全 文 ：分析辐射松树皮圈定有远景
的含金石英脉
G of f
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S
· ,
B r o o k s
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N
a i d u
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S
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D
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C o p p a r d
·
E
.
前 言
生物地球化学深矿方法包括植物分析 ,
旨在检测供养所分析植物种属的地质体 中的
矿化 ( B r 。 。 k s , 1 9 8 3 ) 。 通常的采样介质是
树叶 /针叶成细枝 , 但是对很高的树来 说 很
少 有较低的树枝 , 上列采样介质 是 不 合 适
的 。 这时可将树皮作为一这替代 的 采 样 介
质 , 而且已有若干工作者使用过这种介质 ,
其中包括 N i e l s e n等 ( 19 7 3 )在西澳大利亚用
L es o u “ i 按树皮调查地层 的地质特征 。
在新西兰 , 使用本地物种进行生物地球
化学探矿 的不利因素是植物群落特别复杂 ,
这给勘查过程中选择某种能在大范围内的每
个样点上都能采 yl 的植物造成困难 。 在新西
兰某些有大量外来树种 ( 如普遍存在的辐射
松 )生长的地区可以 _克服这种困难 。 这种树通
常出现在人工林和自然绿化林带中 , 特别是
受到扰动的地面 , `如本世纪初有过来金活动
的地方 。
、 一丫~一 - 、 - 一犷一 、 洲 一二一 一 ~ 、 洲~ -一一一 、 尹一 碑~ `八厂~ 、 2 气 一 `浓度 /升 ; : 为活度系数 ; .a b为常数 ; I 为离
子强度 ; 2 1 为电荷 。 1
如果 饱和指数 ( S · I · ) = 0 (即 I Q一 ” ) , 形;
成重晶 石 , 如 果 饱 和 指 数 ( 5 . 1) < 0( 即
1 -0 几 ” )
, 则溶解 ; 实践表明 : 在矿体上方饱 ’
和指数是高 的 。 利用饱和指数可用 以找寻 U
矿 、 重晶石和萤石矿等 。
在美国田纳西州 , 利用地下水勘查密西
西比型 P b一 Z 。矿床时 , ` 发瓦了一种分带模式
(图砰 ) J 矿体周围是 S仁 . 旦, 异常 , ;外围是
最近我们在有辐射松生 一长的怀希尤宁山
进行了研究 。 其目的是确定用辐射松树皮的
元素分析圈定出露和隐伏石英矿脉的程度 。
仓次工作的结果为世界其他有辐射松生长的
地方(特别是在北美西部 )提供了一个生物地
球化学勘查应用的例案 。
_
,
~
_ 」沐希尤宁山的地质
尤宁山位于新西兰北岛 的 怀 希 区 ( 孕
图 ) , 是罗斯芒特一银石 ( R o s e m o u nt 一SI I v -
e r s t o n ) 金 矿 区 的 一 部 分 ( W i u i a m s ,
1 9 6 5 )
,正好在怀希主矿体 的东甫 。 由于该区
大的块状含金石英脉较之马瑟 ( M a r t h ,a )山
附近的明显得多 , 因此最初比更为富集的怀
希矿还要引人注 目 。 在早 期 , 尤宁犷脉曾开
采出含有 F e 、 P b 、 C u 、 A g 硫化物的富 矿
石 。 还发现了 S b 、 s e 、 T e 的少量硫化物 。
典型的矿石分析结果如下 ( B e n 和 F r “ s “ r , ’
, 9 7 2
)
_
; 5 10 2 8 9
·
3务 、 A 1 2 O : ` · 5肠 、 F e Z o :
5
.
9 4肠 、 C a o o . 4 9肠 、 方铅矿 0 . 05 肠 、 铜 硫
Z n 异常 , 造成这种分布的原因至今还 不 清
。 钻探结果表明 , 矿体正好处在背斜的轴
, 地下水沿背斜构造轴部上涌 (图 6 b ) .
楚部
图6 P b一 Z n 矿床上的特殊分带模式
(未完待续 )
朱善芳 、 朱炳球整理
巨到开阅 .栩反 恤 阶地 卜 O粉石爪禅点〔互』省石 中` 。 ` , : / : ,. 扭材度爪禅点~ 、 口 石布 . 翻犷 . 玉 情况与美国新墨西哥州科钦蒂 ( C o c hi t i) 矿区非常相似 ( W r o n k i e w i e z 等 , x g s 4 ) 。尤宁山一的两条主要矿脉称为尤宁和阿玛勒厄斯 (见图 ) 。 以往的工作对这些矿脉西南端的远景圈定得很好 , 但对东北端远景的圈定则很差且不可靠 。 大约在 1 0 年前 , 这里
的植被完全被清除 , 原来的本地植物 已由辐
射松和澳州金合欢为主的植物所替代 。 这种
松树优先集中出现在受到扰动的地段上 , 如
老工区地段上 。
怀希附近尤宁山区工作部署图
化物。 . 06 肠 、 锑硫化物 0 . 30 肠 、 A u 0 . 02 呱 、
A gl
.
15 肠 、 T e 痕量 。 目前 , 有的公司正在
尤宁山工地从事自尾砂中回收 A 。 的工作 。
矿带基底 为受到断裂作用的中生代杂砂
岩和泥质岩 , 产于宽缓的北西倾的褶皱轴部
( M
o r g a n
,
1 9 2连) 。 上述岩石上覆有第三 纪
( 中新统到上新统 )中~ 酸性陆相火山岩夹少
量同生沉积岩地层 。 在侵蚀阶段 , 火山喷发
形成了科罗曼德尔半岛 , 并从北 部的大巴里
尔岛扩展到南部灼蒂普基 . 火山活动分为三
个主要阶段 : 安山质 、 流纹质 、 第二次安山
质 。 区域热液蚀变 (绿盘岩化 )和石英方解石
脉似乎是紧接着流纹质活动 ( 5一 6百万年前 )
之后出现的 。 过去对这些石英方解石脉体系
中的 A u 、 A g 和贱金属组分曾做过大量的工
作 。 这些脉基本 L IL 一组北东向近平行的岩
脉组成 , 可能充填在断层滑移期间产生的张
裂隙中 。 同该区其他地方一样 , 尤宁山的围
岩也是由具两种辉石的熔岩流和遭到不同程
度蚀变的弯隆构戍 。 这个地区的地质和矿化
采样物质和方法
表层树皮样品用低碳钢制小斧砍开辐射
松标本而采集 . 在每个标本的树干的阴阳两
面各取一个样品 , , 以避免由于不同受光程度
造成的偏 差 。 _样 重 约 10 0 克 , 用 锤 磨 机
( h
a m m e r m i l l )粉碎至小于 5 0 目 。 为 T 检
查样品中可能存在的 C r 的污染 , 将含有C r
异常的未粉碎树皮样品用玛瑙研钵研碎后重
新分析 。 在所有情况下都检出了 C r 异常 。
岩石样品用装有钨钢同心磨环的岩石磨
样机碎至小于 10 0 目 。 除 A u 外的所有元素
的分析 , 用 10 m l l : 1 硝酸和氢氟酸混合液
煮解 0 . 5 克岩石样品 。 煮解是在悬 浮在沸水
浴 中的聚丙烯烧杯进行的 。 剩余的酸蒸发完
后 ,将残留物在 1 0 m l ZM 盐酸中重新溶解 ,
再次蒸馏后备用 。 如有必要 , 可将过滤后剩
余溶液的体积调整到 25 m l 。 岩石 中 A u 分
析 , 称取 0 . 5 克样品 , 用 10 m l 王水煮解 ,
然后蒸发到大约 Zm l , 用蒸馏水稀 释 到 2 ,
m l
, 然后用 Zm l 甲基异 T 酮 ( m e t h y l i s o b : : -
t y l k e t o n e )萃取 。
植物 中 A u 分 析 j月一 B r o o k : 和 N a i d u
( 1 9 8 5 )制定的方法 。 称取 0 . 5 克树皮粉末样
品 , 用 10 m l 浓 ( 冒烟 )硝酸丁一个水浴土 煮
解 。 待完全溶解后加入 s m l浓盐酸 , 缓缓加
热使溶液体积减少到 3 m l 。 用 6 M 盐酸将溶
液体积调为 5m l , 再用去离子水将溶液稀释
成 15 m l ,加 入 l m l 甲基异丁酮摇动 2 分钟 ,
用移液管将下部水层的大部分移 入 一 个 烧
瓶 , 最后保留大约 2 m l 。 然后用去离子水将
剩余溶液重新稀释到 15 m l 。 震 荡 , 反萃 取
铁的干扰 。 正如下面提到的方法 , 用溶解物
分析人 u . 除A u 外其他元素的测定 , 称取树
皮 样 0 . 5克置于硼硅酸盆熔解管 ( 50 m l) 中 ,
加入 10 m l l : 4 的高氯酸和硝酸混合液后在
加热板上加热 。 样品加热蒸发后 , 冷却 , 用
Z M盐酸稀释到 2 5 m l 。
岩石和植物样品主要用 电感祸合等离子
发射光谱 ( I C P )分析 19 种元素 。 A g 用火焰
原子吸收 ( A A S )测定 。 A s 是将样品用氢 化
物分离后亦用 A A S 测定 。 在两种情况下 进
行了连续背景校正 。 岩石 中A u 用前面 提 及
的大体积酮萃取后用火焰A A S 测定 . 植物中
A u 用小体积有机相萃取后用石墨炉技术 (无
火焰 A A S )测定 。 随机选择样品用原子 吸 收
光谱分析若干元素以检查 I C P 数据 的 可 靠
性 。 通常两种方法分析结果吻合得很好 。
结 果 与 讨 论
岩石和树皮中元素的浓度归纳在表 l 中 。
虽然 C o u p e r ( 1 0 7 5 )曾报导过泰晤士的塔 兰
鲁河谷附近安山岩和矿脉中微迹 元 素 的 数
表 1 怀希尤宁山地区岩石和辐射松树皮中元素的浓度 (雌血 , 千物质中)
元 素 岩 石 … 树 ( 6 6 ) 皮安山岩 ( 15 )
平均值 ( A ) 标准差 标准差 B / A 平均值 标准差
人 l 74 0 0 1 3 0 9 0一 17 8 00 9 3 00 0 4 4 70 0一 19 5 0 00 1 2 . 6 6 6 0 {
“ ` 一 ` 。。。
人 g 2 O 一 3一 15 4 2 1一 3 0 . 1 0 . 0 3 未 检 出
A
s 1 3 一 8一 2 , 4 6 19一 10 7 3 . 5 0 . 0 0 5 } 。 . 。。 4一 。 . ,。
A u 2
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3 1 1 0
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2 9 一 1 8 6 2 0 . 2 0 0 . 0 8一 0 . 4斗 0 . 1 93 3
{
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·。” `一。 · 。2 2 斧
C
a 8 12 } 3 日8一 16 60 7 2 5 0 3 9 8 0一 13 2 0 0 8 。 9 0 . 3 9 { 6 0e l l 5 0
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o 4 4 一 2 7一 7 2 9 5一 17 0 . 2 2 未 检 出
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2 … {;二{; ’ 8 4 5 32 一 6 1 2 0 。 4 12 8 { o · 17一 o · 8 9C u 4 . 5 一 3 5。一 。2 0 0 8 3一 2 2 l 。 8 1 14 1一 5
F e 1 5 5 0 }
: 2 9一 ; 3 5 。 2 1 4 00 12 3 00一 3 7 2 0 0 13 . 8 19 0 6 4we 2 5 7
K 5 6 2 一 9 3一 2 8 1 6 4 6 0 3 02 Oe 1 3 8 0 0 1 1 . 5 l 7 6 7一 19 4
M g 16 2 1 1 连一 夕q 只 9 55 2 6 9一 34 70 5 . 9 25 1 12 5一 2 8 1
M n 6 4 … : 4 5一 10 2。 6 4 1 3一 3 16 1 . 0 0 . 3 1 0— 2 9
N
a 70 7 1 0
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7一 2 · o { 1 17 00 6 3 10一 2 19 0 0 16
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6 6 4 17 3一3 6 3
N i l
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2 1 2 0一 4 6 1 。 5 0 . 9一 2 。 8 1 . 2 2 0 。 1一0 . 8
P 3 0 { 3一 3 5 3 0 15一 6 1 1 . 0 1 14 4 4一9 3 3
P b 1 0 …81〕{:。 5 4一 7 0 . 5 7 1— 4S 2 3 4 」 9 77 17 3一 5 5 0 0 4 . 2 8 5 6一2 3 4S r 9 l 6 1 1一 2 3 1 . 8 」 :二::Z n 2 0 l 4 1 le 15 4 2 . 1
注意 : 由于数据是对数分布 , 平均值为几何平均 , 标准差用一个数值范围来表示 , 平均值是不对 称的 .
. 含量范围为 < 1~ 19 了n g龙 .
据 , 但对怀希地 区来说表 1 中列举的微迹元
素数据尚属首次报导 。 表 工中数据清楚地表
明 , 月永石英和热液蚀变的安山岩之间在元素
含量水平 _ }: 有十分显著的差异 。 与安山岩相
比 , 石英脉相对只富集丁 A u 、 A g 、 C 。 和 P b
(见表 l 中 B /A的比值 ) 。 后两种元素的富集
可能是由于石英脉中存在方解石 细 脉 造 成
的 。 因为C o u p e r ( 19 7 5 )的工作已表明 这 个
区域中的方解石脉富集 P b 和 C 。 。 石英脉中
大多数其他元素则显得贫化 。 相似模型中这
4 l
些完素的差异很大 , 认为生长于同样岩类之
上的辐射松树皮样品中能重视类似模式 。 如
果真是这样 , 上述结果将对预测基底的性质
提供一种很有效的样品类型— 树皮 .为了检验上述假设 , 根据野外观 ifl 结果
将能采到树皮样的全部样点芬成 一两 个 总 体
(石英脉和安山岩 ) . 最初在安山岩上有42 个
样点 ,石英脉上有 24 个样点 。但应当指出 , 对
生长在较狭窄的 ( 5一 10 米 )石英脉边缘的树
木的分类是有疑义的 。 两个总休中的每个元
素的 T 检验表明 , 只有两个元素具有互相 间
显著的差异侬集 ( P 。 < 0 . 0 5 ) : N a ( P 二 0 . 0一4 )
和 N i ( P 二 0 . 0 3 3 ) 。 另外两个元素— C r ( P 二
。 . 09 )和 C` (户二 。 . 09 )也可能具有显著差异 。
上述方法表明两种树皮样品总 体 中 A u
没有统计学差异 . 但 由于对基底的性质不太
了解 , 因此将样品划分成两个独立的总体是
带有某些任意性的 。 此外 , A u 在石英脉 中
分布是不均匀的 , 但在任何情况下 , A u 都
是存在于欲寻找的石英脉中 (无论是含A u 的
或其它的 ) 。 根据累计频率图和树皮A u 含量
可将树皮样品划分成两个总体 ,如小于 10 二 g
/ g ( 2 1 格 )和大于 1 0 n g / g ( 4 6 格 ) 。用这两个
总体对所有其他元素进行 T 检验后发现只有
A
s 、 F e与 A u 有相关关系 .
树皮中元素间相互关系的相关分析结果
表 2 辐射松树皮中元案浓度间的相关关系
S 带资。 P < 0 . 0 0 2 .
S苦 = 0 . 0 1> P > 0 . 0 0 1 .
S 二 0 . 0 5 > P > 0 . 0 1 .
一 , P > 0
.
05
.
示于表 2 。 A u只与 A s 、 S正相关 , 表明A u
在这种环境中是明显亲硫的 .
在应用老地质图根据地质推断 (而 不 是
根据 野外露头的存在 )将样品重新划分 为 两
个总体时 , 安山岩上有 40 个样 , 石英脉上有
27 个样 。 基本上 与上述结果相同 , N a 和 N i
的 P值仍然很 低 , C r ( P = 0 . 0 5 )和 C 。 二 ( P
= .0 0 1 ) 则在这两种岩石类型之间显示出 明
显的差异 。
看来尤宁山的辐射松中有三种元素浓集
度可以清楚地说明基底岩石 的特征 : 即 C r 、
N i
、
N a
. 从表 z 可见 , N a 、 C r 在安 山 岩
J毛何平均浓度比值 (C MC R )作为重矿
物元素分散的地球化学资料中水
动力作用的估算值
D
.
S ax b yan dl F et e he :
前 言
众所周知 , 在河床中重矿物趋于聚集在
有利部位 。 在矿产勘查中 , 矿物的天然预富
集简化了汇水盆地中是否存在重矿物 ( 如金
和锡石 )的任务 。然而 , 通常这种富集的无规
律特性 , 甚至在河床的小范围内也能将相当
大的变化带到地球化学资料中 . 这种变化使
测量结果难于重现 , 并破坏了源区以下分散
流异常 向下游有规律的衰减 , 因此 , 使确定
靶区复杂化 。 这类问题的实例已由B a ( sl e -
e t h和 F l e t e h e r , 1 9 5 2 ) 、 锡石 ( F l e e h e r ,
e t a l
, … , 2 9 5 5 )和 自钨矿 ( S a x b y , 19 5 5 ;
S a x b y a n d F l e t e il e r
,
1 9 8 6 ) 等给予 了 证
明 。
某些相当先进的数学模型 (例如 E i n sl -
e in
,
19 5 0)
, 预测了河 流对沉积物 的搬运作
用 . 这些模型提供了对包括水系沉积物中重
矿物聚积的过程和影响因素的深入了解的有
价值资料 。 然而 , 许多参数包括天然水系在
内的复杂性限制了这些模型定量应用于勘查
资料中 。 如果有某些简单准则可用于评价在
自然条件下 由水运力作用引起富集具不同粒
级 、 形状和比重的矿物颗粒 , 那么 , 在这种
情况下 , 这些准则将是相当有价值的 。 本文
提出了这样一个准则— 几何平均浓度比值
( G M C K )及其应用的一些实例 。
几何平均浓度 比值
如果人们假定 。 耐风化 (化学上惰性 )重
矿 物的补给从单一的 、 相对远的点源到离河
中富集程度最高 (相对石英 脉来说 ) . 因此
预计树皮样品中会重视这些模式 ,但对 N i 来
说 , 这种情况是很少见的 , 因为 N i 很少在安
山岩上的树皮样中富集 。植物物质中 N i 浓度
的差异很可能与植物吸收 N i 的程度有关 ,这
是由于 两种岩石类型中 N i 的不同存在形 式
造成的 。
. 虽然发现树皮中有三种元素浓度对基底
岩石 类型有指示作用 。 但是 , 很明显 , 通过
自然界中微迹元素的更进一步循环足以清除
许多在岩石 中可 观测到的元素差异 , 不管怎
样卜能够使用像辐射松这样分布广泛和易于
采集的种属的树皮来预测植被茂密区下伏基
岩 .的性质是具有明显的优势的 。 更为有利的
是 , 辐射松是老金矿采 区最普通的植物群之
二 * 目前新西兰有相当多的勘查研究工作正
在此实施 , 也期望怀希地区安山岩和石英脉
中提供的数据有助于进一步了解新西兰这部
分地区的含金石英脉的形成过程 。
译自 : 《 J o u r n a l o f G e o e il 七m l e a l
E x p lo r a t l o n 》 , 2 4 ( 10 3 5 )
译者 : 杨少平
校者 : 毕德启