03.05 土壤取樣—勘探項目的關鍵工作之一


土壤取樣—勘探項目的關鍵工作之一

土壤取樣是礦產勘查的一項基本技術。與鑽探相比,取樣成本更低,可以快速確定礦化的存在和範圍。

前期的地球物理及其他遙感方法被用於定位可能含有礦化現象的地質構造。隨後土壤取樣的結果則可以決定該項目是否中止或繼續,也可以為包括鑽探在內的進一步勘探劃定一個分界線。


土壤取樣—勘探項目的關鍵工作之一

- 為什麼土壤採樣很重要? -

進行土壤取樣可以確定隱伏礦化構造的位置和形狀,並確定該構造內的高品位的區域。一個好的的土壤取樣將會帶來精確的鑽孔定位。很多構造在沿其長度的礦化程度是不同的。若只根據地球物理異常來進行下鑽將可能會浪費大量的資金,因為高品位區域僅限於該構造平面內的一些狹窄急傾斜區域內。

通常情況下,這些鑽探鑽孔不會與這些區域相交,勘探工作也會隨之被放棄或廢棄。由於沒有進行徹底的碎石和土壤取樣方案,錯失了一些找到礦體的機會。

碎石樣品取樣

碎石樣品取樣是對露出的潛在含礦岩石進行取樣。在初始繪圖期間採集碎石,如果得到有潛力的結果,則會進行後續土壤取樣調查。另外,在許多情況下,露頭可能很小或不存在,土壤取樣就成為勘探計劃的下一個關鍵步驟。

設計土壤採樣程序

為了確保對引起地球物理異常的礦化構造進行檢測,必須設計一個土壤採樣程序或計劃。比如在下面的例子中,採樣計劃由7條線路組成,每條線路之間相隔120米。這些線以正確的角度交叉穿過地面磁力測量確定的礦化構造區域。沿線各採樣點間距為20m,共採集147個樣本。地表碎石可能作為高品位帶沿構造分佈的證據。地質師在制定土壤取樣計劃時要考慮這些因素。當地質師對計劃滿意時,樣本點被輸入到GPS中,為測量做好準備。

採集土壤樣本

由於GPS是標準設備,土壤採樣容易得多,因此可以最小化實際樣品來源的不確定性。取樣團隊使用輸入GPS的座標來定位每個地點。通常,這個座標可以達到±5米的精度,也就是一般的手持GPS的精度。

協作完成取樣

土壤採樣通常至少由兩個人完成:地質師和現場助理。這不僅是為了更快地完成工作,而且還出於安全原因的考慮。像在偏遠地區進行的任何工作一樣,緊急情況會在最不期望的情況下發生,這可能會危及生命。比如國外有位地質師在有一次土壤採樣時,她的助手因特定土壤樣品中的真菌孢子引發了哮喘發作。這種真菌顯然生長在羊糞上。幸運的是,她的藥在卡車裡距離不太遠,她很快就康復了。但這個事例告訴我們要對大自然保持敬畏,長期的地質一線工作接近與野外生存,要時刻做好準備。

土壤取樣—勘探項目的關鍵工作之一

在採樣時禁止帶首飾

直接與收集和處理樣品有關的人員必須移走所有隨身首飾,例如戒指,手鐲和項鍊。這消除了珠寶首飾接觸樣品並汙染樣品的任何機會。例如,黃金和白銀顯然是一種風險。我曾經知道一家公司因“鈀金異常”而興奮,後來發現該現象是由採樣員戴著鉑金戒指引起的。鉑和鈀通常共同存在,因為它們都屬於稱為鉑族金屬(PGM)的族。

另一個汙染源可能來自採樣設備本身,比如在一些篩子中用於將網片附著在外圈上的鉛銀焊料,以及來自不鏽鋼鎬和鐵鍬的鉻。甚至必須考慮採樣器使用者的防曬霜類型,因為皮膚汗液中的鋅基乳膏會汙染樣本。

採樣現場汙染

有時,採樣樣本的位置也會引起問題。柵欄柱中使用的一些木材防腐劑會汙染土壤,從而使附近的樣品受到鉻和砷的汙染。靠近樣品點的波紋鍍鋅鐵會導致鋅含量升高。樣本被汙染的可能性很大,因此必須時刻注意潛在的汙染源。

從最好的一條線路開始

採樣的第一條線路通常是遇到土壤異常概率最高的一條。先做“最好”線路的原因是,如果由於任何原因(如惡劣天氣或扭傷腳踝)無法完成採樣,那麼損失就不會太大。

XRF光譜儀

節省採樣程序時間和金錢的另一種方法是在採集每個樣品時使用手持式X射線熒光(XRF)光譜儀。這樣可以使地質師在執行檢測的過程中快速瞭解是否檢測到地球化學異常。通過在現場使用儀器,採樣計劃可以在採樣時進行修改。根據實際結果可以刪除一些無意義的線路,或者添加有必要考察的路線。如果懷疑地球化學異常,可以將站點之間的間距減小,例如從20m減小到10m。

土壤取樣—勘探項目的關鍵工作之一


如何獲取土壤樣本

如土壤覆蓋層很薄,取樣用長柄鎬挖一個小洞(好用不過洛陽鏟),通常挖到風化的岩石。然後用一把洛陽鏟將樣本放入頂部的篩子中。這種最粗的篩子除去有機物,如落葉和木炭以及粗砂和礫石。

土壤取樣—勘探項目的關鍵工作之一

樣品用80目篩網(178微米)進行現場篩選,篩網的尺寸逐漸變小。這確保了較細的粘土和泥沙顆粒得到集中到這個顆粒大小範圍,它包含了最高濃度的常見指示元素,如銅、鉛、鋅和砷。

篩分還會除去可能附著有粗金或塊金的粗石英顆粒。從樣品中去除粗金似乎有些奇怪。這樣做的原因是使所得的地球化學數據具有平滑的梯度,並且不包含數據中的尖峰或異常高的值,而這可能很難在輪廓圖中繪製。

相比之下,在存在深層潮溼土壤的地區,通常使用手動土壤螺旋鑽來獲取土壤樣品(揹包式鑽機也是選擇之一,可以應對更多苛刻的取樣條件)。為了從風化岩石的頂部獲取樣品,有時需要用手鑽至一米或更大的深度。用這種方法的土壤樣品幾乎總是潮溼或溼潤的,因此不可能進行篩分。由於泥漿往往會粘附在採樣設備上,因此在收集下一個樣品之前,使用尼龍刷將大部分汙垢和泥土清除掉。否則可能會發生交叉汙染。將溼樣品放在塑料袋中,並按原樣提交實驗室。然後實驗室在分析之前進行所需的乾燥和篩分。

土壤取樣—勘探項目的關鍵工作之一

土壤取樣—勘探項目的關鍵工作之一

怎樣標記樣本?

樣本編號使用一個簡單的方法是非常重要的。由於在土壤調查中採集了大量的樣本,如果編號不繫統,就會產生很大的混亂。最好的方法之一是使用預先編號的票務簿。在每個地點,將座標輸入票證簿,用永久性記號筆在樣品袋的外面寫上號碼,將副本的票證從票證簿上撕下來,連同泥土一起放進票證簿。

樣本的分析

在樣品被送到實驗室之前,地質師要確定要分析的元素組合和檢測限度。由於實驗室對較低的檢測限度收取更高的費用,預算既要考慮所分析的一套要素,也要考慮所使用的方法。


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