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富含有機物的介質對金屬元素的富集

富有機物介質對金屬元素的富集是壹個復雜的過程,主要包括以下四種作用:①有機物對金屬離子的絡合和螯合作用,與有機碳的含量、有機物的組成和結構以及絡合元素的化學性質有關;②有機質與粘土混合形成的膠體對金屬元素的吸附;③泥炭、腐泥等有機質對金屬元素顆粒的包裹和攜帶作用;(4)土壤和河流沈積物中生成的次生二氧化矽膠體,在富含有機質的低溫弱酸性環境中,能包裹金屬離子和化合物。

(1)有機碳含量與樣本量的關系

森林沼澤區富有機質河流沈積物和土壤中有機碳含量與樣品大小有壹定關系。壹般來說,樣品中有機碳的含量往往隨樣品的粒徑成比例增加(表3-2),而隨樣品中有機碳含量增加而成比例增加的金屬元素的富集與同壹樣品中有機化合物對金屬離子的絡合和螯合有關。

從表3-2的數據可以發現:①在Mordaoga(金礦)和Delpur(鉛鋅銀礦)的水系沈積物中,有機化合物對金屬離子的絡合和螯合作用明顯富集了Cu、Hg、Au和Ag四種元素,並且隨著樣品粒度的變細,它們與有機碳的含量同步增加,同時,在Mordaoga礦區as、Zn和Mn也有所顯示。(2)東安金礦溝谷沈積物中,Au、Ag、Zn、Ni四種元素的含量也與有機碳含量同步增加,而其他元素沒有同步增加。③有機碳吸附形成的金屬富集量有限,壹般只形成高背景低值異常。

(2)泥炭對金的影響

泥炭能包裹和攜帶含金礦物顆粒,但這種包裹和攜帶作用形成的元素富集沒有明顯的規律性,但有時能形成Au的高值異常(表3-3)。

(3)二次矽膠對金的影響

在莫爾道嘎、牛爾埃納奧、德爾普爾等礦區,矽酸鹽相是泥炭和腐殖質樣品中金的絕對優勢形態,可形成Au的高值異常(表3-4),說明次生矽酸鹽膠體對Au的包裹作用在森林沼澤景觀區非常明顯。

(4)有機質對金屬元素吸附富集的差異。

對於不同化學性質的元素,有機質對金屬元素的吸附和富集表現出很大的差異。在長白山天合興斑巖銅礦區,泥炭與水系沈積物在同壹點的元素含量對比表明,有機質對Hg、Cd、Ag、Cu、Bi有強烈的吸附作用,富集程度可達2 ~ 6倍。鉛、鋅、錳、鈷、鎳、鎢、鉬等元素也有壹定程度的富集。而K、Na、As等元素並未富集,反而低於河流沈積物中的含量(表3-5)。同時,泥炭中壹半以上元素的變異系數有所下降,表明泥炭具有明顯的元素富集和異常減少的特征。

表3-2培養基中有機碳含量與金屬元素的關系

含量單位(wB):金、銀、汞為10-9;有機碳為10-2;其他元素是10-6。

表3-3不同粒徑泥炭中金元素的物相分析結果

元素含量單位(wB):Au為10-9;有機碳是10-2。

表3-4泥炭(a)和腐殖土(b)中金的物相分析結果

註:金元素含量(wB)為10-9。

表3-5天和興地區泥炭和河流沈積物統計參數對比

註:1—泥炭(樣本數= 31);2 ——與泥炭同點的水系沈積物(樣本數= 31);3—整個區域的河流沈積物(樣本數=229)。物質含量單位(wB):K2O和Na2O為10-2,Ag為10-9,其他元素為10-6。