-----第七章勘查地球化學第一節(jié)水化學找礦一、水化學異常的基本概念二、水化學異常的形成三、幾種主要類型礦床的水化學異常特點四、水化學異常特點及其評價問題第一節(jié)水化學找礦由于地下水可帶來潛水面附近的礦化信息，因此是找深部盲礦的有前景的方法。特別是不受覆蓋物的限制，成為覆蓋區(qū)找隱伏礦的重要方法。一個水樣，匯集了匯水區(qū)的綜合信息，與水系沉積物異常形成機理相似，故而有人又稱水分散流，成為區(qū)域找礦的重要方法之一。廣泛的地球化學標志：金屬陽離子、陰離子和陰離子團的含量水介質的pH、Eh某些亞穩(wěn)態(tài)過渡性離子種類，如S2O32-、HS-等。溶解度極低，再加上水的稀釋作用，所以水文地球化學異常的濃度值遠遠低于巖石、土壤地球化學異常的含量值，低至ppb級。水文地球化學異常的研究及其找礦效果,在很大程度上取決于分析測試的水平及水文地質方面的知識。二、水化學異常的形成1．礦物的溶解作用2．電化學溶解3.微生物的作用某些金屬硫化物及硫酸鹽在水中的溶解度

硫化物溶解度（mg/L)硫酸鹽溶解度(g/L)ZnSMnSNiSFeSPbS

3×10-103×10-101×10-103×10-103×10-10

ZnSO4MnSO4NiSO4CoSO4FeSO4PbSO4CuSO4

531.2393274.8265.8157.00.04172.0

2．電化學溶解具有不同導電性的和不同電極電位的礦物相互接觸，就構成一對天然“原電池”。低電極電位的礦物相當于陰極，高電極電位的礦物相當于陽極。在兩極上的化學作用表現(xiàn)為：陰極：MeS－2e→Me2+＋S0

陽極：MeS＋2e→Me0＋S2-如果水溶液偏酸性（pH<5），溶液中有較多H+，則出現(xiàn)：S2-＋2H+→H2S如果溶液中pH偏高，H+較少，則出現(xiàn)：S2-＋2H+→HS-當pH在5—10之間時，則既可能出現(xiàn)H2S，也可能出現(xiàn)HS-，其數量隨pH而變化。當水體中有較多游離氧時，可能產出H2SO4：2H2O＋2S2-＋3O2＝2H2SO4或H2S＋2O2＝H2SO4上述化學過程表明，處于陰極的低電極電位礦物溶解了。電極電位增加的序列是閃鋅礦—輝鉬礦—方鉛礦—鎳黃鐵礦—黃銅礦—黃鐵礦—白鐵礦等。自然金常被認為是化學性質穩(wěn)定的礦物，但是自然金與黃鐵礦的電極電位相比，幾乎任何情況下，都比黃鐵礦低，可以推知自然金是極易產生化學溶解的礦物。3．微生物的作用微生物活動通過分泌有機酸和生物觸媒，加速礦物分解。并且在長期的地質歷史發(fā)展過程中，微生物具有在不同環(huán)境下生存的能力。目前，對硫化物礦床中微生物的作用研究較多，已發(fā)現(xiàn)多種嗜硫桿菌和嗜鐵桿菌，前者能將硫化物中的硫氧化成硫酸根形式的正六價硫，使硫溶解，故又稱脫硫桿菌。后者能將二價鐵氧化成三價鐵，高價鐵的硫酸鹽又能進一步促進硫化物的氧化溶解：2MeS＋2Fe2(SO4)3＋3O2＋2H2O＝MeSO4＋4FeSO4＋2H2SO4嗜硫桿菌BacillusMegatherium在110—140晝夜時間里可溶解金1.54—2.15mg/L。三、幾種主要類型礦床的水化學異常特點1．金屬硫化物礦床的水化學異常黃鐵礦其氧化反應如下：2FeS2＋7O2＋2H2O＝2FeSO4＋2H2SO4反應產生的H2SO4可加速硫化物的溶解：

Me+H2SO4=MeSO4+H2S常見的黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等硫化物氧化，一般情況下形成硫酸鹽而不形成硫酸，其反應過程如下：CuFeS2（黃銅礦）＋4O2→FeSO4＋CuSO4

ZnS（閃鋅礦）＋2O2→ZnSO4

PbS（方鉛礦）＋2O2→PbSO4但是，當金屬礦區(qū)的地下水中同時存在H2SO4、Fe2(SO4)3和CuSO4時，可使上述硫化物反應產生游離的硫酸和硫化氫：MeS＋H2SO4＝H2S＋MeSO42MeS＋2Fe2(SO4)3＋2H2O＋3O2＝2MeSO4＋4FeSO4＋2H2SO4這使得很多金屬硫化物礦區(qū)的地表及地下水的pH值降低，SO42-含量增高，并富集金屬離子。地表及地下水中金屬元素的含量，不僅取決于元素化合物的溶解度，還決定于化合物的水解條件。某些鹽類的水解產物是難溶的氫氧化物，因而也就影響該元素在水中的含量。金屬硫化物礦床水文地球化學異常具有如下基本特征：①水的pH值較低.②水中SO42-的濃度相對較高。③水中成礦金屬元素及其伴生元素的含量增高。2．鹽類礦床的水文地球化學異常鹽類礦床的組成礦物，石鹽、鉀石鹽、光鹵石、雜鹵石、鉀鹽鎂礬等在水中具有很大的溶解度，不需經過氧化即可轉入溶液，因此，鹽類礦床附近很容易形成水化學異常。鹽類礦床水文地球化學異常的共同特征如下:：①礦區(qū)地下水或泉水的水化學類型，主要是高礦化度（＞5g/L）碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物型水。②出現(xiàn)以堿金屬和鹵素元素為主的水化學異常。四、水化學異常特點及其評價問題1．水化學異常組分的遷移形式元素在水中的遷移可能有多種形式，地下水中主要呈離子的真溶液遷移，其次是膠體遷移，地表水中則有相當部分呈懸浮物遷移。T.W.Hamilton（1983）等人在澳大利亞的研究表明，懸浮物金在金礦田地表水中可達50%左右，但與溶解部分相比，盡管懸浮物部分含量高，但變化不定、無規(guī)律，對水化學找金礦無實際意義。而溶解部分的含量隨遠離礦體而規(guī)律下降，對金礦床有較好的指示意義。水介質中元素存在的形態(tài)，價態(tài)反映了不同的來源和環(huán)境。水介質的環(huán)境條件（pH、Eh還原劑，有機質等），嚴重影響元素的遷移沉淀。美國威斯康辛區(qū)的西南部“鋅區(qū)”—富含Zn的泉水四周，在不到100米的距離內，水中鋅含量降低了20倍?？梢?，水化學異常含量的衰減較分散流強烈得多。2．水化學異常的另一特點是水中異常濃度低，但異常襯度高。

一般襯度高，異常清晰，這是因為背景區(qū)中缺乏硫化物，硅酸鹽一般化學風化弱.

3．水化學異常的動態(tài)特征（1）礦體產于潛水面之上的包氣帶內.（2）礦體跨越潛水面。這是一種常年均可檢出的水異常.（3）礦體產于潛水面之下的飽水帶中..成為波動型水化學異常。

4．水化學異常與礦體空間關系水化學異常一般都不與礦體直接關聯(lián)，遷移距離較遠，必須與異常的地