植物地球化學勘查和地植物學勘查概述

  植物地球化學勘查和地植物學勘查，是生物學勘查方法的主要組成部分。生物地球化學是以地球化學觀點研究生命物質的科學（KOBa neBCKHHA JI，1991），它作為生物學勘查法的重要理論基礎之一，發源于20世紀初葉，應礦產勘查等社會實踐之需求，逐漸形成了一種地球化學調查手段。從30年代起，北歐和蘇聯開始用植物地球化學法尋找礦產，逐步發展出了一套生物地球化學勘查方法。廣義的生物地球化學勘查，通過系統采集植物、動物某個部分或器官的樣品分析其指示元素含量，以及研究微生物群落的特征分布和數量，探尋它們與金屬礦分布的關系，包括植物或動物地球化學方法和微生物地球化學方法。狹義的生物地球化學勘查，則專指針對某些指示植物和（或）特定植物，系統地采集其某個（或某些）部分或器官的樣品，分析其中的指示元素含量或其他地球化學特征，以發現異常，達到礦產勘查等目的，通常就稱之為植物地球化學測量方法。另外，用肉眼或航空遙感方法圈出有關指示植物或植物的變異、變態征兆，查明其與礦體或地質體關系的方法，則稱為地植物學方法（謝學錦，1993）。在礦產勘查中，國內外生物地球化學勘查所采用的樣品介質，基本上都是植物，所以．本文主要論述植物地球化學勘查法和地植物學勘查法。應該提到的是，從20世紀70年代起，生物地球化學方法被越來越多地應用于環境調查，但因本文主題所在，主要還是談礦產勘查方面的應用。
 
  植物依賴環境而生存，環境影響著植物的生長與分布。環境中的諸多因子（如金屬元素、鹽類、酸堿度等）對植物的影響，主要表現在引起植物體內化學成分含量的變化，引發植物個體生長、發育、生理功能和形態的變異，影響植物及其群落的種類組成、結構和分布規律的差異等。長期以來，人們觀察、研究這些變化、變異和差異與礦藏分布的關系，將之應用在礦產勘查上。指示植物常常是元素的聚積者，在研究其指示作用的同時，分析其成礦元素和伴生元素含量，即為植物地球化學測量；研究植物的變態、變異征兆等與礦床的關系，即為地植物學方法。因此，它們是相互密切關聯的兩個方面。
 
  我國古籍中早就有關于植物與礦產關系的記載。例如，“山上有蔥下有銀，山上有韭下有金，山上有姜下有銅、錫，山有寶玉木旁枝皆下垂”(段成式，800)；“草莖黃秀，下有銅氣；草青莖赤，其下多鉛”（李時珍，1603）；“透山根，似蔓青而紫，含金氣；石楊柳含銀氣；馬齒莧含汞氣；艾、蒿、栗、麥含鉛、錫之氣；酸芽、三葉酸含銅氣”等（王炳章等，1964;燕羽，1955）。古籍中的這些記載是世界上有關植物地球化學認識的最早記錄，說明我國的古人已經認識到，植物中所含的某些元素、植物的某些顏色變化，與環境中的金屬元素（或礦藏）有一定的關系。國內外的近代試驗研究和應用，從某些方面印證了我國古籍記述有一定的真實性，這是中國科學史上的光榮(燕羽，1955；李約瑟，1976)。
 
  在國外，這個領域的研究始于20世紀30年代的蘇聯和瑞典等國家，并取得了專利。
 
  對植物地球化學和地植物學勘查的現代試驗研究，最早是從指示植物的研究萌芽的(1931年)。50年代以來，在尋找厚層運積物覆蓋下的隱伏礦方面，植物地球化學勘查方法的試驗研究進展較快，主要集中在蘇聯、加拿大、美國、澳大利亞和斯堪的那維亞半島。蘇聯的工作量大大地超過其他國家，出版了幾本專著，發表了大量論文，涉及鈾礦、銅礦、金礦等許多金屬礦；提出了植物對元素吸收、積累的生物障理論，將植物體（或器官）分為無障(nobarrier)、半無障、有障和背景障四類，對改善找礦效果起到重要作用，據報道，1972～1982年間發現了4個礦藏(Kovalevskii A L，1984)；生物地球化學方法已作為找礦方法的一個部分，列入《蘇聯固體礦產化探規范》。在西方國家，生物地球化學方法的應用研究一直沒有停頓。例如，加拿大用一種云杉的二年生枝，圈出了銅礦的異常；美國在愛達荷州南部用洋松進行植物地球化學測量，發現了很強的金異常；在干旱環境中用牧豆樹屬植物(Prosopisjuliflora)進行銅礦的植物地球化學勘查，在亞利桑那發現了銅礦異常。值得特別提出的是，近幾十年來，由于采用了靈敏度很高的中子活化法測定樣品中的金，使金的植物地球化學勘查方法發展極為迅速。在蘇聯、美國、加拿大、西班牙等國家，用某些植物的金異常勘查金礦，取得了很好的找礦效果。此外，據不完全統計，已報道的礦床指示植物有200余種，不過真正可用者尚需考證，確知可在找礦中應用的只是少數。如Cannon篩選出了32種（霍克斯HE等，1974）；Malyuga D P(1964)列出了25種；Brooks R R(1983)列出了80種，等等。
 
  在我國，于20世紀50年代開始研究礦藏指示植物，并對植物元素含量進行分析。謝學錦、徐邦梁(1953)做了開拓性的工作，率先發表了《銅礦指示植物海州香薷》的文章，闡明了海州香薷（唇形科香薷屬、一年生植物）(ElshoLtziahaichowensis Sun)的分布及其銅含量與銅礦的關系。此后，包括植物地球化學和地植物學勘查在內的化探試驗研究逐步開展，相繼開展了銅礦、鉛鋅礦、金礦、鈾礦和鉬礦等的植物地球化學勘查和礦藏指示植物的試驗研究。據不完全統計，共發表有關論文、研究報告50余篇，尚有許多未發表的試驗研究成果和報告；發表綜述性文章20余篇，翻譯出版了一些國外有關的論文、專著等。