生物地球化學(xué)找礦

植物的化學(xué)成分中，新鮮的植物，一般含80％的水，20％的干燥物質(zhì)。在干燥物質(zhì)中，氧占12％，碳占4％，氫占6.5％，這三者通過燃燒和灰化除去，可以留下大約6.5％的灰份。植物體內(nèi)的化學(xué)元素，根據(jù)其對植物的生長作用，可以分為三類：（1）常量營養(yǎng)元素H、O、C、N、P、K、Ca、Mg等（2）微量營養(yǎng)元素

Fe、Cu、Mn、Zn、Mo、B等，這些營養(yǎng)元素是植物生命循環(huán)必須的，對每種植物都有一定的需要數(shù)量范圍，過大或過小到會(huì)影響植物的生長。（3）毒性元素

Ag、Be、Hg、Cr、Co、Ni、Pb這些元素若被吸收過量，可以使植物致死，或使植物發(fā)生畸變。

影響植物體內(nèi)化學(xué)組分的主要作用：（1）土壤組分因此土壤中某些元素含量的增高，一般也影響植物中該元素的含量，其灰份中有關(guān)元素的含量可高于其它地段的數(shù)倍，如表。元素普通植物中礦床上面的植物(ppm)濃集系數(shù)V5100100Cr5100200Mn10010001000Co45010-100Ni1010010植物灰份中金屬元素的含量

植物灰份中元素的含量與土壤中該元素的含量存在一定的關(guān)系。如，我國某鈾礦區(qū)，灌木灰份中的鈾含量與土壤中的含鈾量成正比關(guān)系。植物從土壤中吸收金屬元素的能力還和元素在土壤中的賦存狀態(tài)有關(guān)，如存在土壤中的水溶鹽最易被植物吸收；含鈾易交換離子的弱溶的化合物，可以被植物吸收；而含有難交換離子的非溶性化合物，難以被植物吸收。

植物灰分與土壤含量間的關(guān)系，具體到植物的某一種屬與某一元素，則關(guān)系將復(fù)雜得多。圖11-8為Cu、Pb、Zn在刺三齒稃（Triodiapungens）中的含量與土壤含量的實(shí)測關(guān)系。從圖上看出，Zn四種在第Ⅰ區(qū)內(nèi)，說明該植物對Zn沒有拒絕，即Zn對它來說不是毒性的。Pb與Zn相反，沒有Ⅰ區(qū)，只有Ⅱ、Ⅲ區(qū)，說明Pb對它來說是毒性很大的。Cu介于Pb、Zn之間。（2）氣候條件氣候條件對植物吸收金屬元素有較大的影響，尤其是大氣降水。夏季降水會(huì)導(dǎo)致土壤含水量的增加，從而使土壤溶液中鹽的濃度下降。其次由于雨水的沖刷作用，還可以使植物中的Co、Fe、Ni、Cu、Se等元素的含量降低。在干燥地區(qū)某些元素的含量在雨后是增加的，如在某地區(qū)的篙草中，鉛的的含量增加了4.5倍。隨季節(jié)不同，植物中某些元素的含量也有變化，如在蘇格蘭的法國梧桐中錳、硼的含量在生長季節(jié)表現(xiàn)為增高的趨勢，在一個(gè)季節(jié)增加7倍，而在同一季節(jié)銅、鋅的含量確明顯降低。（3）植物的種屬在相同的條件下，植物的種屬不同，他們所吸收的同種元素的能力也不一樣，根據(jù)卡濃的資料分析未礦化地區(qū)鉬在草的灰份中含量為34ppm，而在針頁林灰份中的含量僅為5ppm。不同種屬的植物對微量元素的吸收有選擇性的，如在黑龍江林區(qū)木本植物中，曲柳對鉛、銀有較強(qiáng)的吸收能力，大業(yè)楊樹對銅，樺樹對鋅、鋇有較強(qiáng)的吸收能力。（4）植物的器官同一植物的不同器官中，金屬元素的含量不相同，如在斑巖銅礦區(qū)羊胡草和香薰根中的Cu、Mo、Pb、Zn的含量都高于其頸葉中的含量。（4）植物的年齡在同種植物的相同器官中，由于植物的年齡不同，積累元素的能力也有差異，表可以看出，不同年齡的植物體中微量元素的含量相差可達(dá)1.5-2倍，以致8-10倍。某稀有金屬礦床不同年齡的樹葉中指示元素含量植物種類年齡BeLizr白樺4-5124010白樺40-5067040白楊4-5820070白楊50-6061210（6）植物根系的深度植物根系的深度對金屬元素的來源有很大影響，深根系植物灰份中金屬元素含量可能反映厚覆蓋層深處的礦化，特別是這種植物根系與含水層相互接觸時(shí)，能借助地下水循環(huán)，吸取位于地下9-15米，甚至45米深處礦體的金屬組分。在干旱地區(qū)的淺根植物與含水層接觸，從地下水中獲得的水分很少，主要依靠降水，因而只能吸收土壤淺層的金屬組分。二.地植物異常特征在某種巖石上覆的土壤中，由于富含某些微量元素，而使某種或幾種植物大量生長，或引起植物生態(tài)變異的現(xiàn)象稱地植物異常。

指示植物：對一種或弱干種微量元素有特別嗜好，他們只能在能充分提供這些化學(xué)元素的地域內(nèi)正常生長。目前世界上已發(fā)現(xiàn)有僅百種植物對17種化學(xué)元素有明顯的指示作用。指示性植物可分為“通用性指示植物”和“地方性植物”。

通用性指示植物：在分布上只與一定的含礦巖石及其土壤有關(guān)，在其它條件下則不能生長。例如生長在富鋅巖層上的鋅堇草，生長在含錫土壤種的黃氏以及對銅有明顯作用的合氏羅勒和銅苔等。

地方性植物：分布廣泛，但是只有在某種地區(qū)才能作為指示植物。例如，合氏羅勒，指示元素銅，地區(qū)非洲南部等。

指示植物群落：在一定地段的自然環(huán)境條件下，由一定的植物群落種類結(jié)合在一起，成為一個(gè)有規(guī)律的組合，稱為“植物群落”。植物群叢：幾種植物共同生長在一起的現(xiàn)象。指示植物的形成是植物對于環(huán)境的適應(yīng)與自然選擇的結(jié)果。例如，在礦床上的土壤中，某些元素含量高了，不適應(yīng)的品種逐漸消失，而具有耐性甚至僻好的品種卻生長茂盛。

利用指示植物進(jìn)行找礦，主要是以一定的植物群落的出現(xiàn)為依據(jù)，若干群落組成一個(gè)群叢。植物的群叢在現(xiàn)場用肉眼觀察即可圈定，在初步找礦時(shí)是很有用的一種標(biāo)志，如，長江中下游地區(qū)，不同礦種具有不同的植物群叢。與Cu礦有關(guān)的植物群眾包括海州香薷（銅草）（圖11-9）、繩子草、石竹、女婁菜、酸模。圖11-9銅草線條圖

由于元素富集帶的存在可以引起植物的生理變化，可以通過航空照片上顏色或色調(diào)的變化，以及飛機(jī)或衛(wèi)星上用3800多頻帶相機(jī)攝制的圖象（380～900nm）來辯認(rèn)。美國、前蘇聯(lián)等國運(yùn)用這些技術(shù)對地表幾乎所有植物進(jìn)行了測量，成功地確定了鈾、金和賤金屬礦床。

地動(dòng)物找礦，目前只是在某些國家和地區(qū)進(jìn)行了一些有益的試驗(yàn)與探索。如：蜜蜂：蜜蜂采集花粉的范圍多在半徑2km范圍內(nèi)，通過提取峰巢進(jìn)行化驗(yàn)，有過成功找到礦體的例子。狗：芬蘭、瑞典和加拿大訓(xùn)練狗來找含大量硫化物的礦床。由于硫化物、砷化物、銻化物等礦物氧化后產(chǎn)生大量硫酸鹽、砷酸鹽，在這些地方往往可見某些細(xì)菌的大量繁殖，而狗的鼻子能夠辨認(rèn)這些物質(zhì)的氣味。據(jù)此，可用來尋找賤金屬、貴金屬、鈾和其它礦床。此外，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）曾經(jīng)進(jìn)行過有關(guān)人體特異功能找礦、找油等方面的試驗(yàn)。地動(dòng)物找礦三.生物地球化學(xué)測量的適用條件生物地球化學(xué)測量適用于植被發(fā)育的地區(qū)，用于尋找盲礦和被疏松層覆蓋的礦體。據(jù)資料，對Fe、Mn、Cr、Co、Ni、W、Sn、Mo、C