田野中的植物世界,一些植物可以提示地下的矿产
人类社会漫长的历史进程离不开对各种矿产资源的开发和利用,那么如何寻找矿产资源呢?
目前应用比较广泛的找矿方法包括地质找矿法、地球物理勘探法、地球化学勘探法以及更先进的遥感法等,
但有一种找矿方法自古以来就被先人们采用,在科学技术日益发达的今天仍发挥着重要作用,这就是植物找矿。
植物找矿的基本原理
三色堇——喜欢含锌土壤
我们肯定会好奇,为什么有的植物能够指示矿产资源的存在呢?通过现代科学理论的研究,有两条重要的原因。
,有的植物由于长期生长在蕴藏某种矿产资源的区域,当地下的金属矿体经地下水的溶解、冲蚀及搬运作用后,使表层的土壤中大量吸收该类金属元素,很多元素逐渐变成了能被植物吸收利用的离子状态,一旦被植物吸收,则极有可能在植物的生长状况上反映出来。
第二,有些植物在生长发育中特别需要某种矿质元素,对某种金属元素具有一定的特殊依赖性,喜欢生长在富含这种金属的土壤中,这种依存关系便是人们寻找矿藏的重要依据。植物的根系除了从土壤中吸取氮、磷、钾等营养成分外,还能吸收少量的其他元素,富集于植物的根、茎、叶和果实内。分析植物体内矿物元素的含量,呈现明显高值异常的物质一般具有一定的指示性。
忍冬草大量生长的地方,往往会有金、银伴生矿藏
我国古代典籍中就曾对植物找矿有过记载,《荀子·劝学篇》中说:“玉在山而草木润”,体现山中蕴藏矿物和周围植物生态相关的思想;南北朝梁代《地镜图》中曾记载:“草茎赤秀,下有铅”、“草茎黄秀,下有铜”。唐代段成式在《酉阳杂俎》也有类似记载,如“山上有葱,下有银;山上有薤,下有金;山上有姜,下有铜锡”等,论述了矿床的指示植物和某些元素对植物生长的影响。
常见的找矿植物及对应矿种
据初步统计,矿产资源找矿指示植物至少有70多种,它们能指示的矿产有硼、钴、铜、铁、锰、硒、铀、锌、银等。这些指示植物大多都是草本植物,其中有三分之一以上属于豆科、石竹科和唇形科,还有车前科、木贼科和堇菜科等。
海州香薷——铜矿指示牌海州香薷
海州香薷有铜草和铜草花之称,其广泛分布于安徽、浙江和湖北等省,生长茂盛的铜草能够吸收土壤中过多的铜元素。“见铜草,便有铜”,“牙刷草,开紫花,哪里有铜,哪里就有它”,“山上盛开铜草花,底下铜矿叫呱呱”,从这些谚语中足以可以看出铜草与铜矿的密切关系。
铁桦树——寻找硅矿的索引
铁桦树
铁桦树主要分布在我国和朝鲜半岛接壤的地区。这种树的木质比重很大,木材下水就沉,无论在水里泡多久也不会腐烂。铁桦树是树中的硬度冠军,子弹打在这种木头上,就像打在厚钢板上一样,纹丝不动,被称为比钢铁还硬的树,因此人们常把它用作金属的代用品,前苏联就曾经用铁桦树制造滚球、轴承,并被安装在快艇上使用。铁桦树的木质之所以如此坚硬,是因为大量的硅元素被吸收,人们根据铁桦树的形态特征和分布范围,就有可能找到硅矿。
中国石竹——地下金矿的门牌
中国石竹
野生中国石竹,分布区域很广,也叫作洛阳花、洛阳石竹,除华南较热地区外,几乎中国各地均有分布。科学家们经过多年调查研究,验证它就是金矿直接指示植物,1985年,胶东三山岛金矿被首次发现后,确定它与金矿存在空间上的伴生关系。红色石竹花在每年的7~8月开花,因为易于识别,所以也就成为金矿的特色指示植物。
紫云英、牵牛花——铀矿的路标
紫云英
有的植物种子受到放射性物质照射,使生态发生变异或使植株异常高大粗壮,人们也据此推测,寻找放射性矿物。紫云英又称红花草、翘摇,属于豆科黄芪属,草本植物。它是铀矿的指示植物。铀可使紫云英的花朵变为浅红色,受到铀放射影响的紫云英种子长出的植株异常高大粗壮。除此之外,在有牵牛花大量生长的地方,也可能会有铀矿。
大金发藓等植物——铊矿的看门人
大金发藓
大金发藓植株高10到30厘米,其重要的识别特征是上部叶较大,具长卵形明显鞘部,叶片骤狭,长披针形,尖端卷曲,边缘具密锐齿,中肋强,突出成刺状;叶背面前部中央具微齿,腹面具多数栉片,它是寻找铊矿物的有效指示植物。此外,金属铊能够在蕨类植物芒箕中大量聚集,而且在同一植株的不同部位,元素含量也有很大不同。
锦葵——镍矿的报幕员
锦葵
在生长有大量锦葵的地方,可能会有镍矿。锦葵为二年生或多年生草本植物,耐寒耐干旱,花期6~10月,叶互生,掌状裂,种子扁平,圆肾形,褐色。
车前草、三色堇——它们喜欢吃“锌”
车前草
在富含锌的地方,车前草、三色堇往往生长得特别旺盛。车前草为多年生宿根草本,也是中药材植物。三色堇俗称蝴蝶花,是堇菜科堇菜属的2年或多年生草本植物,茎有分枝,叶卵状长椭圆形,边缘有圆钝锯齿。三色堇在生长过程中喜欢“吃”锌,如果哪个地方的三色堇色彩异常鲜艳,那说明这个地方的土壤中富含锌,在该地很有可能找到锌矿。
羽扁豆成群生长的地方常有锰矿
除此之外,根据相关学者考证,生长石松的地方,一般与铝矿有密切关系;紫苜蓿密集的地方可能有钼矿;忍冬草大量生长的地方,往往会有金、银伴生矿藏;羽扁豆(鲁冰花)与艾蒿(艾草)成群生长的地方常有锰矿;如果地里生长着一种开黄花的印度蛇裟子,可以肯定地下藏有铜、铅和锌;野苦麻生长茂密的地方常常有铁矿。
找矿植物的新利用
在大力推进生态文明建设,努力建设美丽中国的今天,找矿指示植物仍然可以增添新的利用价值。一些废弃矿山因尾矿的堆积以及开矿造成的地表植被破坏,在暴雨过后极易引发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。对矿山进行边坡治理,是有效解决方式之一,边坡栽种植物的选择上,可以根据矿体所含元素来配备相应观赏性的找矿植物。
利用找矿植物建设绿色矿山
此外有些找矿植物还可用于改善污染的土地。例如每千克铜草的根茎含铜一克,差不多是等量普通铜矿石的1/3,在吸收了土壤中过多的铜元素后,铜草的根、茎、叶、花会含有大量铜元素,可以制成肥料,去改善一些土壤的缺铜问题。
利用找矿植物寻找埋在地下的宝藏,是古代先民智慧的结晶,同时也因一代代科技工作者的实践总结而焕发生机,继续发挥着重要的指示作用。今天这些找矿植物在生态治理、矿山生态环境修复上也大有可为,利用好找矿植物,既能守住绿水青山,又能守住金山银山,实现人与自然的和谐共生。
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