本文的研究内容主要依托于中国地质调查局国土资源部项目《覆盖区成矿预测推广示范》子项目:《天山戈壁荒漠覆盖区典型覆盖区勘查模型研究与控矿要素探查》项目。近些年来,我国矿产资源的开发程度稳步提高,在已知基岩露头区和近地表浅覆盖区找寻到新的矿产资源的概率日益变小,运用传统找矿方法只能应用于近地表区域,随着找矿需求的日益增长,人们对于深部覆盖区的找矿方法愈来愈关注和重视。在我国西北部的戈壁荒漠覆盖区运用传统的化探方法进行找矿工作遇到了瓶颈区,受到风成沙和荒漠土等外来物质影响,底部原岩的有效成矿信息被掩盖和干扰,而传统化探方法无法排除这些干扰。因此,寻找开发出新的适用于戈壁荒漠覆盖区的新方法和技术并用它获取直接来源于底部基岩的含矿信息具备重大的战略意义。本论文将新疆雅山戈壁荒漠覆盖区中的亚景观区-堆积戈壁区作为研究对象,运用金属活动态测量法进行方法性试验,首先对研究区的自然景观特征和覆盖层的土壤特征进行详细分析讨论,确定覆盖层土壤垂直分层结构、最佳采样层位和最佳采样粒度。然后根据研究区已有的矿床类型,选取雅山中部Fe异常远景区和雅山北部Mo异常远景区作为重点研究区,选择相关具有成矿远景的元素组合进行金属活动态测量研究,分析讨论元素在重点研究区覆盖层中金属活动态的异常分布特征。最后为了解重点工作区元素金属活动态的垂向迁移规律,建立下部基岩和覆盖层中元素活动态的对应关系,我们在重点研究区根据元素金属活动态异常分布情况选择测试土壤垂直剖面中元素的活动态含量和全量含量并进行分析对比。综合分析得出以下结论:1、通过分析研究区已有的两种主要矿床类型-东戈壁钼矿和雅満苏铁矿,结合前人在雅山地区开展化探测量工作所取得的成果,根据元素异常分布的情况,选择与斑岩型钼矿有关的雅山北部Mo异常远景区和与海相火山岩型铁矿有关的雅山中部Fe异常远景区开展活动态测量的试验工作。通过野外实地勘察可以发现,研究区的地球化学景观属于典型的以第四系冲洪积物为主的堆积戈壁区。研究区的土壤以钙质荒漠土为主,覆盖层下部钙积层非常发育。通过钻孔揭示,雅山北部Mo异常远景区覆盖层厚度最深达到46m,最浅为33m,平均厚度接近40m。雅山中部Fe异常远景区平均覆盖厚度也达到34m,最浅处也有28m,最深处可以达到40m。横向上,整个研究区覆盖层厚度整体呈东浅西深,南浅北深的特点。研究区土壤垂直分层明显,自上而下共分为8层,精确划分出最佳采样层位-弱胶结层(化探采样中的B层)。2、雅山重点区中部元素的相关性分析结果显示,与石炭纪火山岩型铁矿有关的成矿远景元素组合为Fe-Pb-Bi-As-Ag-Zn-Cu,面积型金属活动态测量结果显示,靶区中部异常整体为东西向展布。异常区中元素组合多,铁、铅、铋、砷、银、锌、铜七种元素均在该区域发育有较好的地球化学异常,异常规模大,强度高,浓度分带明显,而且元素套合性非常好,具有较好的地球化学特征,是重点研究的区域,具有找矿前景。从高程等值线图可以判断,异常不受地形地势因素的影响。根据土壤剖面三和剖面四各元素主要存在相态的含量变化显示:Fe、Pb、As、Bi、Cu、Zn六种元素元素整体异常强度高,套合性良好,能与原组合异常区域相对应,能很好的反映该区域的地球化学特征,具备研究的价值。Ag和Mn两个元素除个别单点异常外整体变化不大,在原异常区和背景区中的含量没有明显差别。3、雅山北部面积型元素金属活动态测量显示,Mo、W、Cu、Bi、Pb、Be元素异常主要分布在研究区西部、中部和东北部,元素呈环状分布现象明显。中部异常区与HS2-02钼组合异常区位置一致,异常近北东-南西向展布,异常区中元素组合多,钼、钨、铜、铅、铍、铋六种元素均在该区域发育有较好的地球化学异常,异常强度高,浓度分带也比较明显,而且元素套合性非常好,具有较好的地球化学特征,是重点关注的区域。雅山北部土壤剖面一和剖面二中,除Mo等个别元素外,其他元素异常强度整体较弱,与原组合异常区域对应较差,对于寻找铜-钼斑岩型矿床的指示意义不够。在比例尺加大到1:1万后,剖面六钼、铍、铜、锌四种元素的异常强度高,能与原异常区域相对应,能很好的反映该区域的地球化学特征,元素套合性良好,是寻找铜-钼斑岩型矿床的良好活动态指示元素,具备研究的意义。4、雅山北部土壤剖面一和剖面二热释汞异常强度整体较弱,异常不连续,除个别单点外,大部分含量低于2ng/g,没有研究的意义。主要因为研究区土壤主要为砂土,相比于粘土等其他土壤,砂土对于Hg的吸附能力较差。5、雅山中部土壤垂直剖面中,各元素铁锰氧化物态含量在垂向上整体表现为顶底高中间低的“C”型结构特点,底部基岩风化层受到基岩的影响含量较高,顶部弱胶结层由于铁锰氧化物和粘土矿物含量高,对从底部迁移到上面的金属活动态元素吸附能力强,也形成高值,比如ZK07和ZK11。但在ZK10中由于顶部土壤弱胶结层中铁锰氧化物含量低,导致元素铁锰氧化物态含量明显低于其他部位,除了Zn、Ag元素由于受到外来活动态物质的横向迁移叠加作用影响,顶部出现高值外,Fe、Mn、Cu、Pb、As、Bi元素铁锰氧化物态在顶部的含量明显低于其他部位。在各剖面全量含量变化图中,Fe的氧化物、Mn、Cu、Zn受基岩影响,底部含量明显高于其他部位,从底部到顶部呈现递减趋势。受到外来物质的横向迁移叠加作用影响,Ag、Bi元素全量含量垂向上呈现从底部到顶部逐渐上升的趋势,Pb、As元素垂向上整体变化平缓。6、雅山北部土壤垂直剖面中部分元素活动态含量分布特征和雅山中部一致,垂向上整体表现为顶底高中间低的“C”型结构,比如ZK05。雅山 4个垂直剖面中Mo的水提取态明显受到外来活动态物质横向迁移叠加作用的影响,垂向上呈从底部到顶部逐渐上升的趋势。部分元素金属活动态受到底部基岩的影响,底部含量明显高于其他土壤层,垂向上表现出从底部到顶部减少的趋势,比如W元素的水提取态。在各元素全量含量垂向变化图中,受到底部基岩的影响,元素全量含量在底部风化层中明显高于其他部位,只有Mo元素的全量含量和水提取态含量变化趋势一致,由于外来物质的横向迁移叠加作用影响,垂向上呈现出从底部到顶部逐渐上升的趋势。7、相比于传统的化探方法,金属活动态测量法在堆积戈壁区具有无可比拟的优势,以雅山堆积戈壁区为例,覆盖层物质全部为第四系冲洪积物,传统的化探方法测量出的异常与底部基岩无任何联系,而金属活动态测量法不同,只要存在活动态的迁移富集,它能有效地反映出来自地下深部微弱的地球化学信息,对深部岩体有良好指示作用。