矿物碎屑方式迁移，如Fe、Mn、Mo、Be以 粘土或细小的矿物碎屑方式迁移， 、 、 、 以 及Pb等。若原生矿物不稳定，所形成的次生矿物又易溶于 等 若原生矿物不稳定， 水，这种成矿元素则以溶解的离子或络离子方式迁移，多 这种成矿元素则以溶解的离子或络离子方式迁移， 数的有色金属元素属于这一类。 数的有色金属元素属于这一类。

50=1/Sx(300-25)+25 Sx=11
3．分散流的富集系数
在推导分散流强度基本公式时，没有考虑金 属元素富集和淋失等化学迁移因素，所以索 洛夫认为需要引入一个系数q,中亚一带若干 矿区为0.8-1。q称为分散流的富集系数。
q Ci SiDhi
Cx
i
Si Dhi
i
4．矿体形态与位置的影响
可以把水系沉积物看成是该水系所流经的盆 地内受到剥蚀的地质体的代表性样品。因为 总的夷平作用主要靠河流的搬运，每一条水 系，可以看作是一个“漏斗”，在水系沉积 物中汇集了该水系流域内的所有地质体的风 化产物。那么水系沉积物的化学成分可以代 表该水系范围的平均成分。与上地壳成分有 线性关系
形成分散流的动力当然主要是水的机械冲刷 搬运力和化学溶解力。分成碎屑分散流（机 械分散流）和化学分散流（盐分散流）。但 在下列两个意义上说，碎屑分散占主导地位：
– 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， 在平缓地区，化学溶解作用的比例增大
1．水系分级
1 1
采用斯特勒
1
1 Stratler
2 1
1
22
1 2
1957命名方 1 法。在1∶5
沟谷水系中的沉积物主要是地表水冲刷 作用将地面斜坡上的疏松物带入沟谷， 并沿沟谷继续搬运迁移，其中形成异常 的物质沿着搬运方向呈拉长形式展布。 因此，化探人员俗称为分散流。
Dispersion halos
Dispersion fan Dispersion train
此类异常的物源追索，要逆着沉积物的 搬运方向进行，异常源可能位于异常样 点上游几百甚至几千米(?)，矿与异常的 空间关系疏远。但是由于这类异常物质 搬运距离远，形成的异常易于发现，可 以用稀疏的样品发现它，因此特别适用 于概略普查阶段使用。

2.成矿元素的迁移
成矿元素在流水中迁移有两类基本的方式：一是呈矿 物碎屑状态被流水搬运，包括碎屑拖运和粘土浮运；二是 呈离子或络阴离子状态溶解于水介质中，随水迁移。以哪 一种形式迁移为主，决定于成矿有关元素在原生矿石中的 存在状态、矿物结晶粒度以及在表生带内元素的地球化学 行为和矿体的风化程度。一般情况，若原生矿物在表生带 内稳定、抗风化能力强，其组成元素主要是以矿物碎屑方 式迁移为主，如Sn、W、Cr、Ti、Nb、Ta、Zr、Au；若原 生矿物在表生带内不稳定，但风化后易形成稳定的次生矿 物，这种成矿元素多以粘土或细小的矿物碎屑方式迁移， 如Fe、Mn、Mo、Be以及Pb等。若原生矿物不稳定，所形 成的次生矿物又易溶于水，这种成矿元素则以溶解的离子 或络离子方式迁移，多数的有色金属元素属于这一类。
化学元素从水中沉积出来的形式，即化学元素在分散流中赋存状态 主要有：矿物碎屑状态、胶体状态、吸附状态及次生化合物状态。分 散流中与成矿有关元素可以呈盐类化合物状态存在，多数情况下首先 是经过吸附体对金属离子的吸附。近而在吸附体内由化学反应生成新 矿物。这种类吸附体有铁、有机质和粘土物质。
二、水系沉积物中微量元素的分配
2.沿河流纵向指示元素含量的变化
河流纵向的不同部位，分散流中指示元素含量变化有不同特点。在分散 流整个长度范围内可将分散流划分为两部分：头部和流带部。
分散流的头部是指比邻矿床或矿化带的斜坡的分散流部分。在这里矿石 组分加入水系，所以含量较高，分布不均匀，含量呈现锯齿状（图4-8）， 该带长度决定于矿床的规模及河谷的空间关系。流带部，在分散流的头部 以下，即含矿地段与河谷交切的下游部位。
（1） Zn在河流沉积物各矿物相间的分配见图4-1， Zn在粘土、粉沙、 砂和铁的氧化物中分配量较大。多数样品中粘土含Zn量变化不大，但 砂和粉沙中Zn含量变化最大。

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二、分散流的发育特征
地 球 化
1. 一级水系中的分散流 2. 多级水系中的分散流
学
3. 分散流的富集系数
找
4. 矿体形态与位置的影响
矿
5. 河谷横断面中含量的分布
6. 含量随时间的变化
2020年6月29日
水系分级
地
球
1
化 学
1 1
1
找
矿
12
0 500 1000m
化 空间关系疏远。但是由于这类异常物质
学 搬运距离远，形成的异常易于发现，可
找 矿
以用稀疏的样品发现它，因此特别适用 于概略普查阶段使用。
2020年6月29日
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一、水系沉积物异常的形成
地 表生带内的矿体及原生地球化学异常，经表生氧化风
球
化形成疏松物后，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，并在水系沉积物
勘查地球化学
水系沉积物地球 化学找矿
地球科学学院地球化2020学年6月研29日究所
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水系沉积物地球化学找矿
地
球 化
一、水系沉积物异常的形成
学
二、分散流的发育特征
找
三、分散流中的指示元素
矿
四、水系沉积物测量在找矿中的作用
2020年6月29日
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地 球
水系沉积物地球化学找矿是通过对河流 沟谷中的沉积物（包括湖泊近岸沉积物） 的系统采样分析，研究元素在水系沉积
2. 化学分散流的形式
以真溶液状态存在的元素(如Na+、Mg2+、 Cl-、HCO3-等)，在水中最为稳定，能长 距离迁移。

来源之一
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
二、植物-土壤影响阶段
土壤的氧化还原条件改变金属元素的价态
– 氧化条件下
As、Fe、Mn形成难溶化合物，阻碍其随地下水迁移，并减小了对 农作物的危害
Cr、Zn、Cu、Cd形成易溶化合物，有利于其随地下水迁移，并 加强了对农作物的危害
– 水文地球化学分带性——地下水化学成分在空间变 化的规律性
自然地理分带——水平分带 地质分带 ——垂直分带
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
表生带地下水的平均化学成分特征
渗入成因的溶滤潜水
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
表生带地下水化学成分特征
表生带地下水的分带性受下列因素影响
– 一级因素：气候 – 二级因素：植被 – 三级因素：岩性
气候是控制表生带地下水分带性最宏观一级的 因素
二、植物-土壤影响阶段
经过植物-土壤的地下水的特征
– 含有数量可观的碳酸 – 未被氧化的有机化合物的进一步分解将使水中碳酸进一步提高 – 相对于碳酸盐矿物与原生铝硅酸盐矿物，远未达到饱和状态，
即具有强溶解能力；
上述特征决定了地下水具有很强的与围岩介质发 生反应的能力。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
第四讲 地下水化学成分的形成与特征

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水环境地球化学研究
2024/1/25
水体化学组成与性质
研究水体中各种溶解物质、胶体物质和悬浮物质的含量、分布和 变化规律，揭示水体的化学性质。
水体中污染物的迁移转化
分析水体中污染物的来源，研究其在水体中的迁移、转化和归宿， 为水污染防治提供依据。
水环境地球化学过程
探讨水体中化学物质的循环、转化和相互作用过程，以及这些过程 对水环境的影响。
可燃冰资源勘查
利用地球化学方法分析可燃冰赋存层位的岩石、 土壤等介质中的气体组成和同位素特征，揭示可 燃冰的成因和分布规律。
2024/1/25
16
环境资源评价中地球化学方法
1 2
环境质量评价
通过分析土壤、水、大气等环境介质中的元素和 化合物含量，评价环境质量状况及其对人类健康 的影响。
污染来源与迁移转化研究
灾害体地球化学特征分析
分析滑坡、泥石流等灾害体的物质组成、化学成分等地球化学特征 。
灾害预测和防治
结合地质环境地球化学评价和灾害体地球化学特征分析，进行滑坡 、泥石流等地质灾害的预测和防治。
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人类活动对环境影响评价中地值 调查
调查评价区域的环境地球化学背景值 ，为环境影响评价提供依据。
研究地球化学异常的成因 机制，包括地震孕育过程 中的物理化学变化、地下 流体运移等。
异常时空演化规律
分析地球化学异常在时间 和空间上的演化规律，为 地震预测预报提供依据。
24
火山活动监测和预警中地球化学方法
火山气体监测
通过监测火山释放的气体 成分和含量变化，判断火 山活动的状态和趋势。
2024/1/25
2024/1/25
数据获取和处理
地球化学数据获取困难，处理和分析方法复杂，需要进一步提高 数据质量和处理效率。

资料的整理
• 1原始资料的整理：包括采样记录本、地质 观测记录本、各种送样单、分析及鉴定报 告、现场测定记录、测量成果、有关照片、 各种统计资料等。 • 2图件的编制： 实际材料图：采样位置图、原始数据图、 地球化学平面剖面图及剖面图和塔状图 综合图件：等浓度图、等衬度图、晕的分 带图、异常分布图。
地化异常评价依据
• 地质依据：地层岩性、构造、岩浆岩、地貌和第 四纪特点、水文地质 • 矿产的形成与分布,受岩性、时代、构造的控制， 特定的矿床，总是在特定的地质条件下产出，如 斑岩型铜矿总与浅成中酸性岩浆有关，钨锡矿总 与酸性岩浆岩有关，蚀变岩型金矿，大都产在构 造破碎带内 • 化探依据：异常区的指示元素的组合关系、异常 强度、异常点的集中程度、异常面积的大小、变 化梯度、分带特点、异常形态和规模大小等特征 是化探对比分类的依据。
采样布局
• 格子采样法（预查、普查） • 规则测网：如方形网、矩形网、菱形网 • 以一定测线间距和测点间距布置采样点： 原则上普查应使1-2条测线和2-3个测点落于 异常内；详查应使3-5条测线及3-5个测点落 于异常内。 • 不规则测线：岩体、构造
采样
• 水系沉积物：采样点上下游5-10米或垂直于流向采2-3个 样组合，最新的表层物质。取样物质：抵抗风化力弱的矿 如 Cu、Pb、Zn、Ni、Co、U等热液矿，一般取淤泥、粉 砂，对于抗风化力强的矿如Nb、Ta、W、Sn、Au、Pt、 稀土取细砂，样品重量100-150g 。 • 土壤测量：层位：一般在B层；粒度：Cu、Pb、Zn、Co、 Ni及热液铀矿取细粒物质，如细砂、粉砂、粘土；Nb、 Ta、W、Sn、Au、Pt、稀土取样粒度较粗，如粗砂土； 风成物分布广泛地区，一般取粗粒物（0.3-0.1mm） ；重 量：细粒物质50-100g，粗粒物质100-200g，过筛后不小 于20g。 • 岩石测量：采样物质：基岩、断层泥、裂隙充填物，地表 和坑道采样是在采样点附近（1m内）采5-7块，岩芯是在 采样点上下1m内采5-7块。重量：150-200g，断层泥、裂 隙充填物20g以上。

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。
第三章 水系沉积物地球化学测量
概述
水系沉积物异常
勘
在表生带内的一切地球化学异常，
查
在地下水及地表水的冲刷与溶解下
地
;使原来集中的元素沿水系发生分
球
散，在水系沉积物分布的狭长地带
化
内形成的异常，叫做水系沉积物异
学
常，前苏联称其为分散流。
勘 系统地调查水系沉积物的成
查 地
分，己远远超出单纯找矿的
球 范围，勘查地球化学家把它
化 学
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
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
勘 分散流的概念
查 地
由于水系沉积物异常沿水系的狭
球
长地带内展布，异常前苏联学者将
化
水系沉积物异常称之为分散流。为
第三章 水系沉积物地球化学测量
概述
水系沉积物测量
勘
水系沉积物异常的共同特点是沿着
查
搬运方向呈拉长的形式展布。
地
由于其与异常源的空间关系疏远，
球
再加上搬运过程中指示元素含量的稀
化 学
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。
第三章 水系沉积物地球化学测量
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
学
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)。