现代勘查地球化学方法与应用

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1、第十一讲现代勘查地球化学方法与应用主讲：杨斌11.1现代勘查地球化学新进展勘查地球化学自20世纪30年代初诞生以来，经过70余年的发展，已经发展成为一门完整、实用和高效的找矿技术。其中，水系沉积物、土壤、岩石地球化学测量等传统化探方法发挥了令矿产勘查界瞩目的重要作用，尤其在贵金属和有色金属的找矿中成效更加突出[1-5]。与其他勘查方法相比，化探的最大特点在于能直接查明成矿物质的区域分布模式和局部浓集中心，指示地下矿床的可能赋存部位。随着隐伏矿找矿任务的提出、覆盖区找矿工作的日益增多，如何有效地开发

2、适用于寻找隐伏矿或深部矿的勘查技术，已被认为是实现21世纪找矿突破的关键，成为世界各国研究机构和矿业公司技术研发的热点[6]。地球化学方法通过基础理论的丰富、测试技术的进步、数据处理的改进，仍然发挥着其直接研究成矿组分、伴生组分、相关物质实际分布模式和异常特征的优势，探寻深部成矿的新途径。然而，传统化探方法已不完全适应深部找矿，特别是覆盖区找矿的条件，需要有新的方法技术予以补充和辅佐。目前除了传统的原生晕测量、土壤地球化学测量、水系沉积物地球化学测量等方法外，还发展了如有机烃法、地气法、选择性提取

3、法、电地球化学法、热释汞法、地下水地球化学法、生物地球化学法等新方法。原生晕找矿方法从20世纪50年代发展到现在，已成为地球化学找矿的最主要方法之一。原生晕法在寻找盲矿床、隐伏矿床方面更具优势(刘崇民，2006)。最近40多年以来，全国有关地质部门先后在200多个不同类型矿床上进行过原生晕研究，并在大量实践的基础上，建立了一批典型矿田、矿床和矿体的原生地球化学异常模式。原生晕法的主要优点是能真实而直观地反映成矿作用所产生的元素异常晕的分布，缺点是受测区基岩出露条件的制约。土壤地球化学测量、水系沉积

4、物地球化学测量在对测区基岩出露条件的要求及采样难度方面明显优于原生晕法，但在土壤和水系受人工污染程度较高的地区，次生晕异常的真实性受到干扰。自20世纪80年代开始，许多学者就有机烃气测量应用于金属矿床勘查进行了一系列方法有效性的试验研究，显示有机物对金属元素的吸附、活化迁移和富集沉淀成矿均有重要作用，是重要的找矿指标，特别是对掩埋矿、隐伏矿具有良好的示踪意义。地气测量法是通过捕集器收集土壤中的气体，用极灵敏的分析技术测出气体中的某些元素的含量，发现异常，以达到资源勘查目的的地球化学方法。其原理是整

5、个地球的壳层存在着上升气流，当气流通过矿体或其他高含量地质体时，会把成矿元素或伴生元素的超微细粒活动态(亚微米至纳米级)部分带到地表，一部分保留在气体中，另一部分将转化成各种活动态存在于地表疏松介质中。地气法就是通过捕集器捕集这些气体，测试元素的含量或其他地球化学指标，发现异常。选择性提取技术的关键是查明以某种方式从深部矿化迁移到地表土壤中的那部分元素，它们迁移到地表后，部分被矿物表面或有机物吸附，部分与成壤粘土或方解石一道沉淀或结合，有的与铁锰氧化物结合。地电化学法是地球化学与地球物理相结合的找

6、矿方法，原理就是在外加电场的作用下，经过电化学溶解出来的岩石和矿体的组分在电极附近富集，并进行一系列电化学反应，从而找出各种矿体的信息。影响地电化学异常的因素主要有地质体因素、构造因素、地表盖层因素、供电因素等。热释汞法是以热释法系统地测量从天然物质(土壤、岩石、单矿物及水)中释放出来的各种赋存状态汞为研究对象的地球化学勘查工作。研究与各种勘查目标物(矿、地热田、油气田、隐伏构造等)有关各种赋存状态汞含量异常和热释曲线特征,可得出寻找矿产、地热田、油气田、隐伏构造的标志。土壤热释汞已成为寻找盲矿和

7、在运积物覆盖区找隐伏矿,隐伏构造、油气田、地热田及古墓的有效方法。研究不同矿床或同矿床不同标高岩石或某种单矿物中热释汞赋存状态、汞含量或热释曲线,可用于区分矿床类型和进行盲矿预测。分析技术的进展为地下水地球化学法快速、灵敏地检测地下水中多种元素以寻找隐伏矿和深部矿提供了条件，地下水地球化学法的优点在于：①所需的样品预处理量很小；②地下水采样可以发掘三维勘查的潜在可能性；③与岩石地球化学相比，地下水可以从与矿化发生反应的地方流出，从而提供一个更大的潜在的勘查靶区；④许多有意义的物质背景浓度很低，因此

8、可提高异常衬度。总体上看，随着高精度、高灵敏度分析测试仪器的使用以及与基础理论学科的广泛融合，勘查地球化学方法取得了较好的发展。但是这些找矿方法同样也存在着许多明显的问题，主要表现在以下几个方面：①与方法有关的基础性问题的研究，如活动性元素的存在形式、迁移机制等。由于元素从深部向地表迁移的机理难以直接观测，而且可能还有其他一些新的地质现象或作用营力未被发现和注意，因此这些基础性问题一直存在着争议。②区分矿致异常与非矿异常。随着找矿难度的增加和众多复杂因素的干扰，勘查过程中往往能发现