【正文】 第一講： 1︰ 5萬區(qū)調(diào)、礦調(diào)中地球化學(xué)勘查 工作方法及技術(shù)要求第二講：不同景觀下地球化學(xué)勘查技術(shù)與應(yīng)用聯(lián)系方式柴社立（博士 教授）吉林大學(xué)朝陽校區(qū)地球探測科學(xué)與技術(shù)學(xué)院長春市西民主大街 6號 130026手機(jī)： 13394481690電子郵件： 第一講1︰ 5萬區(qū)調(diào)、礦調(diào)中地球化學(xué)勘查工作方法及技術(shù)要求第一講內(nèi)容簡介一、地球化學(xué)勘查的概念、研究內(nèi)容及任務(wù)二、地球化學(xué)勘查的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及主 要進(jìn)展三、地球化學(xué)勘查的類型及其應(yīng)用四、 1︰ 5萬地球化學(xué)勘查的規(guī)范及工作流程五、 1︰ 5萬地球化學(xué)勘查樣品采集及質(zhì)量控制六、 1︰ 5萬地球化學(xué)勘查樣品分析及質(zhì)量控制七、 1︰ 5萬地球化學(xué)勘查數(shù)據(jù)整理與成圖八、 1︰ 5萬地球化學(xué)異常解譯評價與異常查證一、 地球化學(xué)勘查的概念、研究內(nèi)容及任務(wù)n 基本概念n 研究內(nèi)容及任務(wù)n 地球化學(xué)勘查的主要特點(diǎn)n 地球化學(xué)勘查的的基本原理（一）基本概念 地球化學(xué)勘查又稱為地球化學(xué)找礦，簡稱化探。 顧名思義，就是用化學(xué)方法進(jìn)行找礦。具體地講， 地球化學(xué)勘查是研究元素在集中分散過程中于礦體周圍各類地質(zhì)體中形成的地球化學(xué)異常與礦床的時間、空間的成因聯(lián)系，研究各類介質(zhì)中地球化學(xué)異常形成機(jī)制、影響因素、發(fā)現(xiàn)異常和解釋評價異常的方法技術(shù)。 在近代地質(zhì)科學(xué)誕生之前，人類就萌發(fā)了找礦的思想。例如：n在我國，古代文獻(xiàn)中已有了礦物共生、元素分帶和地植物找礦的概念。如在《管子》的《地數(shù)篇》中記載著： “ 山上有鉛者，下有銀 ”； “ 上有丹砂者，下有黃金 ” ； “ 上有磺石者，下有銅金 ” ； “ 山上有赭者，其下有鐵 ” 。唐代顏真卿的著作中記載有： “ 山上有蔥，下必有銀；山上有韭，下必有金，山上有金，下必有錫 ” 。n 在古希臘與古羅馬的文獻(xiàn)中記載了 Georius Agricoda 用分析泉水和觀察植物遭受高含量金屬組分毒害后所出現(xiàn)的反常生長特征來找金屬礦床 (R． W． Boyle， 1977)；同時還記載了 15世紀(jì)中葉一位熱那亞紳士用冬青屬植物作為明礬石的指示植物在意大利獲得成功的案例。n近代地球化學(xué)找礦的思想和方法技術(shù)在 20世紀(jì) 30 年代產(chǎn)生于俄羅斯和斯堪的納維亞各國，而迅速得 到發(fā)展并取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展則是近 50 年的事，特 別是近 些年來，地球化學(xué)勘查的高速發(fā)展，首先 歸功于世界經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長對礦產(chǎn)需求的增長，其 次是高靈敏度分析技術(shù)的長足進(jìn)展為勘查地球化學(xué) 找礦創(chuàng)造了條件。 經(jīng)歷了近 80多年的發(fā)展，地球化學(xué)勘查已經(jīng)從一門經(jīng)驗(yàn)或技術(shù)發(fā)展成為具有自身理論體系的一門地學(xué)分支科學(xué)，是應(yīng)用地球化學(xué)的一個組成部分。 地球化學(xué)勘查、地球物理勘查和地質(zhì)勘查三者組成綜合找礦勘查方法，三者相互支持、相互補(bǔ)充，相互依存。在不同階段，或不同勘查目標(biāo)，三者間略有側(cè)重。過多地偏重于或忽視某種方法，將有害于整個地質(zhì)找礦工作，對地質(zhì)找礦十分不利。特別是在科技水平不斷提高，地質(zhì)找礦難度逐漸增大的今天和將來的一個時期，具有較高科技含量的地球化學(xué)勘查及方法技術(shù)將越來越受重視，將發(fā)揮其十分重要的作用。 地球化學(xué)勘查的基礎(chǔ)是地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)等，所以，為了使化探數(shù)據(jù)得到科學(xué)、合理的應(yīng)用，地球化學(xué)勘查工作者應(yīng)對地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)等應(yīng)具有一定程度的了解。 研究內(nèi)容 （ 1）地質(zhì)體中元素及化合物的分布、分配模式 地質(zhì)體中元素或化合物分布分配規(guī)律的研究，是化探工作的基礎(chǔ)。主要包括不同地質(zhì)體中元素含量及其分布形式、空間上元素含量的變化規(guī)律、元素分布與地質(zhì)體的相互關(guān)系研究等。（二）研究內(nèi)容及任務(wù) （ 2）地球化學(xué)找礦指標(biāo)的篩選 不同類型的巖石、礦床中元素間共生組合關(guān)系是不同的。利用已知礦床中元素的共生組合規(guī)律、或利用地質(zhì)體中元素間的統(tǒng)計關(guān)系，確定找礦指標(biāo)是化探的重要研究內(nèi)容。 （ 3）地球化學(xué)異常解釋與評價 利用已有的地質(zhì)、物探及已知礦床的化探資料，對未知區(qū)地球化學(xué)異常進(jìn)行綜合解釋評價是化探工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 （ 4）異常驗(yàn)證、找礦遠(yuǎn)景區(qū)或靶區(qū)選定 找礦遠(yuǎn)景區(qū)或靶區(qū)選定是化探工作的主要目標(biāo)。與地質(zhì)研究相結(jié)合，解決研究區(qū)重大的基礎(chǔ)地質(zhì)問題（構(gòu)造、巖體地層分布）是擴(kuò)大化探應(yīng)用的一個重要方面。 主要任務(wù) （ 1）評價區(qū)域含礦遠(yuǎn)景，尋找有含礦遠(yuǎn)景的地段 為評價區(qū)域含礦遠(yuǎn)景，尋找有含礦遠(yuǎn)景的地段，化探工作者應(yīng)研究元素在區(qū)域上的時空變化，劃分地球化學(xué)成礦區(qū)，總結(jié)含礦地質(zhì)體的地球化學(xué)標(biāo)志和指標(biāo)。 （ 2）尋找礦床（礦體），擴(kuò)大成礦遠(yuǎn)景 通過地質(zhì)體中元素分布分配規(guī)律研究，提出異常評價的地球化學(xué)標(biāo)志和指標(biāo)，為評價異常的成因以及異常對礦的指示提供依據(jù)。 （ 3）研究地質(zhì)問題，間接指導(dǎo)找礦 通過地質(zhì)體中元素分布和元素共生組合規(guī)律的研究，解決諸如區(qū)域構(gòu)造分區(qū)、構(gòu)造巖漿活動與成礦作用的關(guān)系等基礎(chǔ)地質(zhì)問題。 （ 4）查明元素在區(qū)域上的分布規(guī)律，為農(nóng)業(yè)、環(huán)保、牧業(yè)等行業(yè)提供有價值的資料。 與其它找礦方法相比，化探具有如下的特點(diǎn)： 化探以研究與成礦有關(guān)的物質(zhì)成分作為找礦基礎(chǔ)，它所觀測的不單是一些地質(zhì)現(xiàn)象，或者是地質(zhì)體 (包括礦體 )的若干物化參數(shù)。 化探觀測的是化學(xué)元素和其它地化參數(shù)，有些指示元素本身就是成礦元素或者為伴生元素，因此，可以說化探是一種直觀的找礦方法。 大量事實(shí)證明，化探在稀有、有色、特別是貴金屬礦產(chǎn)勘查方面是一種頗有成效、不可替代的技術(shù)和方法。 （三）化探的主要特點(diǎn) 化探可以通過揭露原 (同 )生、次生地球化學(xué)異常，來尋找?guī)r石中埋藏不太深的盲礦和尋找第四紀(jì)覆蓋層下面的隱伏礦體。 目前正在發(fā)展的地氣、地電化學(xué)等化探新技術(shù)在森林地帶、草原覆蓋地區(qū)的普查找礦中具有十分廣泛的前景。 化探工作的野外設(shè)備較為簡單輕便，采樣速度快，隨著樣品分析方法的改進(jìn) (如直讀光譜、中子活化、原子吸收光譜和現(xiàn)場分析的 x射線熒光分析儀等和計算機(jī)數(shù)據(jù)處理的采用， 化探已成為一種多、快、好、省的找礦方法。 化探的應(yīng)用范圍也在逐步擴(kuò)大， 現(xiàn)在它不僅可用于找礦，同時還可為解決環(huán)境污染、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、地方病以及各種地質(zhì)問題提供有價值的資料。 勘查地球化學(xué) 應(yīng)用地球化學(xué)礦產(chǎn)資源勘察固體礦產(chǎn)勘查能源礦產(chǎn)金屬非金屬石油天然氣地?zé)岷四茉?鈾礦水資源評價 水質(zhì)評價土地資源調(diào)查與評價 農(nóng)業(yè)土壤地球化學(xué)國土規(guī)劃、土壤微肥、土壤改變環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查評價 環(huán)境監(jiān)測、評價、治理微量元素與人體健康水、氣、土壤、生物的環(huán)境調(diào)查，污染源追蹤區(qū)域地質(zhì)調(diào)查 （構(gòu)造帶巖漿劃分等）化探借助現(xiàn)代分析技術(shù)，將辨認(rèn)礦化直接信息的能力從人類肉眼的萬分之幾提高到百萬分之幾（ 106）至十億分之幾（ 109）。 由于地球化學(xué)方法辨認(rèn)微弱礦化直接信息能力的大大提高，因此在發(fā)現(xiàn)難識別礦種或難識別類型以及盲礦上成為了礦產(chǎn)勘查的主導(dǎo)方法。（四）地球化學(xué)勘查 的的基本原理 地球化學(xué)勘查的的基本原理： 成礦物質(zhì)在成巖、成礦過程中 ,在圍巖中留下元素遷移的痕跡，或在成礦以后由于礦床的風(fēng)化淋濾作用，使其中的成礦元素、成礦指示元素在礦體周圍的巖石、土壤、水系沉積物、水、植物中再分配，或礦床中的揮發(fā)性和放射性氣體通過斷裂帶上升并被土壤所吸附，并形成各種類型的元素或化合物的分散富集模式（異常），根據(jù)這些元素或化合物的分散模式（異常）來追蹤和發(fā)現(xiàn)新的礦床。 各種類型的分散模式圖各種類型的分散模式圖地球化學(xué)背景n 從地質(zhì)找礦的角度看，可以把沒有受到成礦作用影響的地區(qū)稱之為背景區(qū)。背景區(qū)內(nèi)地質(zhì)體或天然物質(zhì)中元素的含量，稱為地球化學(xué)背景 (簡稱背景 )。 背景含量不是均勻的，所以背景含量也不是一個確定的數(shù)值，背景含量的平均值稱為背景值，背景含量最高值稱為背景上限值。高于背景上限值的含量即為異常含量。地球化學(xué)異常 地球化學(xué)異常 (簡稱異常 )是指某些地區(qū)的地質(zhì)體或天然物質(zhì) (巖石、土壤、水、生物、空氣 )中，一些元素的含量明顯地偏離正常含量或某些化學(xué)性質(zhì)明顯地發(fā)生變化的現(xiàn)象。 具有這種現(xiàn)象的地區(qū) (或地段 )稱為異常地區(qū) (異常地段 )。（ 1）根據(jù)異常形成環(huán)境：內(nèi)生異常（地下深處）、表生異常（地表或近地表）。（ 2）根據(jù)異常與巖體或礦床等的關(guān)系：原生異常（成巖成礦作用所引起）、次生異常（巖石、礦物表生破壞后，元素遷移所引起）。 （ 3） 根據(jù)異常時間關(guān)系 －同生異常（異常與賦存介質(zhì)同時）、后生異常（異常與賦存介質(zhì)不同時）。其中：同生異常是與介質(zhì)同時形成的異常；后生異常是介質(zhì)形成以后，異常物質(zhì)以某種方式進(jìn)入已存在的介質(zhì)而形成的異常。 （ 4） 根據(jù)異常介質(zhì)關(guān)系 －巖石、土壤、水系沉積物、水文、氣體、生物。（ 5） 根據(jù)異常形成意義 －礦致異常、分散礦化帶、非礦異常、假異常（ 6） 根據(jù)異常形成規(guī)模 ： 地球化學(xué)洲（ n 106km2 ）。 地球化學(xué)域（ 104～ 106km2 ）。 地球化學(xué)?。?n 103～ n 104km2）。 區(qū)域地化異常（ n 10～ n 102km2）。 局部異常、點(diǎn)異常（ nkm2 ）。 （ 7） 根據(jù)異常出露情況 －顯露異常、隱含異常。（ 8） 根據(jù)異常含量變化 －高值異常、低緩異常、正異常、負(fù)異常（貧化）。 總而言之： 背景地區(qū)應(yīng)是末受成礦作用影響的地區(qū)。 屬于異?；虍惓５貐^(qū)的情況可能是多種多樣的．有些地球化學(xué)異常，可能是在成礦過程中，或是在礦床形成后，由于成礦有關(guān)元素的遷移、分散或集中，礦床及其附近介質(zhì)中元素的含量發(fā)生變化而形成礦致異常；有的異常甚至可能與成礦無關(guān)，是一般地質(zhì)作用中自然富集，或是人類活動所造成 (非礦異常 )。 地球化學(xué)找礦中，不僅耍正確區(qū)分背景與異常，而且要正確解釋形成異常的原因，評價其找礦意義。二、地球化學(xué)勘查的研究現(xiàn)狀、主要進(jìn)展及發(fā)展趨勢（一）地球化學(xué)勘查的研究現(xiàn)狀n 1798 年， “ 礦物鄰近性 ” 的概念。n 1849 年德國 礦物共生組合的規(guī)律性，對推斷鐵帽和礦化露頭下部 可能的礦化情況提供了依據(jù)。國外地球化學(xué)勘查的研究現(xiàn)狀、國外地球化學(xué)勘查的研究現(xiàn)狀n 1936，艾盂斯發(fā)現(xiàn) 了內(nèi)生金屬礦床周圍礦物組分的分帶現(xiàn)象， 并作了完整敘述。n 1939，費(fèi)爾斯曼等人研制出土壤測量方法。 在此基礎(chǔ)上，薩弗朗羅夫、博伊爾等人為該方法的理論和方法技術(shù)做出了卓越的貢獻(xiàn)，為勘查地球化學(xué)找尋殘坡積層覆蓋下的隱伏礦床提供了一種有效的方法技術(shù)。n1970 , 的形成及其實(shí)用意義進(jìn)行了研究。n1976 ,的總結(jié)性文章，報道了原蘇聯(lián)對熱液礦床原生暈方法的研究成果。其中， 最重要的是提出了熱液礦床原生暈具有分帶性及元素組分分帶的統(tǒng)一分帶序列和計算元素分帶指數(shù)的方法，以及評價礦化侵蝕截面的累加暈和累乘暈比值等指標(biāo)。 以上研究為半出露盲礦床的地球化學(xué)勘查提供了理論基礎(chǔ)。n 據(jù)報道，原蘇聯(lián)，自 20世紀(jì) 60 年代以來，一直在進(jìn)行巖石測量方法的試驗(yàn)研究和尋找隱伏礦的工作，運(yùn)用巖石測量方法已經(jīng)成功地發(fā)現(xiàn)了數(shù)以百計的金屬礦床。 (1978)評述西方國家的巖石測量工作，指出： “ 在過去 10 年里，也取得了一些進(jìn)展。它已從一種基本上不能實(shí)際應(yīng)用的方法技術(shù)，而發(fā)展成為礦業(yè)界從事找礦不可缺少的一種方法技術(shù)。 從礦業(yè)界重新在北美和歐洲一些工作程度較高的地區(qū)采用巖石測量方法找礦實(shí)際表明，巖石測量方法已被公認(rèn)為是一種理想的方法技術(shù)。 ”n T． Vogt 在挪威進(jìn)行的水化學(xué)測量可能是現(xiàn)代水化學(xué)勘查的早期研究 (A． A． Levinsson， 1974)。20 世紀(jì) 40 年代俄羅斯開始將水化學(xué)勘查方法大規(guī)模用于找礦實(shí)踐。 20 世紀(jì) 60 年代后，加拿大、美國和澳大利亞等國相繼開展了大規(guī)模的水化學(xué)測量。n 1922 年 ．基里柯夫最早試驗(yàn)用 Rn 氣測量找尋放射性礦。 G． 勞伯梅爾 (1929)試驗(yàn)用烴類氣體找石油。 (1946)和 (1957)首先提出，并試驗(yàn)用汞蒸氣測量找汞礦和其他金屬礦。n 1