【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 了大批新礦床。 原子吸收技術(shù)的發(fā)展，促使地球化學(xué)找礦方法得到廣泛應(yīng)用，圍繞著區(qū)域地球化學(xué)填圖和礦區(qū)外圍找礦，以土壤、巖石測(cè)量和氣體測(cè)量為主要手段，其主要尋找的對(duì)象擴(kuò)展到半出露盲礦等隱伏礦類(lèi)型。這一時(shí)期，勘查地球化學(xué)的探測(cè)深度明顯增大，找隱伏礦的效果日趨顯著。 第三發(fā)展期 (19701990 年 )，也稱(chēng)之為綜合模式找礦期 隨著地、物、化、遙各種方法技術(shù)在找隱伏礦方面的長(zhǎng)期研究，積累了大量礦床產(chǎn)出地質(zhì)特征和物化探異常特征的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)總結(jié)了各類(lèi)典型礦床的異常模式。 奧林匹克壩巨型 CuUAu 礦床的發(fā)現(xiàn)，是綜合模式找礦的成功典范。由于數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)在地學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，使綜合找礦模式沿著定量化和數(shù)字化的方向發(fā)展。 在成礦理論模式的指導(dǎo)下，勘探者在未知區(qū)依據(jù)找礦綜合模式所指引的思路去收集資料，并與相應(yīng)的模式進(jìn)行擬合和礦產(chǎn)預(yù)測(cè)。同時(shí)在實(shí)際找礦中，依靠新方法、新技術(shù)和新理論，盡量獲取與深部隱伏礦有關(guān)的信息，為隱伏礦的預(yù)測(cè)提供新的直接指示標(biāo)志和理論依據(jù)，從而更好地指導(dǎo)隱伏礦的尋找。 （ 4）第四發(fā)展期 (1990 年后 )，為信息找礦期 這一時(shí)期，找礦難度明顯加大，找隱伏礦的方法空前增多，探測(cè)深度明顯增大，所獲信息量成倍增加，推斷解釋的不確定性也隨之增加。 既需要現(xiàn)代高新技術(shù)，又需要多學(xué)科的綜合研究，越來(lái)越多的研究者將成礦作用置于巖石圈、地殼、乃至整個(gè)地球 宇宙體系的演化過(guò)程來(lái)考慮?？辈榈厍蚧瘜W(xué)找礦，以某些微觀或超微觀信息的獲得，使間接找礦為主的信息找礦期又重新返回到直接找礦為主的時(shí)期。因此，發(fā)展高靈敏度和大探測(cè)深度的勘查地球化學(xué)方法，具有特別重要的意義，并預(yù)示著一個(gè)找隱伏礦的新時(shí)期的到來(lái)。（三）地球化學(xué)勘查的主要進(jìn)展深穿透地球化學(xué)中元素垂向遷移理論及模型有：n 離子擴(kuò)散作用；n 毛細(xì)管作用；n 蒸發(fā)作用；n 地下水對(duì)流或循環(huán)；n 植物根系吸收； n 微生物活動(dòng)；n 氣體搬運(yùn) (包括以地球氣為主的多營(yíng)力接力模型 )；n 自然電位場(chǎng) (電化學(xué)模型、還原囪模型、雷暴電池 )；n 膨脹性泵壓作用 (氣壓泵、地震泵 )；n 水位的起伏 (包括 陸上 “ 潮汐泵 ” )。 深穿透地球化學(xué)中元素遷移理論新進(jìn)展深穿透地球化學(xué)中元素遷移理論新進(jìn)展n 離子擴(kuò)散遷移模型 礦體或礦體風(fēng)化后會(huì)在礦體及其周?chē)嬖诟邼舛瘸傻V元素及其伴生元素離子。 由于近礦離子濃度高 “ 遠(yuǎn)礦離子濃度低 ” 所以會(huì)產(chǎn)生離子濃度差， 離子擴(kuò)散遷移主要是由于離子濃度差的原因 “離子由高濃度向低濃度擴(kuò)散。這種擴(kuò)散表現(xiàn)為從礦體到地表連續(xù)的暈圈結(jié)構(gòu) ” 即在靠近礦體部位最高 “ 遠(yuǎn)離礦體濃度逐漸降低。 這種遷移模型 ”在地表采樣時(shí) “ 發(fā)現(xiàn)的是礦體頂部的異常。n 地下水溶解遷移模型 地下水溶解遷移是指礦體中的化學(xué)元素被地下水所溶解 “ 隨著地下水的運(yùn)移而被帶到地表 ( 地下水遷移表現(xiàn)為垂向運(yùn)移和側(cè)向運(yùn)移 ” 也就是通常所說(shuō)的上移水成異常和側(cè)移水成異常。其中： 上移水成異常是水溶液中的元素可以通過(guò)毛細(xì)管上升和植物根系吸收向上運(yùn)動(dòng)，輸送到地表以后由于水分的蒸發(fā)而沉淀。 側(cè)移水成異常是元素被地下水溶解，隨著地下水運(yùn)移到滲出帶，在某種沉淀障上析出，形成側(cè)移的水成異常。 在地表采樣中會(huì)出現(xiàn) 2處異常，一個(gè)是垂直運(yùn)移異常，另一個(gè)是側(cè)移異常。這種水成異常在低水位的干旱地區(qū)，近地表水成異常受到制約，因?yàn)闈撍嫣睿踔猎诘V體以下，無(wú)法將元素?cái)y帶到地表。n 地氣流遷移模型 Kristiansson等指出通過(guò)礦體的微氣泡流能將礦體中微量組分帶到地表。他們提出隱伏鈾礦上方觀測(cè)到的 Rn原子流是通過(guò)其他氣體持續(xù)不斷地向上運(yùn)動(dòng)而形成的，這種作為微氣泡的運(yùn)載氣體流能夠攜帶 Rn原子加速向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度比擴(kuò)散要快得多。這種運(yùn)載氣體或者起源于地球內(nèi)部 !或者作為大氣與地下氣體交換的一部分， 這種運(yùn)載氣體被稱(chēng)為地氣。 氣體的來(lái)源可能有以下 4種：與大氣交換有關(guān)的氣體；當(dāng)?shù)赝寥喇a(chǎn)生的氣體；礦床氧化產(chǎn)生的氣體；地幔排氣。其中： Cameron等認(rèn)為地氣流的形成有 3種機(jī)制：氣壓泵，礦體及周?chē)橘|(zhì)中充滿(mǎn)了氣體，高氣壓與低氣壓的旋回過(guò)程形成氣壓泵 !高氣壓將空氣壓入，而低氣壓使空氣將巖石或礦床中的氣體帶出； 冬季呼氣作用，在冬季，暖的空氣在山頂上從巖石裂隙內(nèi)釋出，代以冷空氣和蒸氣從山腳下方深部上升，形成冬季呼氣作用； 地震泵，一種更強(qiáng)的推動(dòng)營(yíng)力是地震泵 !這是在地震多發(fā)地區(qū)發(fā)生的現(xiàn)象。n 多營(yíng)力遷移模型 深穿透地球化學(xué)異常的形成是多營(yíng)力接力遷移的結(jié)果，可以概括為： 礦床本身及其圍巖中存在成礦元素或伴生元素的活動(dòng)態(tài)形式，包括各種離子、絡(luò)合物 原子團(tuán)、膠體、超微細(xì)的亞微米至納米級(jí)金屬顆粒、鐵族元素氧化物吸附和包裹金屬、碳酸鹽包裹金屬和礦物顆粒間的成礦元素獨(dú)立金屬礦物、自然金屬、金屬互化物、硫化物等。 如果礦體覆蓋厚度不大，各種營(yíng)力包括地下水循環(huán)、離子擴(kuò)散、氧化還原電位梯度、蒸發(fā)作用、植物作用、地氣流等都可將礦床元素組分遷移至地表。 對(duì)于厚層覆蓋，在不同的氣候與地形條件下，這些營(yíng)力所起的作用會(huì)有很大不同，是多營(yíng)力接力遷移而完成元素從深部向地表的傳輸過(guò)程的。 如果是在潮濕地區(qū)，地下水溶解，并在充水的通道中向上遷移，到達(dá)接近地表時(shí)離子擴(kuò)散、植物作用、蒸發(fā)作用等因素都可參與元素向地表的遷移。在干旱地區(qū)，由于地下水潛水面很深，難以將元素溶解攜帶至地表，在深部地氣流的搬運(yùn)可能起著主導(dǎo)作用，到達(dá)接近地表時(shí)，蒸發(fā)作用、離子擴(kuò)散等因素都可參與元素向地表的遷移。n “雷暴電池 ”模型 D. Gart（ 2023）提出了 Electrically charged storm cells“ 雷暴電池 ” 模型。 雷暴電池 是雷電爆發(fā)前出現(xiàn)的一種自然現(xiàn)象。 大量事實(shí)證明，在雷雨云形成的時(shí)候，其下部會(huì)蘊(yùn)集起大量負(fù)電荷，它們與地表相互作用，使兩者之間的電場(chǎng)變得非常強(qiáng)大。強(qiáng)電場(chǎng)能使風(fēng)化層內(nèi)的電子脫離地表，使電子下降或側(cè)移，從而使云體下面的風(fēng)化層表面立即獲得大量的正電荷，形成正極。 在大陸上， “ 雷暴電池 ” 是一種常見(jiàn)的現(xiàn)象。就全球而言，每秒鐘會(huì)發(fā)生 50100次電擊，任何一個(gè)瞬間，全球就有 1800－2023個(gè) “ 雷暴電池 ” 形成 。澳大利亞的大部分地區(qū)，每年每方公里會(huì)發(fā)生 擊 。印度、非洲、南美洲和北美洲的大部分地區(qū)的密度比這個(gè)值還高 (NASA， 2023)。n 成熟的 “ 雷暴電池 ” 在地球表面產(chǎn)生的靜電場(chǎng)，強(qiáng)度達(dá) 100003000v/m。n D. Gart認(rèn)為， 如果 “ 雷暴電池 ” 感應(yīng)區(qū)的濕度足夠大，離子就能發(fā)生溶解遷移。 當(dāng) “ 雷暴電池” 形成時(shí)，雷雨云下方感應(yīng)區(qū)內(nèi)作為正極的風(fēng)化層表面，強(qiáng)度是非常大的，能把諸如 Fe2+等還原性陽(yáng)離子吸引到地表，發(fā)生反應(yīng)而形成 Fe3+。 當(dāng)“ 雷暴電池 ” 在地球表面移動(dòng)時(shí)，其邊緣的負(fù)電荷也能吸引其他陽(yáng)離子，使其遷移到地表。 這種近地表的化學(xué)遷移作用，可使從風(fēng)化層中遷移上來(lái)的元素固定下來(lái)。這一過(guò)程可能也是 “ 雷暴電池 ” 模型的重要組成部分，否則風(fēng)化層中的離子就會(huì)輕易被帶上帶下。n 雷電場(chǎng)對(duì)地表部造成的強(qiáng)大影響，有多方面資料可作佐證。古地磁研究表明，閃電至少會(huì)對(duì)風(fēng)化層有一些影響。閃電可導(dǎo)致重磁化，風(fēng)化層表層的古地磁測(cè)量結(jié)果可能不太可信。 土壤在閃電轟擊下會(huì)熔化，形成的 “ 熔巖 ” 可以追溯到地表以下 20m 。有報(bào)告稱(chēng)，旅行者在地表下 300400m的巖洞內(nèi)遭遇電擊，而閃電擊中這些巖石時(shí)，巖洞中并沒(méi)有人為的導(dǎo)電裝置 。 最新的有關(guān)金屬污染土壤的電泳修復(fù)技術(shù)的研究表明，適當(dāng)?shù)卦黾与妷翰钅茱@著加大帶電物質(zhì)的遷移速度。 . Reddy和 . Shirani（ 1997）做了一項(xiàng)研究，向含 As量約 500ppm的富粘土質(zhì)土壤中插入電極，電壓梯度為 2040v/m。三個(gè)月后， 75%的地方 As減少到了 30ppm。如果這么小的電壓梯度能在數(shù)個(gè)月內(nèi)完成這種遷移，那么，如果把它們暴露在電壓梯度高好幾個(gè)數(shù)量級(jí)的 “ 雷暴電池 ” 下，離子穿過(guò)巨厚的風(fēng)化層會(huì)需要多少時(shí)間呢？應(yīng)該是非常短的時(shí)間。n “ 雷暴電池 ” 模型很復(fù)雜，許多因素都參與其中。像風(fēng)化層的濕度、電阻率和礦物等因素，也能影響離子的行為。盡管 “ 雷暴電池 ” 模型還存在許多問(wèn)題，但它為我們提出了研究元素垂向遷移機(jī)制的新思路。n 需要指出的是 “ 雷暴電池 ” 模型也是基于自然界雷電形成過(guò)程的一種推測(cè)模型，深部物質(zhì)的垂向遷移及地表的地球化學(xué)行為還有待深入研究。 n 氣壓泵 氣壓泵指高氣壓與低氣壓的旋回過(guò)程，高氣壓將空氣壓入，而低氣壓將地氣從巖石或礦床中吸出。 E. M. Cameron 等認(rèn)為，氣壓泵是干旱地區(qū)形成地氣流的重要營(yíng)力。泵壓效應(yīng)機(jī)制n 地震泵 　 E. M. Cameron提出，在地震多發(fā)地區(qū)，還有一種更強(qiáng)的推動(dòng)營(yíng)力是地震泵（seismic pumping）。他推測(cè)，在地震多發(fā)地區(qū)，可借地震噴射（ seismic squirting）作用， 將釋放到流體里的礦體物質(zhì)送到上方的斷層或裂隙帶中，形成近地表異常。 他還認(rèn)為智利地震帶內(nèi)的 Gaby Sur及 Spence等巨型隱伏 Cu礦床的異常主要是由地震泵推動(dòng)而形成的。n 陸上 “ 潮汐泵 ” ： D． Gart認(rèn)為，既然海洋潮汐是一種全球性的現(xiàn)象，那么， 陸地上的氣體和固體，也應(yīng)能像海水一樣，因天體間作用力的變化而發(fā)生上升和下降運(yùn)動(dòng)， 名之為陸上 “ 潮汐泵”( Tidal pull ) 。盡管陸地上的垂向運(yùn)動(dòng)比海水（1米左右）小很多，但正常情況下或許能達(dá)到 15～30 cm（ UK national Maritime Museum）。如果整個(gè)地球表面每天發(fā)生兩次運(yùn)動(dòng)，不難想象，地表的上升和下降也能像巨大的泵吸作用或一系列的咆哮作用一樣，成為液態(tài)或氣態(tài)離子運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。n “還原囪 ”模型 Hamilton等通過(guò)大量研究 , 在自然電位場(chǎng)、電化學(xué)遷移模型的基礎(chǔ)上 , 提出了 “ 還原囪 ” 模型。他們認(rèn)為 , 氧化還原活性離子穿過(guò)覆蓋層的運(yùn)移 , 是沿著氧化還原梯度發(fā)生的 , 而不是靠硫化物 偶極 感應(yīng)電場(chǎng)發(fā)生的。 在掩伏區(qū) , 基巖處于還原狀態(tài) , 地下水面以上則處于氧化狀態(tài)。在被地下水浸透的覆蓋層中 , 從基巖頂部到地下水面之間 , 由于氧化劑的消耗會(huì)產(chǎn)生還原環(huán)境。 在基巖中硫化物礦體的頂部與接近地表的地下水面 ( 這里是 O2的進(jìn)口 )之間 , 氧化還原條件是有差異的 , 從而產(chǎn)生了垂向的電化學(xué)梯度。 沿此梯度 , 還原的和氧化的活性物質(zhì)會(huì)相對(duì)運(yùn)移 , 彼此發(fā)生氧化還原反應(yīng)。在此過(guò)程中 , 地下水帶內(nèi)有限的氧化劑會(huì)先被耗盡 , 同時(shí) , 還原性物質(zhì) ( 如 HS 、 Fe2+等 ) 也有消耗 , 導(dǎo)致它們從礦體頂部繼續(xù)向外和向上彌散。 O2從地下水面補(bǔ)進(jìn)，反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行， 還原性物質(zhì)繼續(xù)彌散 , 還原鋒面向上推進(jìn)，直到潛水面處才會(huì)中止 , 形成一個(gè)還原柱。在此過(guò)程中，還原態(tài)物質(zhì) ( 特別是諸如 Fe2+等金屬物質(zhì) )會(huì)穿過(guò)覆蓋層向上運(yùn)動(dòng)；由于電荷從礦體頂部彌散出來(lái)，礦體內(nèi)的自發(fā)電位電流就可繼續(xù)發(fā)生， 在地表就有可測(cè)量到的電場(chǎng) ( 即自發(fā)電位電流 ) ；還原柱內(nèi)會(huì)產(chǎn)生pH的降低和伴生的碳酸鹽溶解等效應(yīng)。 需要指出的是： “ 還原囪 ” 模型要在潮濕地區(qū)，存在地下水的條件下才成立。n 盡管這些模型都在實(shí)驗(yàn)研究中得到了相關(guān)證據(jù)，或與某些地質(zhì)現(xiàn)象吻合， 但至今仍沒(méi)有一種模型可具體解釋試驗(yàn)區(qū)元素遷移聚集的實(shí)況， 可適用于所有的景觀條件和礦床類(lèi)型。 所以說(shuō)，人們對(duì)覆蓋層中的元素遷移機(jī)理還知之甚少，僅停留在理念階段，急需開(kāi)發(fā)新的觀察工具，如同位素示蹤技術(shù)、井中觀察技術(shù)等， 還需要借助和引用傳統(tǒng)地學(xué)之外的學(xué)科發(fā)展成果，如環(huán)境、生物、微生物、衛(wèi)生、宇宙空間等學(xué)科的成果。選擇性提取技術(shù)n 選擇性提取技術(shù)之所以成為當(dāng)前國(guó)際化探界研究的熱點(diǎn)，最主要的原因是：該類(lèi)方法可以查明以某種方式從深部礦化遷移到地表土壤中的那部分元素，它們遷移到地表后，部分被礦物表面或有機(jī)物吸附，部分與成壤粘土或方解石一道沉淀或結(jié)合，有的與鐵錳氧化物結(jié)合。該類(lèi)技術(shù)的基本技術(shù)途徑是：力圖用各種溶劑選擇性地溶解并提取樣品中能反映深部礦