辽宁化探探试验结果与建议

wsx_801216 · 发表于 2011-7-26 09:33

辽宁化探探试验结果与建议
2006年，物化探所区域化探组分别在辽宁东部的老营沟多金属矿、红透山铜矿和西部的灰山屯钼矿、排山楼金矿四个矿区开展化探方法技术研究，其中重点对辽宁东部和西部有机质和风积物干扰特点及其程度进行研究，并在四个试验区开展面积性试点测量。由于排山楼金矿开采规模较大，东西两条主水系已严重污染，使得试验研究结果受到严重干扰，其结果已无法使用。为此，为了说明该区化探方法的有效性，引用了辽宁北部与阜新市接壤的内蒙古库伦旗、奈曼旗1：5万化探的结果。

一、关于粒级试验结果
1、灰山屯钼矿粒级试验结果
辽宁葫芦岛市灰山屯钼矿位于辽宁西部葫芦岛市以西，距葫芦岛市约30公里，为已探明的钼矿床。在该试验区开展了粒级试验，沿主异常水系采集6个粒级大样，筛分7个粒级，即-4~+10目，-10~+20目，-20~+40目，-40~+60目，-60~+80目，-80目~+160目，-160目。结果表明（图1），多数元素含量以-60~+80目粒级段为界线，两侧的粗和细粒级具有各自的分布特点。1）在分界线的左侧，即在-4~+80目粒级段，出现三种分布，①从粗向细粒，元素含量平稳，只在-60~+80目粒级含量升高；②呈现两头含量偏高，中间含量偏低的“U”型；③从粗向细，元素含量逐渐升高。2）在界线右侧多数元素含量基本脱离了左侧粗粒级的变化趋势。2）部分元素含量呈现降低，部分元素则呈现含量升高，特别是在-160目细粒级升高尤为明显。
分析元素含量的分布特点认为：
1）-4~+80目粒级基本为岩石碎屑，在该粒级段元素含量变化基本为上游汇水域各地质体元素含量的总汇。部分元素含量随粒级变细而增高，应与单矿物的逐渐分离和流水作用的重力分选富集有关。特别是在-60~+80目粒级段，分离出的单矿物已占约50%，因矿物比重间的差异而发生的分选使多数元素含量增高。在-4~+80目粒级段部分元素含量偏低，与该粒级段石英长石聚集而产生的稀释作用有关。
2）右侧细粒级段元素含量变化主要与风积物（风积黄土或风成沙）的掺入产生的稀释作用密切相关。由于风积物的掺入，使-80目细粒级多数元素含量降低，且越靠近水系上游的异常源，风积物的稀释作用越明显。部分元素（如Bi）受风积物稀释作用不甚明显。由于这种稀释作用，使水系沉积物各粒级段元素的含量分布受到破坏，使元素含量明显降低和升高。上述特点，与我国风积物影响的其他特殊景观区的元素含量分布具有显著的相似性，其差异只表现在风积物影响的粒级不同。

2、辽宁东部粒级试验结果
辽宁东部试验区为红透山铜矿和老营沟铅锌多金属矿区。粒级试验为水系沉积物，筛分的粒级同前。结果如下（图2、3）：
1）在红透山和老营沟水系沉积物中元素含量分布具有与辽宁西部灰山屯十分相似的特点，即多数元素含量以-60~+80目为界，分为两部分，-4~+80目和-80目粗细两种粒级具有各自的特点。对辽宁省东部出现的水系沉积物元素含量随粒级发生变化的分析认为，辽宁东部山地植被茂密，落叶阔叶乔木发育，为我国东北南部落叶阔叶林区植被类型，该区段因无永久冻土层，以致无或少沼泽，其景观特点应属森林沼泽景观的辽宁阔叶森林亚景观区。区内无风积物，在土壤和水系沉积物内有机质发育，特别是在-60目，有机质十分发育，成为有机质的聚集粒级段。在2002年吉林南部（紧邻辽宁）采集的水系沉积物中，-60目的有机质可达4.68%。在以黑龙江森林沼泽景观区为主，对有机质的研究表明，当样品中有机质含量≥1.5%时，对样品中元素含量产生明显干扰，干扰的结果是对部分元素富集，对部分元素具清除（贫化）作用。在红透山（图2）和老营沟（图3）水系沉积物的粒级试验结果证实，在-60目或-80目，部分元素含量增高，向细粒级增高明显；部分元素含量降低。这种在-60或-80目粒级段元素含量增高和降低，应主要来自样品中掺入了有机质，有机质的掺入使元素发生富集与贫化，导致元素含量增高或降低。
2）对比红透山和老营沟水系沉积物各粒级元素含量分布，特别是-60（或-80目）细粒级，尽管两地水系沉积物中各粒级元素含量具相同特点，但两处富集与贫化的元素差异较明显，即同一元素在两地水系沉积物细粒级段出现了一处具富集趋势，另一处则出现贫化特点。这种特点的出现，将对全细粒级部分的全区分布产生明显影响。
尽管在辽宁省的四个试验区未开展元素在流水搬运机械分散作用下的分布特征研究，但在我国祁连山、西天山的研究结果具有借鉴意义和参考价值。本项研究的具体做法是：1）沿主异常水系采集数个粒级大样（重30公斤以上），样品包括砾石、砂和粘土，将样品做为该点上游汇水域内各种岩石类型经机械搬运的天然混匀，即该点的元素含量可视做上游汇水域各种岩石的加权平均含量。2）将样品的-10目以下部分筛分成六个粒级（简称天然粒级），+10目的砾石经人工破碎至<10目，筛分成六个粒级（简称人工粒级）。3）筛分的六个粒级样品缩分，分出部分样品送实验室分析。4）余下的样品（不淘洗）送实验室做矿物分离，分离出重、轻、磁、电四类矿物，鉴定单矿物，给出含量。5）分离出的四类矿物送分析。
其结果(图7)：
1）天然粒级元素含量多呈现从粗向细粒级逐渐升高的特点，人工粒级元素含量表现十分平稳，基本无明显变化，表明天然粒级有向细粒级富集的特点。
2）不论是水系沉积物天然粒级还是人工破碎粒级基本以80目为界，+80目粗粒级以岩石碎屑为主，少有单矿物，-80目细粒级以单矿物为主，少有岩屑，表明岩石的矿物组成颗粒主要在-80目以下。
3）天然粒级中，石英长石类轻矿物主要集中在-20~+80目粒级段，且向下游在-40~+80目粒级段集中。人工粒级中石英长石轻矿物分布粒级较宽，分布在-20目的所有粒级。
4）天然粒级中的磁、重、电重矿从-40~+60目即出现，但主要出现在-80目，在-40目细粒级，随粒级变细，重矿物含量明显升高，在-160目升高幅度明显增大。
5）人工粒级中的磁、重、电重矿物出现在-60~+80目粒级段，向细粒级含量增高，但其增高的程度明显低于天然粒级。
6）天然粒级中四类矿物富集的元素各异，Ag、Bi、Pb、Mo、Sb等主要赋存在无磁重矿物中，电磁性矿物次之；Co、Cu、Ni、Zn等矿物主要赋存在电磁性矿物内；Fe、Ti等元素主要在磁性矿物内。部分元素与载体矿物的关系，随水系迁移距离加长而发生变化，如Ag向轻和电磁矿物转移，Bi、Mo向电磁性矿物转移。而在人工粒级中这种随水系增长，元素与载体关系发生变化的现象不存在。
上述的研究表明：天然粒级在进入-60特别是进入-80目粒级段，岩石经破碎分解成单矿物，单矿物本身因元素化学性质和矿物本身的结构特点使其比重各异。在流水作用下，因矿物比重间的差异，矿物的搬运距离出现差异。比重大的矿物被搬运得近，比重小的矿物搬运得远，元素因载体矿物被搬运而随之迁移。矿物在流水作用下的这种搬运为分选，而元素随载体分选发生分离叫做分异。在天然粒级，因矿物的分选使元素发生分异主要出现在-80目以下。在人工粒级（或在岩石碎屑）中本不该发生的分选与分异，在天然粒级中出现。在岩石碎屑中各种元素应具有原始的组合与搭配，因流水作用使其破碎，单矿物分离而产生分选与元素分异，这种分选与分异破坏了原始的地球化学分布和成矿环境地球化学分布规律，破坏了各元素异常的结构特点。

二、面积性试验结果
1、红透山和老营沟试验区
在红透山水系沉积物测量选择了-10~+60目和-60目两种粒级。两种粒级对比结果表明：
1）在红透山试验区（图4），两种粒级均能圈出明显的异常，分析的元素中Cu、Ag、Zn、Pb、As、Hg等元素均具有清晰异常显示。
2）对比两粒级可发现，-60目细粒级异常中，Zn、Pb、As、Hg等元素的背景明显偏高。另各元素异常浓集中心含量偏低。在-60目粒级由于其背景高，浓集中心含量低，导致异常衬值低。由此，-60目细粒级异常不如-10~+60目异常明显。
上述特点主要出现在试验区北侧异常，南侧异常中细粒级的范围、强度明显强于-10~+60目，这一结果可能与1）污染有关；2）次生富集有关。
老营沟的试验（图5）与红透山结果十分相近，同样显示出-60目异常偏弱。背景偏高、衬值偏低的特点。-10~+60目圈出的弱异常，在-60目粒级段基本消失。
辽宁东部的面积试点测量粒级对比结果显示出-10~+60目粗级优势明显。
2、灰山屯试验结果
辽西灰山屯钼矿水系沉积物测量不同粒级对比结果（图6）表明，在灰山屯钼矿两种粒级均能圈出异常，细粒级段各元素背景明显偏高。这一结果与辽东两个试验区的十分相似。
在矿区附近，-60目细粒级段可清晰地反映出受当前采矿粉尘的干扰，使Mo等元素异常明显偏大，浓集中心大面积分布，呈不明显状态。

三、结果与建议
1、经过水系沉积物筛分粒级研究，水系沉积物中-4~+80目粗粒级部分元素含量呈逐渐升高趋势，但升高幅度不大；部分元素含量平稳，变化较小。-80目细粒级元素含量与+80目出现了明显差异常，与+80目元素含量变化趋势脱节，部分元素含量降低，部分元素含量升高。在-80目元素含量增高和降低来自外来物质掺入产生的干扰，辽宁西部干扰来自风积物，辽宁东部干扰来自有机质。尽管干扰来自不同物质，但干扰的粒级和干扰程度基本相同，只是元素种类和数量的差异。
2、面积性试验结果，在三个试验区-10~+60目和-60目水系沉积物测量均能有效地圈定各元素异常。其差异是，-60目细粒级圈定的异常背景偏高，浓集中心值偏低，异常衬值偏低。
3、上述试验结果是在小范围、分析元素偏少的条件取得的，如试验面积扩大，分析元素增多，-10~+60目和-60目两者间的差异将更为明显。
4、建议
1）鉴于辽东和辽西两种截然不同景观条件下的试验研究结果基本相同，全辽宁省可选用同一方法较为合适，便于全省资料整理，成图和综合研究。
2）辽东和辽西的干扰粒级主要在-80目，与周边省区对照，吉林森林沼泽景观水系沉积物测量采样粒级为-10~+60目，内蒙库伦旗水系沉积物测量采样粒级为-4~+60目，为此建议辽宁全省采样粒级可选择-10~+60目粒级。其一面积性试验结果证明有效，其二便于全省统一方法、综合研究以及与邻省对接。
3）由于区域化探规范将改为1：25万比例尺，成图和编写报告均以1：25万国际分幅为单元，但野外工作比例尺仍为1：20万，与原来规范保持一致，成图和编写报告为1：25万比例尺，即以1：25万国际分幅成图和编写报告。建议辽宁省安排工作、成图、编写报告时可按1：25万分幅执行。
4）野外采样前，应进行技术人员培训，除正常采样外，应特别注意景观变化带来的采样困难。通过培训统一思想和技术，应对出现的特殊情况。