关于找三百两白银，科学家比隔壁王二聪明得多
作者：左亚彬（中国科学院地质与地球物理研究所）
“双十一”“双十二”过后，不知你是否留意到总有人在路边低着头寻寻觅觅。或许是在寻找合适的土吃，抑或许是在找价值连城的石头卖。
路边的石头林林总总，有价格相对低廉的建筑石材，有价格相对昂贵的矿石宝石。
在民间故事里，隔壁王二凭借张三的纸条就找到了埋藏地下的三百两白银。现在，我们要怎样才能找到价值连城的宝石，来结束吃土的岁月？
这里就不得不提到地矿工作者找矿的利器——找矿标志。
找矿标志又称矿化信息，是指能够直接或间接地指示矿床存在或可能存在的一切现象和线索。地矿工作者可以通过找矿标志迅速有效地缩小找矿工作靶区，发现矿床、矿体的具体产出位置，并且为后续工作提供可靠依据。
按成因，找矿标志可以分为地质标志、地球化学标志、地球物理标志、生物标志和人工标志。本文就将为各位小伙伴一一讲解这五个可以让你还清账单的好法宝。话不多说，赶紧上车！
地质标志
地质标志是指能够指示矿产存在的各种地质作用产物，主要包括矿产露头、近矿围岩蚀变、矿物学标志等。
矿产露头就是矿床在地表的直接出露。矿产露头所指示的矿床往往最容易被发现，也就最早被开采。目前基本上只有在地质工作程度较低的地区才会找到矿产露头指示的矿床，如果小伙伴想凭借此找矿，就要抓紧时间出发。
据露头经受风化作用改造的程度，可分为原生露头和氧化露头两类。
一般而言，物理化学性质稳定、矿石和脉石质地坚硬的矿体在地表的露头均为原生露头，比如鞍山式铁矿、铝土矿、含金石英脉等。此类矿体的矿石矿物和脉石矿物大多数为氧化物，化学性质稳定。此外，这类露头在地形上一般为凸起的正地形，易于被直接发现。
图1 原生露头
一部分矿体会遭受不同程度的氧化作用，在地表形成氧化露头。氧化露头中的矿物成分、矿石结构构造和矿体会有不同程度的差别，故可以通过研究氧化露头来判断原生矿的特征。
比如石油在地表随着氧化程度的增大，常常发生石油→软沥青→地沥青→石沥青→沥青→碳沥青的变化，因此通过“油矿物”可以判断石油的存在。
金属硫化物矿体的氧化露头被称为“铁帽”。金属硫化物矿床经受较为彻底的氧化作用和风化作用，在地表形成以铁锰的氧化物、氢氧化物为主及硅质、粘土质混杂的帽状堆积物。铁帽是寻找金属硫化物矿床的重要标志；同时如果铁帽规模巨大，还可作铁矿开采。
图2 铁帽
图3 湖北省阳新岩体北接触带及外缘地质构造、铁帽分布图（徐荣华，2010）
近朱者赤，近墨者黑。
近矿围岩蚀变就是在内生成矿作用过程中，矿体周围的岩石受到成矿作用的影响发生一定程度的改变。常见的类型有：矽卡岩化、钾长石化、钠长石化、云英岩化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化、青磐岩化、泥化、硅化、碳酸盐化、黑云母化等。
近矿围岩蚀变的空间分布要比矿体空间分布大，故比较容易被发现，因此就可以作为找矿工作的有效手段。不同的蚀变种类常对应一定的矿产种类，根据蚀变岩石特征可对可能存在的盲矿的矿化类型做出推断。有些蚀变围岩本身就具有开采价值，如某些金铜矿体周围的蚀变所形成的明矾石就具有开采价值。
图4 斑岩铜矿床的蚀变、矿化类型及强度、矿石组构分带模式（姚凤良、孙丰月，2006）
矿物学标志是指能够为预测找矿工作提供信息的矿物特征，既包括特殊种类矿物，又包括矿物标型。
特殊种类矿物：某些矿石矿物，或与矿石矿物具共生关系的矿物，可以对寻找有关矿产起到一定指示作用。如水系沉积物中的砂金常指示物源地有原生金矿的存在；镁铝榴石、铬透辉石、含镁钛矿因常与金刚石共生而对找寻金刚石矿产具指示意义。
a 镁铝榴石
b 铬透辉石
c 钛矿
d 金刚石
图5 部分具有指示作用的矿物（图片来自网络）
矿物标型：同种矿物因生成条件的不同而在物理化学特征方面所表现出的差异性，并通过差异性研究得到找矿信息。如吉林省某砂金矿床从上游、中游到下游，砂金形态依次为粒、板状为主，板状为主，板、片状为主。
二
地球化学标志
地球化学标志，即地球化学分散晕。
某些元素围绕矿体周围形成的局部的高含量带，就成为地球化学分散晕。研究其中某些元素的分布特征，就可以提取一定的找矿信息。不同级别的地球化学异常反映了成矿元素逐步富集的趋势。比如，在找矿工作中研究从正常场→低异常区→高异常区→浓集中心→工业矿床的变化，进而就可以进行矿产的勘查与评价工作。
图6 太平川矿区水系沉积物地球化学数据异常图（侯朝勇等，2011. 比例尺1∶ 50000）。太平川地区分布有水系沉积物Cu、Mo、Ag、As异常区，异常形态规整、规模大、浓集中心明显；经工程揭露和控制，在异常区发现并圈定了铜钼矿体，并且异常带展布方向与矿化带走向完全一致。
三
地球物理标志
前段时间电视剧《黄大年》在CCTV1热播，黄大年教授就是一名航空地球物理学家。而地球物理的应用之一就是用来找矿。
地球物理学家把地表之下的各类地球物理异常，如磁异常、电性异常、重力异常、放射性异常等在空间上圈定，随后把地球物理信息转化为地质信息，进而圈定矿体。地球物理异常的实质是反映地质体的物性差异，因此作为一种间接找矿标志的地球物理标志其本身往往具有多解性。
四
生物标志
一只南美洲亚马逊河流域热带雨林中的蝴蝶，偶尔扇动几下翅膀，可以在两周以后引起美国得克萨斯州的一场龙卷风。这就是蝴蝶效应，该效应在找矿工作中也有一定的应用。
分布于地表以下的金属矿体经过表生作用改造及地下水的溶解作用后常使表层的土壤中也富含该类金属元素。金属元素含量的改变可以引起生物的变化，但动物具有迁移性，同时微量重金属的变化常常导致动物中毒乃至死亡，因此这些变化一般会在植物的生长状况上或者植物分布反映出来。
“山上有葱，其下有银；山上有薤、其下有金；山上有姜，下有铜锡”。
我国古代就有类似根据植物找矿的记载。一些植物具有“喜欢”在富含某种金属元素的土壤中生长的特殊习性，因而对找矿可以起到较好的指示作用。
图7 海州香薷（马志飞等， 2011）。谢学锦（1951）利用海州香薷在长江中下游一带找铜矿。
图8 大叶醉鱼草（马志飞等， 2011）。周德忠、陈代演等(1963)用大叶醉鱼草在贵州和广西找汞矿。
“草茎赤秀，下有铅”、“草茎黄锈，下有铜器”。
一些植物常常因含某种元素而产生生态变异现象，因此也具有一定的指示找矿意义。如含锰高可使石松属和紫苑属植物的颜色加深，使扁桃花冠颜色由白色变粉红色。
“山中有玉者，木旁枝下垂”。
某些植物群落的特征，也可以具有指示找矿的意义。如硫化物矿区内因地下水酸度过大而使植物枯萎，盐类和石膏矿床上植物一般也比较矮小，但磷矿区内植物往往生长的特别茂盛。
五
人工标志
人类活动在自然界留下的某些痕迹，也可以对当下找矿工作起到明显的指示意义。人工标志主要有旧采炼遗迹、特殊地名等。
我国古代采冶事业发达，智慧勤劳的劳动人民在全国各地开采各种各样的矿产。但是限于对地质现象的认知水平以及采矿技术和经济条件，先民只是对便于鉴定以及便于开采的部分矿产进行开采冶炼利用。这些采冶活动留下的老矿坑、旧矿硐、炼碴、废石堆等，均是指示矿产分布的可靠标志。
地名，是人们赋予某一特定空间位置上自然或人文地理实体的专有名称。一些特殊地名是古代人根据当地矿产而命名的，这对找矿工作有一定的参考意义。部分特殊地名就可以直接指示矿产的存在。不可否认的是，古代人对地质矿产认识存在一定的局限性，因此部分地名和相关矿产也存在一定的偏差。
各位如果在这里Get到了找矿石的好方法，赶紧约上自己的小伙伴儿，向着富饶的祖国大地出发吧。只要动作足够快， 来年“双十一”“双十二”可以继续买买买！
参考文献：
[1]侯朝勇,陈卫,林龙军,陈伟民,刘涛,周浩.大兴安岭地区斑岩型钼铜矿地质-地球化学-地球物理异常特征分析[J].矿产勘查,2011, (6): 764-771.
[2]马志飞.地下矿藏的“侦察兵”——指示植物[J].生命世界,2011,(5):48-52.
[3]徐荣华,张国胜,范中林,金华,贺景鸽.湖北阳新岩体北接触带外缘铁帽特征及找矿方向探讨[J].资源环境与工程,2010,24(3):254-258.
[4]姚凤良,孙丰月.矿产学教程[M].北京:地质出版社,2006.
[5]叶水英.植物探矿原理及其应用[J].农业与技术,2014,(9):1-19.
[6]叶松青,李守义.矿产勘查学[M].北京:地质出版社,2011.
（文章首发于科学大院，转载请联系cas@cnic.cn）
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