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植物找矿方法

植物探矿就是利用指示植物帮助人们找矿,我国古代书籍就有过祥细的记载,《荀子·劝学篇》就说过:"玉在山而草木润",首次提出了山上赋存的矿物和周围植物生态有关的思想。晋张华《博物志》也说:"山,……有谷者生玉"。南北朝梁代有名的植物找矿著作——《地镜图》中就曾记载有“山上有葱,下有银;山上有薤(音同谢,又名藠(音同叫头),下有金;山上有姜,下有铜锡;山有宝玉,木旁枝皆下垂。”的论述。指出可以根据植物和矿物的共生关系来寻找矿床,比世界各国的植物探矿理论早了几百年。
植物的根系,除了从土壤中吸取氮、磷、钾等营养成份之外,有些植物还能吸收少量的其它各种元素、富集于植物体内;有的植物根系或种子受到放射性元素照射,使生态发生变异或使植株异常高大粗壮,或提早发芽,或果实硕大,人们据此推测找矿。赞比亚和澳大利亚根据含铜量极高的铜草而发现了大型铜矿,英国在石南草帮助下,找到了钨矿和锡矿,德国和瑞典通过三色堇,找到了锌矿,50年代中期,美国科学家在科罗拉罗高原,根据桉树长势繁茂特点,找到具有放射性的铀矿,我国科技工作者运用植物探矿,也取得了成绩,如在湖北大冶铜绿山等地的海州香薷,测试其体内含铜极高,据此找到了不少铜矿,科学家还发现:石松生长好的地方有铝土矿,锦葵繁茂的地方有镍矿,紫苜蓿密集地方有钽矿,艾蒿成群生长地方常有锰矿,野苦麻生长茂密的地方常蕴藏有铁矿,难怪人们称这些指示植物为“绿色探矿员”。
在美洲一个神秘的山谷,那里土壤肥活,风和日丽,但到那里居住的人,都很难逃脱死亡的命运,因此当地的印第安人称它为"有去无回谷"。后来,欧洲移民来到那里,耕耘播种, 种出了庄稼,获得了丰收。可是好景不长,一种莫名其妙的怪病使他们惊恐不安。患了这种病的人,眼睛慢慢失明,毛发逐渐脱落,最后体衰力竭而死亡。这个山谷又荒芜了。
这是怎么回事呢?直到第二次世界大战结束后,地质人员到那里探矿,才揭开了其中之谜。原来,那里地层和土壤中含有大量的硒,同时又缺少硫,植物为了能正常生长,就拚命地从土壤中吸收性质与硫相近的硒,以补充硫的不足。硒有毒,植物(庄稼)中富集了大量的硒,人们吃了之后就会患这种怪病而死亡。
    地质学家弄清了"有去无回谷"的真象后,受到了很大的启发,并发现植物可以帮助人们找矿。在我国和朝鲜的边界地区,生长着一种铁桦树。它木质坚硬,甚至连铁钉都很难钉进去,这是由于它吸进了大量硅元素的缘故。因此,在铁桦树生长茂盛的地方,就有可能找到硅矿。在我国的长江沿岩生长着一种叫海州香薷的多年生草本植物,茎方形,多分枝,花呈蓝色或蔚蓝色。科学家研究证明,它的花的颜色是铜给"染"上去的。海州香薷很喜欢吸收铜元素,当吸收到体内的铜离子形成铜的化合物(蓝色)时,便将花"染"成蓝色。所以凡是这种草丛生的地方,就有可能找到铜矿。1952年我国地质工作者,从海州时薷大量生长的地方发现了大铜矿,因此香薷又有了"铜草"的美名。赞比亚有一种奇花叫铜花,枝干挺拔,叶片对生,开蓝色的花朵。凡是铜花生长非常多的地方,就可能有优质的铜矿存在。有一家铜矿公司的地质学家,在铜花的指引下,曾找到了一个富铜矿。在乌拉尔山区,地质学家以一种开蓝花的野玫瑰为"向导",发现了一个很大的铜矿。有人还根据一人种叫灰毛紫穗槐的豆科植物,找到了铅矿;根据堇菜找到了锌矿。
  此外,地质工作者还发现,在大量生长七瓣莲的地方,可能找到锡矿;在密集生长长针茅或锦葵的地方,可能找到镍矿;在茂盛生长喇叭花的地方,可能找到铀矿;在开满铃形花的地方,可能找到磷灰矿;在忍冬丛生的地方,可能找到银矿;在问荆、风眼兰生长旺盛的地方,地下往往藏有金矿;在羽扇豆生长的地方可能找到锰矿;在红三叶草生长的地方,可能找到稀有金属钽矿。
  有趣的是,一些生长畸形的植物,也往往是人们找矿的好"向导"。有一种猪毛草的植物,当它生长在富含硼矿的土壤中时,枝叶变得扭曲而膨大;青蒿生长在一般土壤中时,植株高大,而生长在富含硼的土壤中时,就会变成"小矮老头"。根据它们的这种畸形姿态,便可能找到硼矿。有的树木会患一种"巨枝症",枝条长得比树干还长,而叶片却变得很小,这种畸形的树可指示人们找到石油。
  根据植物花的颜色变化人们也可以找到相应的矿藏。比如,铜可以使植物的花朵呈现蓝色;锰可以使植物的花朵呈现红色;铀可使紫云英的花朵变为浅红色;锌可以使三色堇的花朵蓝黄白三色变得更加鲜艳;而锰又可使植物的花朵失去色泽……
    正是因为植物具有富集一些矿质元素的本质。所以人们可以有目的地筛选和培育出适当的植物,来帮助人类采矿。
    能够指示各种地下矿产的植物叫指示植物。据初步统计,指示植物至少有70多种。它们能指示的矿物有硼、钴、铜、铁、锰、硒、铀、锌、银等。所有这些指示植物都是草本植物,其中有三分之一以上是属于豆科、石竹科和唇形科,还有车前科、木贼科和堇菜科等科。 
    利用植物找矿的例子很多。在美国蒙大拿州,有经验的矿工会根据一种长势茂盛的银草找到银矿;在美国西部的科罗拉多,一种开粉红色花朵的紫云英和一种名叫 “疯草”的豆科植物,作为寻找铀矿和硒矿的标志。我国南岭地区则利用堇菜科的箭叶堇来寻找铀矿;木贼科的问荆草指示找金矿;车前科的车前草可帮忙找锌矿。
      
植物为什么能够传递地下矿藏的信息呢?这是因为它们的根深深地扎在土壤中,并吸收土壤中的微量元素作为营养物质。而不同的植物对各种微量元素的偏爱和承 受力是不同的。比如,当土壤中铜含量较高时,许多植物会因吸收过量的铜而中毒死亡;而像海州香薷一类被称为“铜草”的植物,却因为偏爱铜而在那里蓬勃生 长。
  土壤中某种元素含量高,常与地下蕴藏着这类矿产有关。因为有的土壤本来就是矿石直接风化而成的,有的则是由于地下水的运动,使溶解在水中的金属成分渗透到土壤中。因此利用植物对某种金属的偏爱,便可以顺利地找到地下的矿藏。
    如笔者在20世纪末到粤西规划设计森林公园,踏勘到林场的一个山坡上,发现有连片的野生穿心莲,据此植物分布的现象,预示了地下有锰铜矿。在踏勘规划设 计王子山森林公园时,在花都梯面丹竹坑发现满山丹竹,村路屋旁有连片车前草生长,从植物分布的怪现象,发现此地是个多生女孩的女儿村,为开发一个有旅游价 值的旅游点提供了规划开发的依据并写下有趣的诗:“丹竹丹竹,生女纳福熳胺埙欤芯盼荩登氨榈兀坎馗蛔恪?/font>
   在我国新疆与邻国蒙古、俄罗斯、哈萨克的边界周围,延伸着阿尔泰山脉。这里可以见到一种多年生草本植物,它长着狭长的蓝灰色叶子,浅红色的花朵密集绵软如朵朵云霞,它的名字叫帕特兰丝石竹,又称“霞草”。有时候,它们连成很大的一片,形成一个宽阔的长达几十公里的草丛带。人们发现,这种草丛带下面往往蕴藏着铜矿。根据这个经验,地质工作者在开始找矿之前,往往先绘制出丝石竹分布图,然后按图确定铜矿的可能位置。 
丝石竹的根很粗壮,互相纠缠盘绕着扎向大地深处,穿过土壤,沿着岩石裂纹直达地下水源,含铜的地下水就被吸收到蓝灰色叶子和粉红色花朵里面了。在 6~8 月,乘飞机来到这里,人们会看到,多石的山坡上百花不争,青草萎蔫,但大自然似乎有意用一条玫瑰色的花绸带装点这草枯石瘦的荒山。这条清晰的花绸带,在空中摄影胶片中,留下了铜矿蕴藏地的位置。
    野生国石竹(DianthuS chi'nen—si S L.)原产中国,又名洛阳花。野生中国石竹是胶东金矿直接指示植物。中国石竹繁殖力不强,因而在野外很少连片生长,在有石竹的地区,一般100平方米面积中也很少有一株,每株分蘖不强,一般仅3~ 5枝。但在胶东金矿床附近,中国石竹常连片生长。产中国石竹最多的是金矿的古废石堆。如望儿山金矿的古老民采点废石堆上,中国石竹的植株可达每平方米十几至几十椿,甚至百株以上。每株分蘖1 0枝以上,个别选4O枝。对望儿山金矿、玲珑金矿、三山岛金矿、付家金矿等20多个含硫化物较少的金矿进行调查,发现在矿化带常露头或其上半风化,风化的土壤上,中国石竹植株最茂,可达每平方米O.1~2O株。离开矿化带(指含金石英脉、含金矿化带、含金绢英岩化构造岩)5~1 0m,中国石竹植株的分布即下降到每1 00平方米l株,离开蚀变带后,基本上看不到石竹,偶尔发几株石竹,也大多数散布于基性脉岩附近的土层上。
    植物为什么能指示矿物的存在呢?原来,植物生长之处的地下岩层对它至关重要。地下水能溶解一部分金属,含金属的水向上渗入土壤,再被植物吸收到体内。因此,生长在铜矿上的植物能吸收含铜的水,镍矿上的草木吸收含镍的水。无论地下埋藏着什么物质,铍、钽、锂、铌、钍、钼等元素都会被水溶解一部分并带到地表上来,植物吸水后,每一段茎、每一片叶子便都累积着微量的元素。即使水深到 20~30 米,植物组织仍会积蓄一部分这样的金属,所以它们依然灵敏地反映出金属物的存在。大部分金属元素在各种植物里有微量积蓄,植物需要它们,没有反而会“饥饿”生病。但是过犹不及,如果金属含量过高,对植物就会产生毒害作用。所以,在金属矿区,大部分植物都不见了,剩下来的只是那些经得起某种金属在自己体内大量积蓄的草木。于是,这些地区就只生长着这一类植物,它们便成为这种金属矿的天然标志了。 
    铀是核工业必不可少的原料。为了制造核武器、建造核电站,许多国家都要绞尽脑汁购买或寻找这种放射性元素。在寻找铀矿的过程中,植物也能帮上忙。若是把树枝烧成灰烬进行分析,铀的含量超过正常标准,这就意味着在那种植物生长的地方有找到铀矿的希望。水越桔能比较准确地指示铀的存在。一旦喝了含铀的地下水,它的椭圆形果实就会变成各种各样奇怪的形状,有时还能从藏青色变为白色或淡绿色。生长在铀矿上的柳兰花会显示出从白色到浅紫色的全部色阶,在阿拉斯加的铀矿附近曾收集到 8 种不同颜色的柳兰花,而它本来应为粉红色。 
    沙漠里的金矿所在地几乎没有任何植物,然而蒿子和兔唇草却生活得很自在,它们的体内积累了大量的金元素。因此,把它们叫作“金草”该是名正言顺的。蕨类植物问荆也能吸收土壤中的黄金,鸡脚蘑、凤眼兰生长旺盛的地方,地下也往往藏有黄金。我国湘西会同县漠滨金矿的含金石英脉旁,发现了大量的野薤子,它们长得很茂盛,同样指示着地下的“金库”。 
    利用植物找矿,不单要寻找某些“孤独”的特有品种,还要特别注意那些改变了自己本来面貌的畸形草木。过多积累在体内的金属元素可以把一些植物变得“连亲娘也认不得”,如镍矿脉上的白头翁和锦葵的花变得都很“出格”。 
    矿藏埋藏在地下,人们一般不容易发现。然而有许多植物能够成为地质勘探队员的好向导,帮助他们找到所要找到的矿藏。
    科学家研究发现,在异极草、林堇菜聚集生长的地方,往往会找到闪锌矿。在有鸡脚蘑、凤眼兰生长的地方,可能有金矿。在生长有大量针茅草的地方,可能会有镍矿。在有剌叭花大量生长的地方,可能会有铀矿。在七瓣莲聚生的地方,地下可能埋藏有锡矿。在有大批铃形花生长的地区,就有可能找到磷灰石矿。在富含锌的地方,三色堇不但长得特别茂盛,而且花开得格外鲜艳。
这些植物能成为人们找矿的好向导,是因为同海州香薷一样,它们也喜欢生长在富含些它们特别需要的矿物元素的土壤里。