夏　天，馮長(zhǎng)麗，魏宇鵬

（1.新疆地質(zhì)調(diào)查院，新疆烏魯木齊830000；2.新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆烏魯木齊830000）

水洗加工方法對(duì)東天山地球化學(xué)勘查樣品測(cè)試結(jié)果的影響研究

夏天*1，2，馮長(zhǎng)麗1，2，魏宇鵬1，2

（1.新疆地質(zhì)調(diào)查院，新疆烏魯木齊830000；2.新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆烏魯木齊830000）

水洗樣品加工方法使用在東天山地區(qū)1∶25萬(wàn)化探中，產(chǎn)生了良好的找礦效果，為了了解水與樣品的相互作用會(huì)不會(huì)影響測(cè)試結(jié)果，在東戈壁鉬礦選區(qū)，通過(guò)對(duì)加工用水、測(cè)試結(jié)果和地球化學(xué)圖對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)這種方法是把雙刃劍，水洗樣品加工會(huì)使測(cè)試結(jié)果更清楚地顯示其原巖的原生暈地球化學(xué)規(guī)律，但是也屏蔽了其次生暈產(chǎn)生的化探異常。在實(shí)際異常查證工作中針對(duì)地表與淺部礦床產(chǎn)生的原生暈異常比上升水異常更加容易利用。在區(qū)域地球化學(xué)勘查找礦中該方法產(chǎn)生了一定的積極影響。

地球化學(xué)勘查；樣品加工；鹽積物；水洗

近二十年來(lái)，由于分析測(cè)試方法的進(jìn)步，靈敏度極大的提升，化探工作為直接找礦手段，使東天山地區(qū)的礦產(chǎn)勘查程度得到了極大的提升。但是在對(duì)采樣網(wǎng)度、樣品加工方法以及分析測(cè)試方法的研究改進(jìn)后仍能發(fā)現(xiàn)新的礦產(chǎn)地。2012年在東天山雅滿蘇開(kāi)展1∶25萬(wàn)化探過(guò)程中，針對(duì)該地區(qū)化探樣品鹽積物含量較大、難以去除的特點(diǎn)，對(duì)樣品加工方法進(jìn)行了改進(jìn)研究，在樣品加工流程中加入了水洗環(huán)節(jié)?；揭?guī)范與相關(guān)研究中只提到了在加工中盡量去除鹽積物，沒(méi)有對(duì)去除方法做具體規(guī)定，傳統(tǒng)去除方法是搓揉、錘砸等，效率低、殘留多，所以水洗成為了去除鹽積物效率最高的方法，但是對(duì)于水與樣品的相互作用究竟會(huì)不會(huì)對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生影響的研究也很少。加入水洗工序加工樣品的方法使得東天山地區(qū)1∶25萬(wàn)化探有了很好的找礦效果，證明了該方法提高了樣品質(zhì)量。為了了解這種新的加工方法究竟對(duì)化探測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生了什么影響，進(jìn)行了本次研究。

1　區(qū)域概況

新疆東天山地區(qū)降水極為稀少，屬于干旱荒漠景觀。區(qū)內(nèi)地勢(shì)平緩，水系不甚發(fā)育，其地球化學(xué)景觀區(qū)以堆積戈壁與淺切割丘陵區(qū)、剝蝕石質(zhì)戈壁區(qū)與殘山區(qū)為主。區(qū)內(nèi)第四系松散堆積物覆蓋十分普遍，除部分山脊為基巖裸露外，其它部分均被十至幾十厘米的堆積層覆蓋。風(fēng)積物分布十分廣泛，多以摻入的方式進(jìn)入土壤和水系沉積物內(nèi)。東天山地區(qū)地表水分蒸發(fā)量大，在地表深度0.1～10m的范圍內(nèi)廣泛發(fā)育有鹽堿物質(zhì)形成的鹽積層。

2　試驗(yàn)區(qū)概況

本次選擇東戈壁鉬礦作為研究區(qū)，礦區(qū)地層為石炭系下統(tǒng)干墩組，屬一套淺變質(zhì)的陸源碎屑巖—火山巖夾火山碎屑巖組合?？氐V斑巖體為華力西晚期侵入的隱伏斑狀花崗巖，分布于礦區(qū)中部，長(zhǎng)軸為北西向，呈近橢圓形，界面向東傾斜。斷裂發(fā)育。礦區(qū)內(nèi)裂隙較發(fā)育，并被石英脈、鉀長(zhǎng)石類脈體充填，這些脈體是輝鉬礦化在地表的主要賦存形式。

3　試驗(yàn)方法

試驗(yàn)區(qū)以東戈壁鉬礦為中心，范圍6km×6km，采用1∶25萬(wàn)區(qū)域地球化學(xué)勘查規(guī)范采的1000m×500m網(wǎng)度，每個(gè)樣品由路線上相互間隔75m的1個(gè)主點(diǎn)與4個(gè)輔點(diǎn)組合而成。采樣介質(zhì)為土壤，粒級(jí)采用-4～+20目。

加工樣品前把選區(qū)內(nèi)的樣品每件分為2份，編號(hào)分組，其中一組不使用水洗樣品加工方法，另一組加入水洗加工流程，然后同時(shí)送樣分析。

水洗樣品加工方法的樣品加工流程為：揉搓→浸泡（12h）→錘砸→淘洗→晾曬→過(guò)篩→裝瓶。未使用水洗樣品加工方法的一組使用傳統(tǒng)樣品加工方法：晾曬→錘砸→過(guò)篩→裝瓶。

樣品中物質(zhì)組成主要為巖屑，其他含有鹽積物、鈣質(zhì)膠結(jié)物、黃土、風(fēng)成沙以及粘土類假粒級(jí)。通過(guò)水洗加工，樣品中所有可能發(fā)生的物質(zhì)的帶入帶出情況為：

帶出：幾乎完全去除了鹽積物與黃土，被膠結(jié)的假粒級(jí)也被二次過(guò)篩去除。巖石中可溶于水的化合物也被帶出。

帶入：水中的化合物在被曬干后會(huì)有少量殘余在巖屑表面；水中的離子可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而沉淀在巖屑表面。

水中的離子還可能與巖石中的物質(zhì)發(fā)生交代作用。

由此，我們首先對(duì)加工前后的水樣進(jìn)行對(duì)比分析。

4　加工用水對(duì)比分析

為了確定浸泡加工用水對(duì)樣品中的物質(zhì)有無(wú)帶入帶出作用，取了5件加工前清水（表1）與10件加工后鹽堿水（表2）水樣做了水質(zhì)全分析。測(cè)試項(xiàng)目為與化探樣品分析元素相關(guān)的元素與離子濃度。

表1　加工前清水水樣S2水分析報(bào)告

表2　加工后鹽堿水水樣S8水分析報(bào)告

從分析結(jié)果中看清水中含量較多的主要為Na+、K+、Mg2+、Ca2+和Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-離子，為鹵水中的主要離子。與干旱地區(qū)的水質(zhì)相吻合，未受其他污染。

通過(guò)對(duì)清水與鹽堿水中元素平均含量運(yùn)算：

得出部分變化較大的元素如表3所示。

從表3中可以看出從樣品中帶出的物質(zhì)主要為Na+、K+、Mg2+、Ca2+和Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-離子與少量的Sr和F。由于水洗過(guò)程是使用約2L水清洗約800g的樣品，部分元素因含量小于檢出限而無(wú)法確定其變化。

表3　加工前后濃度變化量

5　未水洗與水洗樣品分析成果對(duì)比

得出各分析元素變化表見(jiàn)表4。

表4　未水洗加工與水洗加工樣品平均元素含量參數(shù)表（部分主成礦元素）

圖1　未加工與加工后富集系數(shù)比較

水洗樣品與未水洗樣品從組成上來(lái)說(shuō)除了鹽積物以外還去除了黃土以及被膠結(jié)碎屑假粒級(jí)。由表4與圖1可見(jiàn)，水洗樣品對(duì)比未水洗樣品大部分元素的含量都增加了，只有少量元素含量減少。對(duì)比富集系數(shù)變化，可見(jiàn)被水洗去除的組分會(huì)貧化樣品的元素含量。

6　單元素地球化學(xué)圖對(duì)比分析

選擇相同的網(wǎng)格化參數(shù)制作樣品加工前后地球化學(xué)圖，了解元素的分布差異，其中Sr、SiO2由于加工前后差異太大，色階值用了各自的累頻值，其它元素色階值相同。如圖2顏色越深表示其色階越高。對(duì)比其加工與不加工樣品有何區(qū)別。

圖2　加工前后單元素地球化學(xué)圖比較（Mo、W）

對(duì)比變化較大元素主要有Ba、Ca、F、Hg、Mo、Na、Si、Sr、W，水洗之后主要出現(xiàn)含量變化較大，部分濃集中心位移或消失，低異常的區(qū)域變?yōu)楦弋惓５膮^(qū)域，異常邊界更加清晰。引起部分元素遷移的原因與風(fēng)成沙與黃土的假粒級(jí)被水洗去除，石英與硅酸鹽含量發(fā)生變化有關(guān)；鹽積物中的堿金屬與鹵族元素離子被水帶走后，其含量也發(fā)生了較大的變化。這些會(huì)影響元素遷移的因素被去除后會(huì)使樣品所代表的巖石原本的異常真實(shí)的顯示出來(lái)。

有一定變化的元素主要有Ag、Al、As、Au、B、Fe、K、Li、Sb、Y、Zn、Zr，水洗之后主要出現(xiàn)各元素高低異常值小幅度變化，含量小幅度變化，部分濃集中心偏移，濃集中心解體或合并，異常高值發(fā)生變化，異常邊界更加清晰。經(jīng)過(guò)水洗加工去除被鹽積物固結(jié)的假粒級(jí)后，消除了部分次生暈產(chǎn)生的影響。

其余元素變化均較小，這一組元素水洗加工后主要出現(xiàn)含量略微變化，濃集中心位置基本無(wú)變化，異常高值發(fā)生一定變化，異常邊界基本無(wú)變化。水洗加工對(duì)這一組中的元素影響較小。

7　討論

從上述分析中可以得到以下幾點(diǎn)初步認(rèn)識(shí)：

（1）本次研究中的水洗加工用水基本未帶入其它組分、干擾測(cè)試結(jié)果。

（2）被水帶出的堿金屬元素與鹵族元素基本上都賦存于鹽積物中，從巖石中帶出的這些元素的數(shù)量非常小或幾乎沒(méi)有，所以經(jīng)過(guò)水洗加工后對(duì)這些元素的分析結(jié)果去除了鹽積物的遷移與淀積作用，使樣品顯示了巖石本身的含量。

（3）通過(guò)對(duì)單元素地球化學(xué)圖對(duì)比分析，大部分元素成圖后的成果沒(méi)有發(fā)生特別大的變化，在去除鹽積物、鈣質(zhì)膠結(jié)物與黃土、風(fēng)成沙假粒級(jí)后，濃集中心顯示了原生暈異常，異常范圍變得清晰，對(duì)后續(xù)的異常查證產(chǎn)生了良好的影響。

（4）加工前后地球化學(xué)圖所發(fā)生的濃集中心解體、異常邊界更加清晰等變化，實(shí)質(zhì)上是去除了一定因次生運(yùn)移而產(chǎn)生的異常。鹽積層所代表的物質(zhì)來(lái)源除了地表水蒸發(fā)淀積，還代表了上升水所承載的活動(dòng)態(tài)金屬離子的淀積，其產(chǎn)生的異常代表了元素的次生暈。通常這類異常在異常查證中較難判斷其物質(zhì)來(lái)源，在評(píng)價(jià)中很難有突破。

（5）在本次研究中，雖然大部分元素的含量都產(chǎn)生了或多或少的變化，但僅有少量元素的單元素地球化學(xué)圖對(duì)比后產(chǎn)生了較大的變化。對(duì)于發(fā)生變化較大的Ba、Ca、F、Hg、Mo、Na、Si、Sr、W這一組元素，在今后的區(qū)域地球化學(xué)勘查中應(yīng)注意其的遷移作用，對(duì)產(chǎn)生的次生暈異常需進(jìn)行鑒別評(píng)價(jià)。

（6）影響部分元素的含量與分布變化不協(xié)調(diào)的原因?yàn)辄S土與小粒級(jí)巖屑所造成的元素貧化現(xiàn)象去除有一定的關(guān)系。

（7）針對(duì)試驗(yàn)區(qū)主成礦元素Mo、W兩種元素進(jìn)行對(duì)比（圖2），出現(xiàn)了2種情況：其一為面積較大的異常經(jīng)過(guò)水洗加工成果略微顯示貧化；其二，在低含量區(qū)域經(jīng)過(guò)水洗加工成果會(huì)顯示新的異常。前者由于上升水次生異常被除去而貧化了高異常；后者則因小異常的上升水次生異?，F(xiàn)象不明顯以及假粒級(jí)的貧化，從而不顯示異常，水洗加工去除貧化因素后則出現(xiàn)了新的異常。

8　結(jié)論

在本次研究中通過(guò)水分析結(jié)果，樣品測(cè)試成果，單元素地球化學(xué)圖的對(duì)比研究，得出了如下結(jié)論：水洗加工樣品對(duì)測(cè)試結(jié)果影響存在兩面性，在去除樣品中的鹽積物、假粒級(jí)與黃土等物質(zhì)之后，化探成果顯示更加清晰的原生暈異常，使之在異常查證工作中更加容易利用；但是，在水洗除去的鹽積物的同時(shí)，上升水異常也被除去，因此失去了尋找深部隱伏礦的地球化學(xué)異常和強(qiáng)化深部礦的礦化信息。在實(shí)際異常查證工作中針對(duì)地表與淺部礦床產(chǎn)生的原生暈異常會(huì)比較容易檢查其異常原因，而上升水產(chǎn)生的次生異常則較難有所發(fā)現(xiàn)。所以，在區(qū)域地球化學(xué)勘查中，加工過(guò)的樣品對(duì)于顯示真實(shí)的地球化學(xué)規(guī)律產(chǎn)生了積極的影響。

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A

1004-5716（2016）05-0145-05

2016-03-28

夏天（1989-），男（漢族），新疆烏魯木齊人，助理工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作，新疆大學(xué)在讀碩士研究生，研究方向：地質(zhì)工程。