浅析地球化学勘查技术的应用

■万晓明（陕西省地质调查中心陕西西安710068）

浅析地球化学勘查技术的应用

■万晓明
（陕西省地质调查中心陕西西安710068）

地球化学勘查是通过系统测量天然物质的地球化学性质，发现各种类型的地球化学异常的一种调查方法。地球化学勘查的核心是方法技术，准确地认识自然规律和把握自然规律，将决定方法技术和选择方法技术的正确性，而正确的方法技术又反过来服务于自然界规律的新发现与新认识。本文详细分析研究了地球化学勘查的技术方法及其应用。

地球化学勘探

勘查地球化学的理论基础是成矿物质在成矿过程中，在围岩中留下元素运移轨迹或在成矿以后，通过分散在四周岩石、土壤、水系沉积物、水、植物及气体中形成各种类型的地球化学分散模式，根据这些元素变化轨迹或分散模式去追踪和发现新的矿床。这一理论基础的体系可以从下列经典著作或出版物中得到体现。近几年以来，我国勘查地球化学的专家在地球化学填图、深穿透地球化学与隐伏区矿产勘查、巨量金属聚集与大型矿集区定量识别与评价、难识别类型或难识别矿种勘查、地球化学块体等方面已经取得了很大的进展，并推动勘查地球化学进入到新的一个理论阶段。现阶段，我国的资源形势日益严峻，在我国工业、制造业等需要应用四十五种常用矿产中，已有一半以上出现的储量消耗程度超过储备资源创造的速度。随着当前我国对矿产资源需求的日益加强，使得勘查矿产的难度也呈现出明显加大。对此，强化我国矿产资源的勘查能力，从而实现勘查的重大突破，是目前提升我国矿产资源保障水平的主要措施。

1　地球化学勘查的主要目的任务

地球化学勘查目的是发现与圈定各类地球化学异常，寻找和发现矿床。研究和发现地球形成和演化过程中元素的分布自然规律与变化特点。研究与发现元素的分布和丰度、却等变化规律与人类生存及发展的关系。研究与发现地球在形成、演化过程中的元素富集与贫化、迁移与分散的规律性，进一步发现与成矿作用密切相关的区域成矿地球化学环境及其分布的规律。自从上世纪三十年代产生了地球化学勘查以来，找矿一直是其主要任务目标。随着时间推移、科技进步和人类需求扩大，地球化学勘查的目标主要为资源和环境两大领域，从以找矿为主，逐渐向地质及生态环境等多目标扩展。

2　地球化学勘查方法

2.1岩石地球化学找矿

岩石地球化学找矿是在查明岩石中元素分布的基础上，总结出元素分散集中的规律，研究其与成岩成矿作用的联系。通过发现异常和解释评价异常来进行找矿。岩石地球化学找矿的研究对象主要是岩石中的原生异常。

2.2土壤地球化学找矿

土壤地球化学找矿：应用土壤地球化学测量了解土壤中元素的分布，总结元素的分散与浓积规律，研究其与基岩中矿体的联系，通过发现土壤中的异常与解释评价异常来进行找矿的。

2.3水系沉积物地球化学找矿

水系沉积物地球化学找矿是通过对河流沟谷中的沉积物（包括湖泊近岸沉积物）的系统采样分析，研究元素在水系沉积物中的分布，发现地球化学异常，圈定找矿远景区和成矿有利地段，为进一步详细地球化学勘查和地质测量提供依据。

2.4水地球化学找矿

由于地下水可带来潜水面附近的矿化信息，因此是找深部盲矿的有前景的方法。特别是不受覆盖物的限制，成为覆盖区找隐伏矿的重要方法。一个水样，汇集了汇水区的综合信息，与水系沉积物异常形成机理相似，故而有人又称水分散流，成为区域找矿的重要方法之一。水地球化学异常形成主要来自三个方面的作用，包括：矿物的溶解作用、电化学溶解作用、微生物的作用。

2.5气体地球化学找矿

气体地球化学找矿是通过系统测量大气或壤中气的气体成分特征，发现异常进行找矿。由于气体穿透力强、扩散迅速，反映深度大，人们一直寄希望于用它来找深部盲矿和隐伏矿。特别是在厚层覆盖区，其它方法受到限制时，气体地球化学方法就更被重视。气体地球化学找矿中研究应用较多的是烃类气体找石油天然气，He、Rn用于找铀矿，汞气、SO2、H2S、COS(羰基硫,别名硫化碳酰)和其它含硫气体，以及CO2、O2气异常用于找金属硫化物矿床、金银贵金属矿床。其中，应用较成功的是烃类气体直接找油气田，汞气异常找硫化物矿床以及He、Rn找铀矿。含硫气体、CO2等气体作为辅助性指标，在气体地球化学找矿中也有较广泛的应用。

2.6生物地球化学找矿

生物与其生存环境是一个统一体。当土壤、岩石、水体及大气中存在地球化学异常时，必然会对生长在其中的生物发生影响：这种影响可以从两方面表现出来，一是引起生物体内化学成分的变化，其中最敏锐的要算微量元素含量及其组分的改变；二是生物的个体或群体的生态特征发生变异，甚至出现特殊的种属以至植物区系。相应地在勘查地球化学中把前者叫做生物地球化学异常，后者叫做地植物学异常，目前这种方法技术不是很成熟，在实际工作中应用较少。

3　地球化学勘查应用

3.1森林沼泽区的应用

我国森林沼泽景观区主要分布在大兴安岭、小兴安岭、张广才岭和长白山区，面积约七十万平方千米，气候温和湿润，冻土冻结时间长，从而造成土层冷湿、通气状况不佳、生物化学作用受到很大抑制；有机物分解能力较弱，地表疏松层中保留了较多职务残体。同时，由于植被发育，水土保持良好，地表排水能力较差，地下水位较高，沼泽和湿地十分发育。长期影响化探效果的干扰物质为有机质，选择排除有机质干扰的办法，是在森林沼泽景观区进行化探工作的攻关点和难点。森林沼泽区异常查证最关键的是采样介质的选择。所选择的介质既要能够最直接地反映成矿信息，又应当是普遍存在并易于大规模开展的。注意土壤的分层结构、不同层位的物质组成、含量变化和存在形式。重视有机质对元素含量的干扰问题。采样粒级，应采用水系沉积物相同的粒级，在没有完全确定采样粒级的情况下，应依据土壤与下伏基岩的关系，采样粒级宜粗不宜细，样品以基岩风化碎屑为主。采样的难易程度与组合样点的关系就是样品的可靠性与代表性的关系。

3.2半干旱和干旱区的应用

半干旱、干旱荒漠区主要包括两种景观，即干旱荒漠戈壁残山景观和半干旱山地景观，主要分布在我国西北部。干旱半干旱地区的特点是受风沙干扰十分强烈，而化探技术必须要有效解决排除风积物和钙积层的干扰。通过筛选粒级来排除风尘沙子，了解由于次级景观条件和地区差异导致的采样粒级的差异性。加强元素在盐基层中迁移及聚集等方面的研究，为该景观地区的化探方法提供更合理的理论依据。该地区蒸发作用较强，盐类沉积物分布较多，以风蚀作用为主，物理风化和机械搬运作用强烈，化学风化起较弱作用，水系较短，水系沉积物颗粒较粗。采用地球化学勘探技术可以有效圈出地球化学异常，并与地质特征吻合，反映已知矿床的位置，对风尘沙子干扰有了足够的认识，采取了相应技术措施，并发现多处新矿床。

3.3高寒干旱荒漠及湖沼丘陵区的应用

高寒干旱半干旱荒漠山地景观、高寒半湿润山地景观、高寒湖沼丘陵景观是高寒山区的三种特有景观。此地区地球化学勘查技术的重点是排除风积物干扰，采样时要注意样品代表性，土壤测量样必须是残坡积物，不能采集基岩中原始地球花谢信息遭到破坏的粘土化的物质。运用地球勘查技术可以采用矿物分离的方法研究各类物质与元素之间的关系，对细粒级元素富集的原因进行升入分析，对分离出的矿物样品进行鉴定，精确分析矿物含量和元素含量。通过地质体中元素分布和元素共生组合规律的研究，解决诸如区域构造分区与成矿作用的关系等基础地质问题。了解该区域地球化学环境的分布特征、分布规律与地质单元的关系，对成矿矿种和潜在资源量进行合理评价与确认。

3.4油气化探

油气化探是石油天然气地球化学勘探的简称。石油天然气化学勘查技术利用石油天然气在形成和运移过程中，在岩体、水体、土壤、气体和生物体中留下的痕迹进行化学勘查，找出化学异常。将地球化学与地质学相结合，采用多种分析手段，利用有机质来源、有机质的显微组分组成、有机质元素组成、热解特征等指标来划分有机质类型，进而对烃源岩进行定性评价。利用地球化学勘查方法可以查找出油气源，确定生油层和储油层的特点，研究油气在形成、运移、集中、分散及破坏过程中在天然介质中留下的痕迹，成功寻找到可靠油气藏，对我国油气产生补充作用。

4　结束语

综上所述，地球化学勘查工作属于十分复杂的技术型系统工程，在这其中，单纯的一项化探办法必然无法对复杂的勘查环境做出完美的解释。所以，在现实的勘查过程中，必须要从意识上关注化探办法和物探技术的结合应用，最大程度地发挥每个学科的特点优势，从而抑制异常的多解性。

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P59[文献码]B

1000-405X（2016）-1-224-2