土壤地球化学找矿省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第三章第三章 土壤地球化学找矿土壤地球化学找矿 土壤地球化学找矿是在系统地测量土壤中元素土壤地球化学找矿是在系统地测量土壤中元素分布基础上，研究其分散、集中规律与其与矿床表分布基础上，研究其分散、集中规律与其与矿床表生破坏联络，经过发觉异常，解释评价异常来进行生破坏联络，经过发觉异常，解释评价异常来进行找矿。找矿。因为矿体及其原生晕表生破坏，在矿体上方覆因为矿体及其原生晕表生破坏，在矿体上方覆盖土壤形成，以成矿相关元素含量增高为主要特征盖土壤形成，以成矿相关元素含量增高为主要特征地球化学异常地段，称之为矿床次生分散晕（简称地球化学异常地段，称之为矿床次生分散晕（简称次生晕）。土壤地球化学找矿就是发觉土壤地球化次生晕）。土壤地球化学找矿就是发觉土壤地球化学异常地段，区分出与矿床相关次生晕。学异常地段，区分出与矿床相关次生晕。第1页第2页一一.土壤组成土壤组成 土壤普通是指覆盖在基岩表面，生长在植物疏松层，土壤普通是指覆盖在基岩表面，生长在植物疏松层，在化探中把基岩表面覆盖细粒疏松物质通称为土壤。在化探中把基岩表面覆盖细粒疏松物质通称为土壤。土壤：土壤：陆地表面由矿物质、有机质、水分（溶液）、陆地表面由矿物质、有机质、水分（溶液）、空气和生物所组成，含有肥力，能够生长植物（包含作空气和生物所组成，含有肥力，能够生长植物（包含作物）疏松表层。土壤是生态系统结构主要造成部分。物）疏松表层。土壤是生态系统结构主要造成部分。土壤主要由矿物质、有机质、土壤溶液和土壤空气组土壤主要由矿物质、有机质、土壤溶液和土壤空气组成。成。第3页矿物质矿物质粘土矿物（高岭石、蒙脱石）粘土矿物（高岭石、蒙脱石）铁镁氢氧化物原生矿物（石英、云母等）原生矿物（石英、云母等）主体第4页有机质有机质腐殖质腐殖质非腐殖质非腐殖质土壤有机质主要成份，占有机质总量85-90%；腐殖质结构复杂，分子量高，呈黑褐色胶体状。土壤中极少有游历状态腐殖质，大多是矿物质胶体结合形成有机无机复合胶体。主要有：富咖酸、胡敏酸、腐殖酸等组成。碳水化合物、含氢无机化合物、亚麻酸、无机酸等化合物第5页土壤溶液：土壤水分及其所含溶质总称，与土壤空气共存于土壤颗粒之间空隙中，是土壤中最活跃组成部分。土土壤壤溶溶液液重力水（受重力支配，是深入向土壤剖面深层运动水）。重力水（受重力支配，是深入向土壤剖面深层运动水）。吸附水（束缚水），受土壤吸附力作用所保持可分为吸吸附水（束缚水），受土壤吸附力作用所保持可分为吸湿水、膜状水和毛管水。湿水、膜状水和毛管水。土壤溶质，土壤溶质，土壤溶液中含有各种无机物、有机物及胶体物质。土壤溶液中含有各种无机物、有机物及胶体物质。吸湿水，土壤表面分子吸附水汽和液态水吸湿水，土壤表面分子吸附水汽和液态水膜状水，被吸附在吸湿水外层液态水，定向排列为水膜。膜状水，被吸附在吸湿水外层液态水，定向排列为水膜。毛管水，受毛管作用所保持水。毛管水，受毛管作用所保持水。土土壤壤水水分分吸吸附附水水第6页 土壤空气：土壤空气：是土壤主要组成部分，也是土壤肥力原因之一。由大气进是土壤主要组成部分，也是土壤肥力原因之一。由大气进入土壤中气体和土壤内生物化学过程中产生气体作用所组成。入土壤中气体和土壤内生物化学过程中产生气体作用所组成。土壤空气了解从以下两个方面。土壤空气了解从以下两个方面。1、土壤空气不一样于大气，其组成特点有三：、土壤空气不一样于大气，其组成特点有三：（1）土壤空气是不连续，而是存在于被土壤隔开空隙当中，所以土壤）土壤空气是不连续，而是存在于被土壤隔开空隙当中，所以土壤不一样部位空气组成不完全一样，局部土穴中，气体反应会显著改变土不一样部位空气组成不完全一样，局部土穴中，气体反应会显著改变土壤空气组成。壤空气组成。（2）土壤空气中氧含量低于大气，）土壤空气中氧含量低于大气，CO2含量则比大气中含量高十倍至含量则比大气中含量高十倍至几十倍，且表现有显著季节性和依赖于土壤空气中有机质含量与土壤空几十倍，且表现有显著季节性和依赖于土壤空气中有机质含量与土壤空隙度。隙度。（3）土壤空气中水汽含量高于大气，经常为水汽所饱，在通气不良情）土壤空气中水汽含量高于大气，经常为水汽所饱，在通气不良情况下，还会出现少许不利于作物生长还原性气体，如况下，还会出现少许不利于作物生长还原性气体，如H2S、H2等。等。第7页气体气体O2 CO2 N2 其它气体其它气体（氢、氩等）（氢、氩等）近地表空气近地表空气20.94 0.03 78.080.95土壤空气土壤空气20.03-10.35 0.14-1.24 78.8-80.24土壤空气与大气组成比较（容积）土壤空气与大气组成比较（容积）第8页2.土壤空气组成和数量不是均匀分布。土壤空气组成和数量不是均匀分布。（1）土壤中空气常因土壤特征、气候条件、农业技术办法）土壤中空气常因土壤特征、气候条件、农业技术办法等不一样而改变。等不一样而改变。（2）降雨对土壤）降雨对土壤CO2含量有显著影响。含量有显著影响。（3）CO2含量通常随土层深度而增加。因土壤表层比较涣含量通常随土层深度而增加。因土壤表层比较涣散、土壤空气轻易与大气交换而进入较多新鲜氧气，使土壤散、土壤空气轻易与大气交换而进入较多新鲜氧气，使土壤空气得到更新并靠近大气成份，较下层土壤因为根系及微生空气得到更新并靠近大气成份，较下层土壤因为根系及微生物呼吸和有机质分解等，消耗大量氧气，放出物呼吸和有机质分解等，消耗大量氧气，放出CO2不能及时不能及时更新，气体交换困难，更新，气体交换困难，CO2含量增高，土壤空气浊化，不利含量增高，土壤空气浊化，不利植物生长。植物生长。第9页 在土壤学中，把土壤垂直剖面依据颜色、成份、结构在土壤学中，把土壤垂直剖面依据颜色、成份、结构及土壤熟化程度划分为及土壤熟化程度划分为A、B、C、D等层位。等层位。最上面一层叫做最上面一层叫做A层（淋溶层），层（淋溶层），也叫腐殖层，生物也叫腐殖层，生物作用最活跃部分，作用最活跃部分，能够细分为能够细分为A00、A0、A1、A2和和A3。A00层，层，是由未分解枯枝落叶铺垫而成。是由未分解枯枝落叶铺垫而成。A0层，层，是部分分解有机残体，主要成份为腐殖质，基是部分分解有机残体，主要成份为腐殖质，基本上反应了生长在其上植物成份。本上反应了生长在其上植物成份。二二、土壤剖面、土壤剖面第10页 A1亚层，亚层，为富含有机质砂、粉砂和粘土组成，含有一为富含有机质砂、粉砂和粘土组成，含有一定无机物。普通呈棕黑色，又称暗色层。定无机物。普通呈棕黑色，又称暗色层。A2亚层亚层，在在A1层下部有时能够见到一层褪色层（颜层下部有时能够见到一层褪色层（颜色浅），普通不超出色浅），普通不超出30cm，称为，称为A2亚层。这是由从上面亚层。这是由从上面淋滤下来酸性溶液与淋滤下来酸性溶液与A1层作用，使其中有机物分解，微层作用，使其中有机物分解，微迹元素淋溶造成。该层主要成份为砂、粉砂和粘土。在这迹元素淋溶造成。该层主要成份为砂、粉砂和粘土。在这一层，即使下面有矿也不会有异常。所以取样时一定要避一层，即使下面有矿也不会有异常。所以取样时一定要避开。开。A3亚层亚层，有时在，有时在A2亚层下部还能够见到一个亚层下部还能够见到一个A3亚层，亚层，其成份与其成份与A1亚层类似，只是粒度略粗些。亚层类似，只是粒度略粗些。第11页图图7-4土壤剖面示意图土壤剖面示意图 B层淀积层层淀积层，有机质含量逐步，有机质含量逐步降低，主要是由砂质和粘土组成。普降低，主要是由砂质和粘土组成。普通为棕色及黄褐色。从通为棕色及黄褐色。从A层淋溶下来层淋溶下来物质，很可能在物质，很可能在B层淋积下来，另外，层淋积下来，另外，有时下伏层位可溶性物质靠地下水循有时下伏层位可溶性物质靠地下水循环也可带到环也可带到B层沉淀下来，往往富集层沉淀下来，往往富集了许多元素。了许多元素。C层母质层层母质层，它是，它是A、B层位层位“母质母质”。由岩石碎屑及部分分解基岩。由岩石碎屑及部分分解基岩组成，有机质极少，微量元素含量与组成，有机质极少，微量元素含量与基岩基本一致。基岩基本一致。D层为未风化基岩层为未风化基岩。第12页三三、土壤中元素分配、土壤中元素分配1土壤中常量元素分配土壤中常量元素分配 不一样母质土壤剖面中，常量元素分布有一个共同特点，不一样母质土壤剖面中，常量元素分布有一个共同特点，即越向土壤上层，主要元素含量差异越来越小，与母岩原始即越向土壤上层，主要元素含量差异越来越小，与母岩原始含量关系不亲密。也就是说，因为土壤成份主要为粘土矿物，含量关系不亲密。也就是说，因为土壤成份主要为粘土矿物，所以，不能依据土壤中主要元素成份来反应下伏基岩岩石成所以，不能依据土壤中主要元素成份来反应下伏基岩岩石成份。份。2土壤中微量元素分配土壤中微量元素分配 微量元素在土壤中丰度主要取决于形成土壤原岩（与基岩微量元素在土壤中丰度主要取决于形成土壤原岩（与基岩趋于一致），如超基性岩风化形成土壤中相对富集趋于一致），如超基性岩风化形成土壤中相对富集Ni、Cr、Co、Cu；而花岗岩风化后形成土壤则相对富集；而花岗岩风化后形成土壤则相对富集W、Sn、Be、Mo、Pb、Li、Th、Te等。等。第13页 土壤中微量元素在不一样土壤层中分配是不一样，归纳土壤中微量元素在不一样土壤层中分配是不一样，归纳起来，主要有以下五种情况：起来，主要有以下五种情况：元素含量从上到下在分析误差范围内改变，所以在图元素含量从上到下在分析误差范围内改变，所以在图上近似为一条直线（图上近似为一条直线（图7-8中中a）。这是在干旱严寒地域山）。这是在干旱严寒地域山坡上，因生物和化学风化很弱，物理风化占有绝对优势，坡上，因生物和化学风化很弱，物理风化占有绝对优势，坡积物不停被剥蚀作用所更新而造成情形。如荒漠土壤和坡积物不停被剥蚀作用所更新而造成情形。如荒漠土壤和苔原土壤常有这种情况。苔原土壤常有这种情况。图图7-8 7-8 元素在土壤层位中分配元素在土壤层位中分配第14页 越往下，含量越高（图越往下，含量越高（图7-8中中b）。这代表强烈淋滤）。这代表强烈淋滤和淋失情况。在热带、亚热带潮湿气候条件下，和淋失情况。在热带、亚热带潮湿气候条件下，Cu、Zn、Mo、U、Ni等元素在非碳酸盐母岩上土壤中常含有这种等元素在非碳酸盐母岩上土壤中常含有这种分布。这时，取样深度对发觉异常有决定性意义。分布。这时，取样深度对发觉异常有决定性意义。图图7-8 7-8 元素在土壤层位中分配元素在土壤层位中分配第15页 越往下，含量越低（图越往下，含量越低（图7-8中中c）。这是地表发生了残）。这是地表发生了残余富集作用、生物聚积或盐渍化作用所引发。余富集作用、生物聚积或盐渍化作用所引发。在石灰岩地域，伴随在石灰岩地域，伴随CaCO3大量流失，而大量流失，而Zr、Ti、Pb、Sn、Fe等元素则相对富集起来。等元素则相对富集起来。生物聚积（或积聚）是由植物根系从深处吸收了一些营生物聚积（或积聚）是由植物根系从深处吸收了一些营养元素，然后以落叶形式富集在地表层。养元素，然后以落叶形式富集在地表层。Cu、Zn、Co、Mn等元素在严寒地域有机物分解慢条件下，往往有这种分等元素在严寒地域有机物分解慢条件下，往往有这种分布。布。在干旱地域，因为蒸发量大于降雨量，土壤水带来可溶盐在干旱地域，因为蒸发量大于降雨量，土壤水带来可溶盐因为水分蒸发，在地表晶出，造成盐渍化，这对农业生产会因为水分蒸发，在地表晶出，造成盐渍化，这对农业生产会造成很大危害，但对找矿来说，却提供了发觉下伏矿化机会。造成很大危害，但对找矿来说，却提供了发觉下伏矿化机会。第16页 在淀积层（在淀积层（B）中聚积（图）中聚积（图7-8中中d），常可见），常可见到白色粘土层、结核或钙质层，红色或褐色铁锰层等。到白色粘土层、结核或钙质层，红色或褐色铁锰层等。一些一些Cu、Ni、Zn、Co常富集在这些层位里面。它成常富集在这些层位里面。它成因可能是粘土、铁锰氢氧化物或有机质吸附，也可能因可能是粘土、铁锰氢氧化物或有机质吸附，也可能是因为是因为Eh、PH改变造成富集层位。改变造成富集层位。复杂情况：表示有几个作用同时存在。另外，复杂情况：表示有几个作用同时存在。另外，原始母岩中各种元素含量分布不均匀性能够保留在它原始母岩中各种元素含量分布不均匀性能够保留在它所形成残积土壤内，造成土壤剖面一些不规则分布。所形成残积土壤内，造成土壤剖面一些不规则分布。第17页3微量元素与土壤粒度关系微量元素与土壤粒度关系 微量元素在土壤中有一定富集粒度。抗风化能力微量元素在土壤中有一定富集粒度。抗风化能力强矿物，如铬铁矿、锡石、黑钨矿等在土壤中以原强矿物，如铬铁矿、锡石、黑钨矿等在土壤中以原生矿物颗粒出现，所以，生矿物颗粒出现，所以，Cr、Sn、W、Nb、Ta等等元素常富集在较粗粒级土壤中。元素常富集在较粗粒级土壤中。抗风化能力较弱矿物，如黄铜矿、闪锌矿等在土抗风化能力较弱矿物，如黄铜矿、闪锌矿等在土壤中很轻易被分解，壤中很轻易被分解，Cu、Zn、Ni、Co等元素则以等元素则以被粘土所吸附形式存在于细粒级土壤中。被粘土所吸附形式存在于细粒级土壤中。第18页四、土壤地球化学异常四、土壤地球化学异常（一）元素迁移方式（一）元素迁移方式 土壤中元素迁移成晕方式主要有机械迁移、水成迁移、土壤中元素迁移成晕方式主要有机械迁移、水成迁移、生物迁移和自然电场迁移等生物迁移和自然电场迁移等:1.机械迁移机械迁移 元素呈固相元素呈固相(包含原生矿物或难溶次生矿物碎屑包含原生矿物或难溶次生矿物碎屑)进行进行迁移。迁移。矿石碎屑由矿体位置向外迁移，矿体附近围岩碎屑向矿石碎屑由矿体位置向外迁移，矿体附近围岩碎屑向原矿体位置迁移。于是使得矿体上覆土壤中因为有矿体或原矿体位置迁移。于是使得矿体上覆土壤中因为有矿体或原生晕碎屑存在，使一些元素含量显著高于正常岩石所形原生晕碎屑存在，使一些元素含量显著高于正常岩石所形成土壤中含量而形成次生分散晕。经过这种方式形成晕叫成土壤中含量而形成次生分散晕。经过这种方式形成晕叫做机械分散晕做机械分散晕 第19页 当地面有一定坡度时，因为重力等作用，使地表疏松物向下滑动，越当地面有一定坡度时，因为重力等作用，使地表疏松物向下滑动，越靠近地表下滑速度和距离越大，从而使晕发生位移（图靠近地表下滑速度和距离越大，从而使晕发生位移（图7-9）。）。另外，因为冰川、风作用及地表水冲刷另外，因为冰川、风作用及地表水冲刷,能够使矿石破坏后碎屑被搬能够使矿石破坏后碎屑被搬运离开矿体一定距离而形成离矿较远次生晕（图运离开矿体一定距离而形成离矿较远次生晕（图7-10、7-11、7-12）。）。图图7-9 风化岩石碎块籍中力作用向下坡滑动风化岩石碎块籍中力作用向下坡滑动1-土壤；土壤；2-矿体；矿体；3-岩石碎屑岩石碎屑图图7-10 风力活动造成次生晕风力活动造成次生晕第20页图图7-11 冰川活动造成冰川活动造成次生晕次生晕图图7-12 冲击锥及山麓冲积物中次生晕冲击锥及山麓冲积物中次生晕第21页2.水成迁移水成迁移 元素在水溶液中呈分子、离子、络离子或胶体等形式元素在水溶液中呈分子、离子、络离子或胶体等形式进行迁移。进行迁移。（1）上移水迁移）上移水迁移 土壤中水分能够经过毛细管向上迁移，溶解在土壤溶土壤中水分能够经过毛细管向上迁移，溶解在土壤溶液（水）中元素便一起带到近地表土壤中，当水分蒸发液（水）中元素便一起带到近地表土壤中，当水分蒸发后，这些元素便沉淀下来。后，这些元素便沉淀下来。这种毛细作用上升高度与毛细管直径成反比，与溶液这种毛细作用上升高度与毛细管直径成反比，与溶液浓度成正比。依据试验发觉，土壤由细砂、中砂、砂组浓度成正比。依据试验发觉，土壤由细砂、中砂、砂组成时，毛细作用上升高度普通不足一米；当土壤为粘土成时，毛细作用上升高度普通不足一米；当土壤为粘土组成时，毛细上升高度可达组成时，毛细上升高度可达512m。第22页（2）侧移水迁移）侧移水迁移 一些金属元素如一些金属元素如V、Mo、Cr等可形成可溶性络离子，等可形成可溶性络离子，Fe、Al、Ti、U、V等可与腐殖质形成可溶性有机络合物；等可与腐殖质形成可溶性有机络合物；另外，另外，Zr4、Ti4、Th4、Ce4、Al3、Fe3氢氧化物，氢氧化物，As、Sb、Cd、Cu、Pb硫化物等以胶体形式存在于水中。硫化物等以胶体形式存在于水中。由地下水将相关金属元素带到较低洼处再沉淀下来，也能由地下水将相关金属元素带到较低洼处再沉淀下来，也能够配合毛细作用沉淀下来。由水成迁移形成异常不能判断够配合毛细作用沉淀下来。由水成迁移形成异常不能判断矿体确实切位置，但它能反应整个地下水源区矿化情况矿体确实切位置，但它能反应整个地下水源区矿化情况（图（图7-13）。）。第23页图图7-13 地下水运动示意图地下水运动示意图1-1-雨季潜水面；雨季潜水面；2-2-雨季泉水或渗出区；雨季泉水或渗出区；3-3-旱季泉水或渗出区；旱季泉水或渗出区；4-4-旱季潜水面；旱季潜水面；5-5-矿体；矿体；6-6-次生晕。次生晕。第24页3.生物迁移生物迁移 植物经过根系能从土壤中，尤其是从矿体附近土壤植物经过根系能从土壤中，尤其是从矿体附近土壤中吸收一些微量元素，如中吸收一些微量元素，如Cu、Co、Ni、Pb、Zn、As、Sn、Be、Mo、Fe、Ag、Au、Mn、V、U等而进入等而进入植物各个器管中，当植物枝、叶落到地面或植物死后，植物各个器管中，当植物枝、叶落到地面或植物死后，可使一些元素聚积在可使一些元素聚积在A0层中。植物腐烂以后，这些元层中。植物腐烂以后，这些元素可转入地表水或地下水中，有又为植物吸收。随地素可转入地表水或地下水中，有又为植物吸收。随地下水下渗到土壤下水下渗到土壤B层中为层中为Fe、Mn氢氧化物或粘土吸附，氢氧化物或粘土吸附，从而土壤中一些元素聚集成晕（图从而土壤中一些元素聚集成晕（图7-14）。）。第25页图图7-14生物迁移成晕示意图生物迁移成晕示意图第26页 4、自然电场迁移、自然电场迁移 在自然界，正在氧化矿体、石墨质岩石甚至下渗中地下在自然界，正在氧化矿体、石墨质岩石甚至下渗中地下水都能产生电场。所以，在水溶液中离子将在自然电场驱驶水都能产生电场。所以，在水溶液中离子将在自然电场驱驶下运动，成为元素迁移动力。下运动，成为元素迁移动力。金属硫化物矿体在潜水面之上部分被氧化，放出电子金属硫化物矿体在潜水面之上部分被氧化，放出电子（其表面有多出电子），起着阴极作用（吸引金属阳离子运（其表面有多出电子），起着阴极作用（吸引金属阳离子运移）；在潜水面之下部分被还原，吸收电子起着阳极作用移）；在潜水面之下部分被还原，吸收电子起着阳极作用（图（图7-15）。矿体作为电子导体，四面溶液作为离子导体而）。矿体作为电子导体，四面溶液作为离子导体而组成整个迴路，土壤溶液中阳离子将按电流方向迁移。于是组成整个迴路，土壤溶液中阳离子将按电流方向迁移。于是在矿体上方将出现一个金属元素低含量带，而在两侧形成一在矿体上方将出现一个金属元素低含量带，而在两侧形成一个高含量带，组成一个双峰异常。个高含量带，组成一个双峰异常。第27页图图7-15 7-15 自然电场形成阳离子异常示意图自然电场形成阳离子异常示意图第28页 次生晕形态和规模与地形、取样深度和样品粒度相关。次生晕形态和规模与地形、取样深度和样品粒度相关。1 1、地形较平缓时，晕在剖面上形态为上面大下面小（上、地形较平缓时，晕在剖面上形态为上面大下面小（上宽下窄）喇叭状（图宽下窄）喇叭状（图7-177-17）。其规模比矿体及原生晕要大。）。其规模比矿体及原生晕要大。2 2、当地形倾斜时，因为重力作用和水冲刷而向下坡方向、当地形倾斜时，因为重力作用和水冲刷而向下坡方向拉长，呈舌状（图拉长，呈舌状（图7-187-18）。上坡方向次生晕边缘有时可作为）。上坡方向次生晕边缘有时可作为矿体位置依据。矿体位置依据。（二）次生异常特征（二）次生异常特征第29页图图7-17 土壤剖面上次生晕形态土壤剖面上次生晕形态图图7-18 7-18 地形倾斜时次生晕形态地形倾斜时次生晕形态第30页 3、次生晕规模随取样深度加大而降低，、次生晕规模随取样深度加大而降低，其强度普通随取样深度增大而增大。其强度普通随取样深度增大而增大。4、次生晕形态与取样粒度也相关系，如、次生晕形态与取样粒度也相关系，如W富集于较粗粒土壤中，因而粒度粗样品所得富集于较粗粒土壤中，因而粒度粗样品所得晕，其规模比细粒样品所得晕要大。晕，其规模比细粒样品所得晕要大。第31页图图7-17 土壤剖面上次生晕形态土壤剖面上次生晕形态图图7-18 7-18 地形倾斜时次生晕形态地形倾斜时次生晕形态第32页 次生晕形成和产出控制原因有：次生晕形成和产出控制原因有：1、原生矿物性质、原生矿物性质 主要是原生矿物抵抗风化能力强弱，其抗风化能主要是原生矿物抵抗风化能力强弱，其抗风化能力次序为氧化物力次序为氧化物硅酸盐硅酸盐碳酸盐和硫化物。如锡石、碳酸盐和硫化物。如锡石、黑钨矿富集在较粗颗粒中。又如黑钨矿富集在较粗颗粒中。又如Cu、Ni、Co硫化硫化物，多以水成迁移为主，它们多富集在土壤较细粒物，多以水成迁移为主，它们多富集在土壤较细粒级中。级中。（三）控制原因（三）控制原因第33页 2矿体规模大小、品位高低矿体规模大小、品位高低 它们影响次生晕规模和含量。矿体规模大，品位高普通它们影响次生晕规模和含量。矿体规模大，品位高普通形成晕规模和强度也较大。形成晕规模和强度也较大。3介质物理化学条件介质物理化学条件 主要是指介质成份，主要是指介质成份，pH值值Eh值。它们控制元素在水中溶值。它们控制元素在水中溶解和沉淀。解和沉淀。大多数金属元素离子在酸性溶液中溶解迁移，当大多数金属元素离子在酸性溶液中溶解迁移，当pH值增值增高时，金属配离子便水解沉淀。介质高时，金属配离子便水解沉淀。介质Eh值影响离子价态，值影响离子价态，而不一样价态离子溶解度不一样，尤其是对变价元素影响更而不一样价态离子溶解度不一样，尤其是对变价元素影响更显著显著。第34页4胶体胶体 矿体在风化过程中，一些难溶元素能够以胶体形式进矿体在风化过程中，一些难溶元素能够以胶体形式进行迁移，当胶体发生聚沉时，这些元素便在土壤中形成行迁移，当胶体发生聚沉时，这些元素便在土壤中形成次生晕。次生晕。胶体包含胶体包含Fe、Mn氢氧化物、腐殖质、粘土等，它们氢氧化物、腐殖质、粘土等，它们均为负胶体，其周围常吸附大量金属离子，而且还可与均为负胶体，其周围常吸附大量金属离子，而且还可与土壤溶液交换所吸附离子。土壤溶液交换所吸附离子。第35页 5生物生物 主要是生物化学风化，它能够在地表发生生物富集（主要是生物化学风化，它能够在地表发生生物富集（A1层）层）；有机酸使；有机酸使A2层淋失，层淋失，B层淀积。层淀积。A0层生物残体。另外，植层生物残体。另外，植物（树）根系可达十米以上，可将深部元素转移上来。物（树）根系可达十米以上，可将深部元素转移上来。6.气候和地形气候和地形 气候主要是指雨量和气温，其中降雨量是主要。因为降雨气候主要是指雨量和气温，其中降雨量是主要。因为降雨量影响植被发育，化学风化及生物风化进行等。量影响植被发育，化学风化及生物风化进行等。如干旱地域雨量少，植被不发育，物理风化为主，元素主要如干旱地域雨量少，植被不发育，物理风化为主，元素主要以机械迁移。土壤多为荒漠土壤，土壤常呈碱性。半干旱地以机械迁移。土壤多为荒漠土壤，土壤常呈碱性。半干旱地域雨水较少，土壤及水域雨水较少，土壤及水PH值较高，不利于元素迁移值较高，不利于元素迁移。第36页7地球化学障地球化学障 元素在表生带迁移除了以上所讲受控原因和元元素在表生带迁移除了以上所讲受控原因和元素本身性质外，还要受到地球化学环境对元素迁移素本身性质外，还要受到地球化学环境对元素迁移影响。彼利尔曼在研究地球化学环境对元素表生迁影响。彼利尔曼在研究地球化学环境对元素表生迁移影响时，提出了地球化学障概念。移影响时，提出了地球化学障概念。地球化学障：是地球化学环境发生骤然改变，地球化学障：是地球化学环境发生骤然改变，而使元素活动性急剧降低，并在其中浓集地段。而使元素活动性急剧降低，并在其中浓集地段。第37页 元素在表生带地球化学障主要有元素在表生带地球化学障主要有氧化障、还原障、硫化氧化障、还原障、硫化氢障、酸性障、吸附障、生物障、蒸发障氢障、酸性障、吸附障、生物障、蒸发障等。比如，地下水等。比如，地下水渗出处含有氧化障特征，随地下水迁移渗出处含有氧化障特征，随地下水迁移Fe2+、Mn2+在这里被在这里被氧化成氧化成Fe3+和和Mn4+，并呈氢氧化物沉淀下来。，并呈氢氧化物沉淀下来。Fe、Mn氢氧氢氧化物为胶体，它们同渗出区土壤中粘土一起又组成了吸附障，化物为胶体，它们同渗出区土壤中粘土一起又组成了吸附障，于是地下水中金属离子被吸附而聚积。于是地下水中金属离子被吸附而聚积。第38页第39页 场址场址U、Sr、Cs地球化学工程屏障概念设计地球化学工程屏障概念设计第40页 浅埋处置库顶盖结构浅埋处置库顶盖结构第41页五五 土壤地球化学异常工作方法及技术土壤地球化学异常工作方法及技术 土壤地球化学勘查工作方法包含资料调研、实地踏勘、土壤地球化学勘查工作方法包含资料调研、实地踏勘、方案设计、野外采样、样品分析、资料处理、结果解释及方案设计、野外采样、样品分析、资料处理、结果解释及异常检验八个步骤。异常检验八个步骤。第一步，资料调研。第一步，资料调研。工作之前应依据勘查目标和任务工作之前应依据勘查目标和任务认真作好资料调研工作。要搜集勘查区地理地形、地貌、认真作好资料调研工作。要搜集勘查区地理地形、地貌、地质背景、水文资料、土壤资料、地球物理、地球化学等地质背景、水文资料、土壤资料、地球物理、地球化学等方面资料并消化。方面资料并消化。第二步，实地踏勘。第二步，实地踏勘。在资料调研基础上，到勘查目标在资料调研基础上，到勘查目标要求现场踏勘。踏勘目标在于将资料调研阶段取得初步认要求现场踏勘。踏勘目标在于将资料调研阶段取得初步认识变成感性认识。踏勘中还要做土壤剖面测量、土壤取样识变成感性认识。踏勘中还要做土壤剖面测量、土壤取样方法和取样方式试验研究。方法和取样方式试验研究。第42页 第三步，方案设计。第三步，方案设计。这一步骤非常主要，牵涉到这一步骤非常主要，牵涉到整个土壤勘查地球化学工作成功是否。方案设计内整个土壤勘查地球化学工作成功是否。方案设计内容主要有：采样测网布置、采样方法、样品加工方容主要有：采样测网布置、采样方法、样品加工方法、样品分析方案、资料处理及结果解释方法、异法、样品分析方案、资料处理及结果解释方法、异常检验安排等等。方案设计要按国家对地球化学勘常检验安排等等。方案设计要按国家对地球化学勘查相关规范要求进行。查相关规范要求进行。第43页 第四步，野外采样。第四步，野外采样。采样方法正确是否，直接影响到采样方法正确是否，直接影响到土壤地球化学勘查效果。采样点应避开碎石堆、采矿坑口、土壤地球化学勘查效果。采样点应避开碎石堆、采矿坑口、采石场、公路等土壤结构遭到人为破坏地方。如测网上测采石场、公路等土壤结构遭到人为破坏地方。如测网上测点碰到这么情况，可移点，但移动范围不得大于点距十分点碰到这么情况，可移点，但移动范围不得大于点距十分之一。如要求范围找不到适当点，则可舍去该点。采样深之一。如要求范围找不到适当点，则可舍去该点。采样深度普通要求在土壤度普通要求在土壤B层位置，采集其中粘土及较细砂土，如层位置，采集其中粘土及较细砂土，如有较大碎块可弃去。样品重量普通为有较大碎块可弃去。样品重量普通为50100g。当土壤颗。当土壤颗粒较大时，样重能够加大到粒较大时，样重能够加大到200g，尤其要求时能够大于，尤其要求时能够大于200g。第44页 第五步，样品加工与分析。第五步，样品加工与分析。对野外采集到样品，能够对野外采集到样品，能够自然风干、微火烘烤或日晒方式来干燥，切切不可用高自然风干、微火烘烤或日晒方式来干燥，切切不可用高温烘烤方式来烘烤。如要测定样品中挥发组分，切不可温烘烤方式来烘烤。如要测定样品中挥发组分，切不可用微火烘烤或日晒方式，只应采取自然风干。如要进行用微火烘烤或日晒方式，只应采取自然风干。如要进行土壤样品结构分析，对样品中泥质团块只能用手搓碎或土壤样品结构分析，对样品中泥质团块只能用手搓碎或用木棒轻轻敲碎，不可用别硬质工具猛敲，以免破坏样用木棒轻轻敲碎，不可用别硬质工具猛敲，以免破坏样品原始颗粒度。土壤化学成份分析样品可按送样要求研品原始颗粒度。土壤化学成份分析样品可按送样要求研磨过筛，最终进行相关试验室分析测试。磨过筛，最终进行相关试验室分析测试。第45页 第六步，数据处理。第六步，数据处理。依据样品分析结果，可按依据样品分析结果，可按化探数据处理方法进行数据处理并做各种地球化学化探数据处理方法进行数据处理并做各种地球化学图件。图件。第七步，结果解释。第七步，结果解释。结合勘查区相关资料，对结合勘查区相关资料，对数据处理结果和相关图件做系统分析，按勘查目标，数据处理结果和相关图件做系统分析，按勘查目标，做出结果解释。做出结果解释。第八步，异常检验。第八步，异常检验。依据结果解释，对土壤地依据结果解释，对土壤地球化学勘查所发觉异常要及时地检验与验证。检验球化学勘查所发觉异常要及时地检验与验证。检验与验证要求按相关规范进行。与验证要求按相关规范进行。第46页