勘查地球化學(xué)找礦方法.doc

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勘 查 地 球 化 學(xué) 關(guān)于“勘查地球化學(xué)找礦方法”的理論研究 隨著地質(zhì)工作程度的提高，地表依靠宏觀標(biāo)志直接找礦的難度越來越大，勘查球化學(xué)方法是一種利用“顯微標(biāo)志”進(jìn)行礦產(chǎn)勘查的方法，擴(kuò)大了找礦標(biāo)志，特別是在尋找盲礦、隱伏礦、隱礦物礦（如微細(xì)浸染型金礦）和覆蓋區(qū)和一些找礦新區(qū)，是其它找礦方法所不可比擬的。因此，勘查球化學(xué)方法在未來的礦產(chǎn)勘查中是一種不可缺少的重要方法。 我國尚處于經(jīng)濟(jì)起步騰飛前奏，對礦產(chǎn)的需求不可能主要依靠進(jìn)口來解決，發(fā)展自己的礦業(yè)仍然是任重而道遠(yuǎn)。當(dāng)然，我們也要汲取世界其他各國發(fā)展中的教訓(xùn)，真正發(fā)揮多目標(biāo)地球化學(xué)勘查的作用和意義，重視礦產(chǎn)開發(fā)中的環(huán)境保護(hù)，科學(xué)、均衡的利用資源。從而達(dá)到人類的可持續(xù)發(fā)展。 經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，我對勘查地球化學(xué)這門學(xué)科有了初步的了解，掌握了一些基本的理論和實(shí)際工作方法?，F(xiàn)將自己的理解結(jié)合作業(yè)做一個(gè)簡單的總結(jié)。 勘查地球化學(xué)找礦方法的特點(diǎn)和意義 勘查地球化學(xué)是以研究與成礦有關(guān)的物質(zhì)成分作為找礦的基礎(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）的物性。它觀測的直接是化學(xué)元素和其他地化參數(shù)，有些指示元素本身就是成礦元素或者為伴生元素。因此，勘查地球化學(xué)是一種直觀的找礦方法。 勘查地球化學(xué)可以通過揭露原生地化異常，達(dá)到尋找?guī)r石埋藏中不太深的盲礦和尋找第四紀(jì)覆蓋層下面的隱伏礦體。 勘查地球化學(xué)工作的野外設(shè)備較為簡便，采樣速度快，隨著樣品分析方法的改進(jìn)和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理的采用，化探已成為一種多、快、好、生的找礦方法。尤其是在地質(zhì)工作薄弱的地方，可以利用化探的方法迅速查明資源遠(yuǎn)景。從而達(dá)到“迅速掌握全局，逐步縮小靶區(qū)”的目的。 當(dāng)然，地球化學(xué)也有一定的局限性，主要體現(xiàn)在：它的應(yīng)用一方面受到自然條件的影響較大，并不是任何地區(qū)都能順利的受到效果，應(yīng)用勘查地球化技術(shù)的最好環(huán)境是位于溫帶氣候其地形平緩的地區(qū)。另一方面受到分析技術(shù)的靈敏度和精確度的限制，不是任何礦種都能夠發(fā)現(xiàn)，這一點(diǎn)可以隨著分析測試技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展而提高。 此外，化探并不能解決空間幾何屬性的問題，如礦體的形狀、產(chǎn)狀、埋深、傾向、傾角、厚度、延伸等。所以我們一定要根據(jù)具體情況，在詳細(xì)分析基礎(chǔ)地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上和其他方法技術(shù)手段緊密的結(jié)合起來，發(fā)揮各種方法的特長，避免各種方法的短處，互相配合，才能增大發(fā)現(xiàn)礦體的概率。 現(xiàn)代勘查地球化學(xué)分類及原理 地球化學(xué)找礦是通過發(fā)現(xiàn)異常、解釋評價(jià)異常的過程來進(jìn)行的。異?？梢源嬖谟诟鞣N于不同的介質(zhì)中，根據(jù)進(jìn)行地球化學(xué)調(diào)查介質(zhì)的不同，地球化學(xué)找礦可以分為以下幾個(gè)方面： 1. 巖石地球化學(xué)找礦 2. 土壤地球化學(xué)找礦 3. 水系沉積物地球化學(xué)找礦 4. 水地球化學(xué)找礦 5. 氣體地球化學(xué)找礦 6. 生物地球化學(xué)找礦 目前，以巖石地球化學(xué)找礦，土壤地球化學(xué)找礦，水系沉積物地球化學(xué)找礦技術(shù)比較成熟，尤其是后二者在實(shí)際生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，上世紀(jì)全國開展的1：20萬化探掃面為我國尋找到了許多大中型礦床。 巖石地球化學(xué)找礦 巖石地球化學(xué)找礦是在查明巖石中元素分布的基礎(chǔ)上，總結(jié)出元素分散集中的規(guī)律，研究其與成巖成礦作用的聯(lián)系。通過發(fā)現(xiàn)異常和解釋評價(jià)異常來進(jìn)行找礦。巖石地球化學(xué)找礦的研究對象主要是巖石中的原生異常。 巖石地球化學(xué)異常形成原理： 在熱液礦床成礦過程中，成暈元素主要呈液相遷移。元素在液相條件下遷移的方式，主要有兩種：滲透遷移、擴(kuò)散遷移。 一、滲透遷移（壓力差） 滲透遷移是指元素及其化合物隨溶液運(yùn)動(dòng)而遷移。它是成暈過程中元素的主要遷移方式，這種遷移是主要由壓力差造成的。這種壓力差可使由地下深處上升來的含礦溶液，沿構(gòu)造通道向壓力減小的方向運(yùn)動(dòng)，而使元素在上部巖層中以滲透方式繼續(xù)遷移。元素滲透遷移的主要通道是構(gòu)造裂隙帶，包括斷裂帶、片理化帶、巖體與圍巖的接觸帶、地層內(nèi)的不整合面，也包括多含空隙的巖石等。 二、擴(kuò)散遷移 擴(kuò)散遷移是指元素在靜止的溶液中，由濃度高處向濃度地處遷移。它主要是由濃度差所造成的。當(dāng)含礦溶液與圍巖接觸時(shí)，由于含礦溶液與危巖中的空隙溶液（粒間溶液）內(nèi)成礦成暈元素的濃度不同，成礦成暈元素由濃度高的含礦溶液向濃度低的空隙溶液遷移，并在空隙溶液中進(jìn)一步向濃度低處繼續(xù)遷移，直到有關(guān)元素的濃度達(dá)到平衡為止。 應(yīng)用巖石地球化學(xué)找礦可以尋找多種礦床，應(yīng)用的自然條件，最基本是有基巖出露，有覆蓋層的地段，在有工程揭露基巖的情況下，也可以開展工作。 土壤地球化學(xué)找礦： 土壤地球化學(xué)找礦：應(yīng)用土壤地球化學(xué)測量了解土壤中元素的分布，總結(jié)元素的分散與濃積規(guī)律，研究其與基巖中礦體的聯(lián)系，通過發(fā)現(xiàn)土壤中的異常與解釋評價(jià)異常來進(jìn)行找礦的。 土壤地球化學(xué)異常形成原理： 土壤地球化學(xué)異常來自于兩中途徑：一、殘坡積層中同生異常；二、后生異常。 一、殘坡積層中同生異常 殘坡積層中同生異常的形成作用可以看成是單純物理風(fēng)化的產(chǎn)物，即機(jī)械分散暈。在重力及其他各種機(jī)械力的作用下，固體顆粒在地表有三種可能的運(yùn)動(dòng)方式：崩塌、潛動(dòng)及碎屑擴(kuò)散。從而形成異常 二、后生異常 后生異常可以發(fā)育在任何介質(zhì)中。形成異常的物質(zhì)通常已經(jīng)在活動(dòng)相（水溶液、氣體、植物體及大氣搬運(yùn)的質(zhì)點(diǎn)）中遷移了或遠(yuǎn)或近的距離，而在異常地點(diǎn)沉積下來。在所有遷移的動(dòng)力中，水溶液是最主要的。在任何介質(zhì)中，所有元素都有一個(gè)同生含量，它是介質(zhì)形成時(shí)所固有的，而后生異常總是疊加上去的。因此， 某一取樣點(diǎn)上的實(shí)際含量可以看成由兩部分組成： C總=C同+C后 后生異常的解釋比較困難，因?yàn)樗c異常源的關(guān)系更疏遠(yuǎn)了。在同生部分起伏的背景上，微弱后生異常就更難識別。 土壤地球化學(xué)找礦是一種成熟、有效的常規(guī)地球化學(xué)找礦方法，它既可用于區(qū)域化探階段（1∶20萬—1∶5萬地球化學(xué)調(diào)查），也可在普查階段、詳查階段使用。特別是在疏松層廣泛覆蓋區(qū)，它是一種有效的找礦方法。其主要應(yīng)用于： 1．區(qū)域找礦普查中確定成礦帶 2.檢查區(qū)域水系沉積物地球化學(xué)異常 3.覆蓋區(qū)化探找礦 水系沉積物地球化學(xué)找礦 水系沉積物地球化學(xué)找礦是通過對河流溝谷中的沉積物（包括湖泊近岸沉積物）的系統(tǒng)采樣分析，研究元素在水系沉積物中的分布，發(fā)現(xiàn)地球化學(xué)異常，圈定找礦遠(yuǎn)景區(qū)和成礦有利地段，為進(jìn)一步詳細(xì)地球化學(xué)勘查和地質(zhì)測量提供依據(jù)。 水系沉積物地球化學(xué)形成原理： 溝谷水系中的沉積物主要是地表水沖刷作用將地面斜坡上的疏松物帶入溝谷，并沿溝谷繼續(xù)搬運(yùn)遷移，其中形成異常的物質(zhì)沿著搬運(yùn)方向呈拉長形式展布。因此，化探人員俗稱為分散流。此類異常的物源追索，要逆著沉積物的搬運(yùn)方向進(jìn)行，異常源可能位于異常樣點(diǎn)上游幾百甚至幾千米，礦與異常的空間關(guān)系疏遠(yuǎn)。但是由于這類異常物質(zhì)搬運(yùn)距離遠(yuǎn)，形成的異常易于發(fā)現(xiàn)，可以用稀疏的樣品發(fā)現(xiàn)它，因此特別適用于概略普查階段使用 前提與一般工作程序。 由于礦化及其原生暈經(jīng)風(fēng)化形成土壤，再進(jìn)一步分散流入溝系，經(jīng)歷了兩次分散，不僅異常面積大，而且介質(zhì)中元素分布更加均勻，樣品代表性強(qiáng)，可以用較少的樣品控制較大的范圍，不易遺漏異常。對于所發(fā)現(xiàn)的異常，具有明確的方向性和地形標(biāo)志，易于追索和進(jìn)一步檢查。此外，順溝谷采樣，不用翻山越嶺，通行條件較好，勞動(dòng)強(qiáng)度小，樣品易采、易加工，工作效率高。因此，特別適用于大面積概略初查階段，以便迅速查明找礦遠(yuǎn)景區(qū)，為戰(zhàn)略決策提供依據(jù)。多年來的實(shí)踐證明，它是區(qū)域化探和化探普查階段首選的找礦方法。 這種方法適用于地形切割較好，水系發(fā)育的中低山區(qū)和丘陵低山區(qū)。它用于銅、鉛、鋅等賤金屬礦床，也適用于鎢、錫、鉬、鈮、鉭、鈹、鈾等稀有金屬和放射性鈾釷礦床，特別是金銀貴金屬這類“隱礦物”礦床。 水地球化學(xué)找礦： 由于地下水可帶來潛水面附近的礦化信息，因此是找深部盲礦的有前景的方法。特別是不受覆蓋物的限制，成為覆蓋區(qū)找隱伏礦的重要方法。一個(gè)水樣，匯集了匯水區(qū)的綜合信息，與水系沉積物異常形成機(jī)理相似，故而有人又稱水分散流，成為區(qū)域找礦的重要方法之一。 水地球化學(xué)異常形成主要來自三個(gè)方面的作用，包括：礦物的溶解作用、電化學(xué)溶解作用、微生物的作用。 1. 礦物的溶解作用： 不是所有類型的礦床都有利于水化學(xué)異常的形成，而主要是那些成礦物質(zhì)本身在天然水中有較大溶解度的礦床，以及那些雖然成礦物質(zhì)本身在天然水中的溶解度并不大，但在表生條件下由于氧化作用，易于轉(zhuǎn)化為易溶產(chǎn)物的礦床。如各種鹽類礦床、石油、天然氣礦床、金屬硫化物礦床及放射性鈾礦床等 2. 電化學(xué)溶解： 具有不同導(dǎo)電性的和不同電極電位的礦物相互接觸，就構(gòu)成一對天然“原電池”。低電極電位的礦物相當(dāng)于陰極，高電極電位的礦物相當(dāng)于陽極上述化學(xué)過程表明，處于陰極的低電極電位礦物溶解了 3. 微生物的作用： 微生物活動(dòng)通過分泌有機(jī)酸和生物觸媒，加速礦物分解。并且在長期的地質(zhì)歷史發(fā)展過程中，微生物具有在不同環(huán)境下生存的能力。 氣體地球化學(xué)找礦 氣體地球化學(xué)找礦是通過系統(tǒng)測量大氣或壤中氣的氣體成分特征，發(fā)現(xiàn)異常進(jìn)行找礦。 由于氣體穿透力強(qiáng)、擴(kuò)散迅速，反映深度大，人們一直寄希望于用它來找深部盲礦和隱伏礦。特別是在厚層覆蓋區(qū)，其它方法受到限制時(shí)，氣體地球化學(xué)方法就更被重視。氣體地球化學(xué)找礦中研究應(yīng)用較多的是烴類氣體找石油天然氣，He、Rn用于找鈾礦，汞氣、SO2、H2S、COS(羰基硫,別名硫化碳酰)和其它含硫氣體，以及CO2、O2氣異常用于找金屬硫化物礦床、金銀貴金屬礦床。其中，應(yīng)用較成功的是烴類氣體直接找油氣田，汞氣異常找硫化物礦床以及He、Rn找鈾礦。含硫氣體、CO2等氣體作為輔助性指標(biāo)，在氣體地球化學(xué)找礦中也有較廣泛的應(yīng)用。根據(jù)測量對象和采樣方法的不同，氣體地球化學(xué)找礦通常有三種方法： 1．土壤氣體測量，亦稱壤中氣測量。 2．近地面氣體測量，在地面行進(jìn)中，抽吸氣體測量。 3．航空氣體測量：用裝有高靈敏度儀器的飛機(jī)低空飛行，進(jìn)行氣體采樣分析。 氣體異常的形成原理 深成氣是深部地質(zhì)作用，主要是由巖漿脫氣作用和放射性衰變作用產(chǎn)生的氣體。前者主要以CO2、CO、CH4、H2S、CS2、H2等還原氣體為主，后者主要是惰性氣體。 表成氣體則是在水、陽光、游離氧、生物作用下形成的，當(dāng)然也包括有放射性衰變形成氣體。由于地質(zhì)條件不同，表成氣體種類差異很大，碳酸鹽巖地區(qū)，重碳酸鹽分解形成以CO2為主的氣體；有機(jī)質(zhì)豐富的地層及疏松沉積物，細(xì)菌活動(dòng)強(qiáng)烈，產(chǎn)生大量有機(jī)氣體，缺氧條件形成CH4及其它碳氧化合物，富氧條件則形成CO2為主的氣體。金屬硫化物氧化，則形成各種含硫氣體。歸納起來氣體異常的來源，主要有以下三種：1．原生成礦作用的內(nèi)生氣體，2．礦石氧化的表生氣體，3．放射性衰變形成的射氣異常。 而其中應(yīng)用比較成功的例子為汞蒸汽測量。 汞是典型的親硫元素，在內(nèi)生熱液作用中與Cu、Pb、Zn、Ag、Au、Cd、In、T1以及As、Sb、Bi、Se、Te等密切伴生，主要以類質(zhì)同象賦存于許多金屬硫化物中，低溫階段還能形成自己的獨(dú)立礦物。一切含汞量高的地質(zhì)體，都可能成為汞氣異常的來源。主要是硫化物礦床、氧化物礦床、富汞巖石、地?zé)崽?、油氣田，人工污染源? 影響因素：氣候、降水、土壤發(fā)育程度、地質(zhì)構(gòu)造（斷裂發(fā)育）、捕汞設(shè)備，測試設(shè)備，汞氣測量在金屬礦床、石油、地?zé)?、地震、火山活?dòng)等很多方面都有成功的例子。是一種很有前景的測試方法。汞氣可在多種情形下由固態(tài)向原子汞方向發(fā)展，并具有較強(qiáng)的揮發(fā)性和穿透性是它應(yīng)用廣泛的基礎(chǔ)和前提。 生物地球化學(xué)找礦 生物與其生存環(huán)境是一個(gè)統(tǒng)一體。當(dāng)土壤、巖石、水體及大氣中存在地球化學(xué)異常時(shí)，必然會對生長在其中的生物發(fā)生影響：這種影響可以從兩方面表現(xiàn)出來，一是引起生物體內(nèi)化學(xué)成分的變化，其中最敏銳的要算微量元素含量及其組分的改變；二是生物的個(gè)體或群體的生態(tài)特征發(fā)生變異，甚至出現(xiàn)特殊的種屬以至植物區(qū)系。相應(yīng)地在勘查地球化學(xué)中把前者叫做生物地球化學(xué)異常，后者叫做地植物學(xué)異常 目前這種方法技術(shù)不是很成熟，在實(shí)際工作中應(yīng)用較少。