海洋矿产综合勘查中的地球化学技术

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1、海洋矿产综合勘查中的地球化学技术r”“…”‘蕊窭燕j海洋矿产综合勘查中的地球化学技术H.孔曾多夫弓f言白1982年联合国海洋法会议(UNCLOSllI)闭幕以来.在最新确定的专属经济区和深海区内圈定潜在的矿产资源,重新引起人们的关注.许多沿海国家已太大扩展了由其控制的近岸海域.尤其是岛链国家,在联合国条约生效之前,现已控制了几倍于它们主权范围的海域面积.用地球物理和地球化学方法进行洋底填图,兼容了对潜在天然矿产聚集体产生的和人类活动影响造成的化学痕迹作总体性研究.由于这些活动.使海洋及其基底正在受到污染.用地球化学技术进行洋底调查,构成了有效的海洋矿产勘查战略的

2、重要部分.过去二十年中实际应用的许多方法,都是从陆上地球化学勘查演变来的.但由于这些方法还很年轻,业已确定的这类方法中有许多在海洋地区尚未得到充分运用.海洋地球化学勘查可以划分以下几个步骤:(I)矿物聚集体及其异常的外围介质的采样;(2)海洋沉积物,海水及硬岩的化学分析;(3)借助先进的计算机解释海洋勘查测量资料.海洋勘查地球化学的目的在于,确定由于矿产聚集体的蚀变产物造成的洋底地球化学异常或异常区.除了在大洋中脊发现的块状硫化物外.海底的大部分矿物聚集体都由相对稳定的矿物相(例如,砂矿中的重矿物)构成.因此,地球化学异常主要起因于沉积物中的机械分散作用.然而,

3、通过系统的采样和分析,即采用地球化学勘查方法.可以发现势详细圈定此种异常.最近引人的技术正在把综合地球物理/地球化学工作台引向洋底调查.将来,遥控装置无疑将加速这类地球化学调查.这次研究涉及过去十年使用的海洋勘查地球化学方法,集中讨论现行的取样和分析技术,介绍一些地球化学勘查实例,并概括指出一些新技术.取样和取样方法多年以来,海洋环境的取样一直是海洋调查的特殊技术问题.尽管在过去几年中取样技术大为改进,一些取样设备(如挖泥器)还是在l9世纪束就已使用的.海洋矿产地球化学勘查的现代取样战略,急需一些新的基于现今技术原理的装置.矿产勘查的地球化学工作使用的取样设备有

4、:底部水和近底部水的取样器,表层沉积物和出露岩石的取样器,从深部采取沉积物和岩石的设备.考虑到将来只开发利用表层的海底矿物原料,现今的矿产勘查战略将限于对上部l0米厚度范围内的沉积物取样,已知一3】一的取样设备列于表l_一些重要的取样设备简述如下.海水样品常常不仅需要接近疑是矿化位置,而且需要远离矿床.与海承有关的一个阿题是许多海底矿化的微量指示元素显然只有非常低的浓度,因此,防止取样器本身或船舶造成污染是至关重要的.例如,在常规的海洋学研究中,表层水取样一般必须远离调查船的船身.表l用于海洋矿产勘童的取样嚣样品类型取样装置和取样器海水密封的水瓶.通常容量为1升

5、.如.vI丑Doram带有量度计的水瓶,通常容量为,升:如N_Ⅱ鞴n或Ni止型多重取水样嚣和取水样平台抓式取样器:姐VanVecn童,Shipek受:绳索和自由幕体取样器;带电视观嗣景统的太容量取样器表届沉积物和基岩’重力岩心提取嚣:铲式,箱式和活塞式岩心提取嚣,太多数为景埴设备,长可选24冲挖坭嚣:臂式,箱式和链斗式挖泥嚣.其口轾可选,,5x仉5米基于捧击振动窟回转原理的钻摄取样装置.对于太陆集勘查常用振动取心钻:钻摄—定探虞的沉积物和基岩取样装置可选水探3公里用于矿产勘查的深都海水取样,包括简单缆系样瓶,常常将其系成由5蓟IO个瓶构成的水文测量链,以便有效地

6、从不同深度取得水柱样品.瓶Ⅱ阻隔器的开启常常是手工控制的.常规的取样器是纳森瓶.每个瓶的取永容量为1.2升,而大水样可用Niskin取样器获得,几乎所有可购得的水样采取器都带有温度计.以测定取样点的水温和预定的水深.水样采取器目前都成排地安置在工作台上,允许在任何预定探度上取样.同时可借助计算机连续记录水的物理性质(温度,压力,电导率和含氧量).尽管取水样器中应用了新材料,并进行了试验,但还是存在污染问题.海底表层取样器包括抓式取样器,重力岩心提取器和挖泥器.海底矿产勘查取样最好采用系统采样战略,例如.沿着规定的和间距适当的测线取样.作为综合勘查战略的一部分.应

7、用常规海洋学工作中常用的定点取样作业是不够的.这类调查的目的通常在于确定某些海洋学或地球物理参数.因此.它们不是矿产勘查工作所需的系统测定.取样点问的距离因勘查阶段不同而异.在踏勘阶段.取样点间距通常为50km以上.这种取样战略的价值更多在于必须实施系统的取样.以便分析数据的地球化学解释能按等距或网格状的数据进行.踏勘性取样可有效地圈定洋底的异常区.在跟踪调查中.最好用较密的取样问距,要详细确定矿产聚集体及其化学特征,往往需要采样点间距小于lkm.一32—分析技术海洋矿产勘查样品的分析工作包括样品制备和用某种分析设备进行分析.这一工序很重要.若注意到海洋样品通常

8、比其他勘查样品要昂贵得多