土壤地球化学勘查

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1、第三章土壤地球化学勘查前言一、原生环境次生环境二、次生异常是勘查地球化学研究的主体概念土壤地球化学勘查，是对土壤(包括残积物、塌积物、风成物、冰碛物)中元素含量进行系统测定，研究它在土壤中的分布、分配、集中与分散等规律，以发现土壤中与矿有关的地球化学异常来找矿，以及解决某些地质问题或其它问题研究对象：土壤湖积物、铁帽虽不是土壤，但通常纳入土壤地球化学勘查研究中概念以土壤为采样对象的地球化学勘查与士壤学中对士壤概念给以严格的定义不同，这里的土壤是指一切地表疏松细粒覆盖物，如残积物、坡积物、塌积物、冰积物、风积物、湖积物及有机成因的覆盖物等土壤地球化学异常是指环绕在矿体或异常源周围赋存

2、于地表疏松覆中的次生异常。该方法是系统地测量和研究土壤中的微迹元素含量或其它地球特征，以发现与矿化有关的各类次生异常，并进而寻找矿床(体）环绕在矿体或原生异常源周围的次生异常称前苏联学者又称其为次生晕。土壤中次生异常的形成过程要经历了一个漫长而又复杂的过程，它包括风化、成壤、侵蚀、搬运与沉积的过程。这些过程总起来构成了次生地球化学旋回表生带：岩石圈、水圈、生物圈的界面相互交错重叠的带——地表向下直至雨水能渗入最深处为止。原生带：表生带以下直至各种深成岩和内生矿床的形成范围为止地壳深处的岩石或矿石进入表生带后，因物理化学条件的改变而发生改造和破坏，以达到新的地球化学平衡——风化作用。

3、表生带与原生带的物理化学条件表生带T低，变化快P小，变化小富游离氧富水富CO2生物、有机质发育原生带T高，变化慢P大，变化大缺游离氧贫水或含热水贫CO2生物、有机质不发育一、岩石的表生风化作用各类岩石出露于地表时，由于太阳能、大气降水、地下水、冰、大气中的氧和二氧化碳以及微生物、植物等相互而发生风化作用风化作用发生的环境特点：温度与压力低、水充足且游离氧与二氧化碳的浓度高。因此，在深成环境内形成的稳定矿物，到了次生环境就会变得不稳定风化作用主要类型:物理风化化学风化生物风化1、物理风化作用:风化作用的初级阶段（1）物理风化的营力重力、温差、冻结与冻溶、盐类的结晶、植物的生长（2）物

4、理风化控制因素物理风化的强度明显受绝对高程、相对高程及温度控制在高寒山区和极地地区，物理风化占绝对优势。我国高寒山区面积达100万平方公里以上，在这些地区，广泛分布石流坡、石海、倒石堆等物理风化产物2、化学风化作用:化学风化作用的主要化学反应：水解反应水合反应氧化还原反应离子交换反应（1）水解作用——水电离产物H+、OH-与矿物中的离子发生反应4K[AlSi2O8]+6H2O——4K++4OH-+Al4[Si4O10](OH)8-(正长石)+8SiO2Fe2SiO4(铁橄榄石)+4H2O——2Fe2++4OH-+2H2O+SiO2（２）水合作用——水分子进入矿物的晶格中形成新的含水

5、矿物。Fe2O3(赤铁矿)+nH2O——Fe2O3.nH2O(水赤铁矿)CaSO4(硬石膏)+nH2O——CaSO4.2H2O(石膏)（３）氧化还原反应氧化还原的实质是电子的接受。化学反应中包含有价态的变化，对于失去电子的元素来说，它受到氧化；对于获得电子的元素来说，它受到了还原（４）离子交换反应主要指粘土矿物及胶体物质的吸附与交换离子的反应尽管在硅酸盐和碳酸盐的风化过程中水解作用是最重要的，但起主导作用的是氧化作用。因为铁帽、铁与锰的氧化物以及硫化矿床的次生分散晕，正是在氧化作用过程中生成的３、生物风化作用:由生物作用引起的物理风化及化学风化作用a植物的根系——扩大岩石裂隙植物根

6、系沿岩石裂隙节理生长可以扩大其裂缝以加速物理风化作用。生物活动可以混拌及选分大量的地表物质，结果使团粒粉碎，透过率增加，便于空气与水进入，在植物根系尖端发生极端的酸性反应可进一步分解岩石b有机质分解——腐殖酸地表微生物如细菌与真菌在许多复杂的有机氧化反应中可使植物残骸逐渐解体形成可溶性的腐殖化合物生物作用导致地表环境的改变，加速化学反应，间接影响化学风化作用生物活动虽然主要局限于土壤中，但是通过溶解与胶体分散，其分解产物如CO2与H2O，对于深处风化带内的化学反应起相当程度的作用。因为它们的存在可以使氧化作用一直伸展到地下水位以下很深的地方兼具物理风化、化学风化作用二、土壤（一）、

7、土壤的性质岩石与矿物在表生风化作用下不断受到破坏与改造，其结果最终导致土壤的形成土壤的主要组分:（1）原生矿物：基岩经机械风化作用形成的粗粒部分，包括岩块、岩屑及原生矿物（2）次生矿物表生风化作用形成细粒的风化产物，包括粘土矿物、胶体、半氧化物及盐类矿物A、次生矿物－粘土矿物由原生造岩硅酸盐矿物风化而成，主要是Al、Fe及Mg的含水硅酸盐。它们具有相对稳定的结晶构造。常见的粘土矿物有高岭石、蒙脱石、蛙石、绿泥石、埃洛石等，它们都属于层状构造矿物。粘土矿物靠晶体边缘或层