孫盛楠

（黑龍江省第一地質(zhì)勘察院 黑龍江牡丹江 157000）

大興安嶺林區(qū)植物找礦的方法研究

孫盛楠

（黑龍江省第一地質(zhì)勘察院 黑龍江牡丹江 157000）

現(xiàn)階段我國找到露天礦的可能性已經(jīng)非常低了，找礦方向也早已開始轉(zhuǎn)向?qū)ふ译[伏礦，半隱伏礦。大興安嶺地區(qū)位于東西向古生代古亞洲成礦域與中生代濱太平洋成礦域相互重疊的礦區(qū)帶，從而導(dǎo)致大興安嶺地區(qū)成礦條件好，成礦期次多，具有很好的找礦前景。但近年來的找礦結(jié)果表明，運(yùn)用傳統(tǒng)的物探、化探等找礦方法在大興安嶺地區(qū)很難取得突破性的成果。針對大興安嶺地區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)，開展植物找礦工作值得研究。

大興安嶺 植物找礦 隱伏礦

大興安嶺因自然環(huán)境惡劣，交通不方便，建國以來該地區(qū)礦產(chǎn)勘探程度較低。隨著礦產(chǎn)資源對國家的重要性越來越大，國家也加大了對大興安嶺地區(qū)的找礦力度。希望在大興安嶺地區(qū)找礦上取得突破。大興安嶺地區(qū)屬于森林覆蓋區(qū)，腐殖土層，殘坡積層厚度較大。由于大興安嶺地區(qū)資源環(huán)境好，植被茂盛，人為破壞程度較低，恰好可以利用這一點(diǎn)在大興安嶺地區(qū)開展一些植物找礦的工作。

1　國內(nèi)外植物找礦的研究現(xiàn)狀

我國古代就已經(jīng)有關(guān)于植物找礦的文獻(xiàn)記載，“草莖赤秀，下有鉛。草莖黃秀，下有銅”所描述的就是利用植物來找礦的方法。因?yàn)榻饘俚V物可以使植物改變顏色，所以在尋找金屬礦物上，利用植物的特性一般都會取得比較不錯的效果。我國近代也有利用植物找礦的先例，“海洲香薷”即通常說的銅草，在富含銅的地區(qū)，銅草會大片生長，并開出藍(lán)色的花朵，非常醒目，我國地質(zhì)工作者也利用銅草的特性發(fā)現(xiàn)過多個富銅礦。膠東三山島金礦，經(jīng)過科學(xué)研究，證明了該地區(qū)所生長的石竹與金礦在空間上具有伴生關(guān)系，對金礦后期的開發(fā)，金礦體的研究都起到了很大的作用。

在國外利用植物找到金屬礦的例子也很多，美國的地質(zhì)學(xué)家在勘查過程中發(fā)現(xiàn)，在馬里蘭州和賓夕法尼亞州交界地帶，冬青樹的葉脈為綠色，葉子的其余部分是黃色的，通過這一反常的生物現(xiàn)象，勘探到了一個規(guī)模很大的鉻鐵礦。在日本的菱刈礦上，土壤樣品并沒有顯示含礦線索，北良行采集生長在兩條剖面上的植物，最終通過紫草叢的分布找到了礦脈。

2　大興安嶺地區(qū)植物找礦的理論依據(jù)

植物在生長過程中需要土壤和水分。大興安嶺地區(qū)凍融風(fēng)化程度高，強(qiáng)烈的凍融風(fēng)化作用使該區(qū)域的巖石發(fā)生凍裂，在經(jīng)過不同時(shí)期的地質(zhì)構(gòu)造期后，該地區(qū)的表層土壤可以一定程度上反應(yīng)深部基巖的含礦情況。并且大興安嶺地區(qū)屬于森林覆蓋區(qū)，土壤中有機(jī)質(zhì)含量豐富，植物根系會吸收某些元素，導(dǎo)致傳統(tǒng)土壤化探采集的樣品這些元素會受到影響，另大興安嶺地區(qū)覆蓋較厚，土壤樣品往往深度不夠，也可導(dǎo)致土壤化探失去應(yīng)有的效果。隱伏礦體經(jīng)過長期的物理和化學(xué)作用，與礦體有關(guān)的部分元素會溶到地下溶液中，經(jīng)過長時(shí)間的滲透作用、毛細(xì)管作用后，元素被遷移到地表附近，被植物吸收后儲存到植物中，植物根系發(fā)育范圍較廣，深度較深，其化驗(yàn)結(jié)果可以反映出更大范圍內(nèi)的元素異常情況。

3　植物取樣及工作方法

3.1植物樣品的采集

植物樣品的選擇以本地區(qū)大范圍生長的植物為主。植物有根、莖、葉、花、枝等部位，采樣位置應(yīng)選取目標(biāo)元素最富集的地方。著名生物地球化學(xué)家A·Л科瓦列夫斯基做出了重大貢獻(xiàn)，他在70年代根據(jù)植物對各種元素吸收的生理極限特征，把植物劃分為4種類型， 即無極限型、高極限型、中極限型和低極限型.。同時(shí)他提出了“生物地球化學(xué)障”的理論，指出多數(shù)植物都存在著一種抗?jié)饧纳怼锘瘜W(xué)障。后來根據(jù)“生物地球化學(xué)障”的特點(diǎn)，將植物分成無障、基本無障或半無障、接近背景障和背景障4類，并認(rèn)為西伯利亞地區(qū)無障和基本無障的植物有喬木、灌木和草本植物的根、喬木樹干下部的外皮等［1］。針對大興安嶺地區(qū)的植被特點(diǎn)，選取在該地區(qū)廣泛分布的白樺樹和柞樹為采集對象。另有研究表明，樺樹皮對Au、Ag、Pb、Zn礦床具有很好的指示，而柞樹葉片對Au的分布有明確的線索。所以選取白樺樹皮和柞樹葉片為采集部位。樣品采集選取白樺樹離地表1m范圍內(nèi)的內(nèi)外兩層樹皮，盡量選取同齡樺樹，取樣時(shí)要控制樺樹皮面積大致相等。采集時(shí)間上，全年都可進(jìn)行采樣。但大興安嶺地區(qū)屬于寒溫帶大陸性氣候，冬季氣候寒冷，不利于野外作業(yè)。夏季雨水較多，植物體內(nèi)微量元素含量會不穩(wěn)定。柞樹較高葉片采集比較困難，只能采集新鮮落葉所以優(yōu)選秋季開展植物樣品的采集。采樣間距可根據(jù)不同的比例尺確定，多數(shù)情況下樺樹間隔控制在50-100m，柞樹落葉范圍取即可。采集樣品重量不應(yīng)小于0.4kg。

3.2植物樣品的處理

植物樣品采集后，最好使用蒸餾水對植物進(jìn)行清洗，沒有條件的也可使用低于元素含量背景水平的清水。之后將植物樣品放置于烘干箱內(nèi)進(jìn)行烘干，烘干溫度控制在60—80℃，烘干時(shí)間一般為兩天。樣品灰化過程中要注意防止破壞植物樣品中的所測元素。試驗(yàn)結(jié)果，Cu、Zn、Mo、Sr、Nd、Mn、Fe等元素在300℃、500℃以及700℃加熱灰化條件下都無損失。另外Pb、Ag、Si、Ti、V、Co、Na、K、Mg和Ca在5小時(shí)500℃灰化條件下無損失［2］。故在大興安嶺地區(qū)應(yīng)選用對植物影響較小的灰化（450℃）方法對植物樣品進(jìn)行處理，由于Au、As、Hg、Cd等元素具有揮發(fā)性，所以最好使用濕法灰化。最后經(jīng)研磨后過80目篩用作實(shí)驗(yàn)分析。

3.3植物樣品的測試分析

對灰度（450℃）后的樣品進(jìn)行定量分析，測定的微量元素含量以占干植物重表示。Au元素應(yīng)選用化學(xué)光譜法分析；As、Sb元素使用原子光譜分析方法，其他元素可采用直讀光譜法。

4　植物找礦的注意事項(xiàng)

單一依靠植物來找礦，往往也不能取得成果。由于植物吸收土壤和水中的元素有自身選擇性，植物樣品分析得到的結(jié)果會與水系、土壤樣品得到的結(jié)果有差異，所以應(yīng)將植物樣品分析結(jié)果連同水系沉積物、土壤化學(xué)，遙感等其他方法相結(jié)合后確定出下一步工作的方向。

［1］Kovalev skii A L.不同植物種和植物部位中的生物地球化學(xué)暈. 1990.

［2］王蓮珍，李國會，等.植物樣品的八種分解方法以及灰化溫度和元素?fù)p失的關(guān)系.物探和化探，1991，15（2）.

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