隐伏矿床勘查地球化学新进展
第26卷第8期2011年8月
地球科学进展
ADVANCES IN EARTH SCIENCE
Vol．26No．8
Aug．，2011
文章编号：1001-8166（2011）08-0822-15
隐伏矿床勘查地球化学新进展?
孙剑，陈岳龙，李大鹏
（中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京100083）
摘要：近年来，隐伏矿床的勘查日益受到重视，随着成矿理论和分析技术的发展，形成了众多新的地球化学勘查方法，在隐伏矿床勘查中发挥着越来越重要的作用。当前，以金属活动态测量法、地球气纳微金属测量法、电地球化学方法、活动金属离子法等一系列偏提取技术为代表的深穿透地球化学方法，能够获取深部矿体的直接信息，是隐伏矿床勘查技术上的一项重大突破。综合应用地质、地球化学、地球物理、遥感等多元信息来进行勘查的综合信息找矿方法也在隐伏矿床勘查中取得了显著的效果，是未来矿产勘查的重要发展方向。以地球化学块体这一理论概念为基础发展出的地球化学块体方法技术，以国内外近百例矿床勘查发现史为基础总结经验得出的信息找矿战略，以及以Cu、Fe、Zn等非传统同位素示踪技术为代表的新的示踪技术，代表了当前矿产勘查在理论、经验和分析技术上的新突破，开始初步应用于隐伏矿床的勘查并产生良好的效果。同时，传统的地球化学勘查手段如地下水地球化学勘查、植物地球化学勘查方法取得了新的发展，仍在隐伏矿床勘查中发挥了重要作用。综述和讨论了各种勘查地球化学方法的概念、原理、使用方法以及实际应用效果，指出了目前存在的一些问题，为勘查工作者提供了参考。
关键词：隐伏矿床；勘查地球化学；深穿透地球化学；综合信息找矿
中图分类号：P62文献标志码：A
随着中国国民经济持续快速发展，中国对矿产资源的需求呈现了快速增长的趋势，资源短缺已经成为制约中国经济又好又快发展的主要瓶颈之一。出露区经历了人类肉眼上千年的找矿历史和一个多世纪的系统地质勘查，找到新的矿产地的可能性越来越小，普遍认为寻找新的矿床，特别是大型或巨型矿床的最大机遇是在隐伏区［1］。
从地球化学角度，矿床的特点是高度富集成矿元素。找矿的实质是寻找元素异常富集的地质体。因此，最直接的找矿方法是寻找出露在地表的矿石露头，如铁帽。对于埋藏在浅部地表下的矿床，矿体中的成矿物质或元素可以通过各种营力，如在风化搬运、离子扩散、地下水循环、生物搬运等作用下，迁移至地表，利用传统的勘查地球化学方法能够较有效地找到矿。水系沉积物、土壤和岩石地球化学测量等传统化探方法，在20世纪的找矿实践中发挥了令矿产勘查界瞩目的重要作用［2 5］。而对于深部隐伏矿床，特别是覆盖区找矿条件，传统化探方法已无法完全适应，需要有新的方法技术予以补充［6 8］。
近年来，随着成矿理论和分析技术的发展，形成了一系列新的地球化学勘查方法，在隐伏矿床勘查实践中经受了考验，受到越来越多的关注。尤其令人瞩目的是以地气法、金属活动法、电地球化学法、活动金属离子法等一系列偏提取技术为代表的深穿透地球化学方法，综合应用地质、地球化学、地球物理、遥感等多元信息来进行勘查的综合信息找矿方法，在勘查实践中取得了显著的效果。除此之外，从地球化学块体这一概念理论出发发展的地球化学块
?收稿日期：2010-09-28；修回日期：2011-05-16．
*基金项目：中国地质调查局国土资源大调查项目“地质调查情报编译与科技成果集成”（编号：1212010561508）；中国地质调查局“国外地质调查战略情报编译与专题研究”项目中的专题“国外化探技术文献编译与研究”（编号：1212011120175）资助．作者简介：孙剑（1986-），男，浙江天台人，博士研究生，主要从事同位素地球化学研究．E-mail：sunjiantc@163．com
体方法技术，以国内外近百例矿床勘查发现史为基础总结经验得出的信息找矿战略，以及以Cu、Fe、Zn 等非传统同位素示踪技术为代表的新的示踪技术，取得了快速的发展，将会对矿产勘查产生重要的影响。同时，传统的地球化学勘查方法如地下水地球化学勘查、植物地球化学勘查也得到了进一步的发展完善。这些新的进展对寻找隐伏矿床，解决资源短缺问题，具有重大的意义。本文对各种勘查地球化学方法的概念、理论基础、使用方法以及应用实例进行了介绍和讨论。
1深穿透地球化学
国际找矿界都在致力于研究能探测更大深度的获取直接信息的地球化学找矿方法。20世纪90年代以来，出现了一些新的能够有效探测数百米深度以下隐伏矿床的方法，这些方法包括瑞典Kristians-son等［9］首先提出的地气（geogas）法，前苏联的电地球化学方法（CHIM）［10］，美国Clark等［11］提出的酶提取方法，澳大利亚Mann等［12］提出的活动金属离子法（MMI），以及我国提出的金属活动态法（MO-MEO）［13］。在这一背景下，Cameron与谢学锦于1997年第16届国际化探大会期间提出了“深穿透地球化学”（Deep-penetrating Geochemistry）的概念，来概括这些新方法、新技术，以推动它们的发展。1．1深穿透地球化学的概念和理论基础
深穿透地球化学被定义为，探测深部隐伏矿或地质体发出的直接信息的勘查地球化学理论与方法［1］。它是通过研究隐伏矿成矿元素或伴生元素向地表的迁移机理和分散模式，含矿信息在地表的存在形式和富集规律，发展含矿信息采集、提取与分析、成果解释技术以达到寻找隐伏矿床的目的。与传统化探方法不同，该理论与方法具有下列特点：①探测深度大，可达数百米；②所测量的主要内容是直接来自深部矿体的直接信息；③这种信息极为微弱，往往在亿分之几至百亿分之几；④但这种微弱信息反而更可靠，因为常规化探中起干扰作用的物质发不出这种信息［14］。
深穿透地球化学方法研究的是呈极活跃状态的金属，它们可以在地表覆盖物中形成叠加异常。至于它们是被何种从深部上升的推动力携带于地表，可能的途径主要有：①风化过程中元素的物理和化学释放；②地下水循环将元素溶解带到地表；③离子扩散作用；④氧化还原作用；⑤蒸发作用；⑥植物的根系吸收；⑦气体扩散；⑧气体搬运［15］。不同的学者对此有不同的看法。如前苏联发展的CHIM方法［10］认为人工电场是驱使金属从深部到达地表的主要动力；酶提取方法的理论基础是地下水与自然电化学作用；起源于澳大利亚的MMI方法认为在澳大利亚深风化过程中产生活动态金属离子；我国的谢学锦等［14］倾向于支持地幔脱气学说，认为整个地球都在“漏气”，这种来源于地幔的“地球气”不仅穿过隐伏矿床携带活动态金属到达地表，而且可从隐伏或半隐伏的地球化学块体中携带活动态金属到达地表。
尽管不同的深穿透地球化学方法都有各自的解释，但这些解释的共同点是：矿床本身及其围岩中的成矿元素或伴生元素活动态形式，包括各种离子、络合物、超微颗粒等，可以在某种或某几种营力的作用下，被迁移至地表，在地表介质中形成叠加含量，用适当的方法捕获或提取这些元素的叠加含量，可以达到寻找隐伏矿的目的。
1．2深穿透地球化学勘查方法
由于不同学者对深穿透地球化学的元素迁移机理的理解不同，因此所使用的深部成矿信息提取方法也不同，主要包括金属活动态测量（MOMEO）、地球气纳微金属测量（NAMEG）、电地球化学方法（CHIM）、活动金属离子法（MMI）、酶提取法（En-zyme leach）等。这里重点介绍我国学者所研发的金属活动态测量和地球气纳微金属测量。
1．2．1金属活动态测量（MOMEO）
（1）基本概念和理论基础
地下深部成矿元素和伴生元素可以通过各种途径：地下水循环、离子扩散、毛细管作用、电化学梯度、植物作用和气体搬运等营力作用被运移至地表，被各种天然捕集物质，如可溶性盐类、胶体、粘土、氧化物和有机质所捕获［16］。
金属元素可形成各种形式的活动态金属，主要包括：①作为离子状态存在；②作为可溶性化合物和络合物形式存在；③作为可溶性盐类；④作为胶体形式吸附在土壤颗粒表面；⑤以离子或超微细颗粒吸附在黏土表面，或以可交换的离子态存在于黏土矿物之中；⑥以不溶有机质结合形式存在；⑦作为离子或超微细颗粒吸附在矿物颗粒的氧化膜上或被氧化物包裹［1］。不同的元素其活动态形式和赋存介质会有差别，如Au主要的活动态是以超微细颗粒存在，U在干旱氧化条件下主要以活动态的铀酰络阳离子存在，Cu主要以稳定形式存在。但无论何种形式，细粒物质的强烈吸附和可交换性能是活动态元
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素的天然“捕获阱”（natural trap）［17］。所以分离细粒物质进行全量分析或提取某种赋存介质进行偏量分析都可以获取含矿信息。
（2）含矿信息分离与提取流程
对金属活动态的提取，不仅要破坏载体使金属释放出来，而且还要将释放出来的金属能够溶解于溶液中。因此，金属活动态提取是针对金属活动态本身的提取，而不只是对载体的提取［13］。据此，Wang等［13，18，19］研制出了金属活动态2阶段提取方案：第一阶段是使用顺序提取的方法，将载体由弱到强依次溶解，并使金属释放出来；第二阶段是对提取液的处理过程，将第一阶段释放出来的金属溶解于溶液中。
活动态金属的提取包括：①水提取（WEM），提取包括金属离子、可溶性化合物、可溶性胶体和可溶性盐类中的金属元素；②吸附态提取（AEM），提取吸附和可交换金属；③有机结合态提取（OBM），提取有机质结合金属；④铁锰氧化物态提取（FMM），提取氧化物膜吸附或包裹金属。具体的步骤以及元素分析方法可参考文献［1］。
元素的分析仪器以等离子质谱（ICP-MS）为主，配合石墨炉原子光谱吸收（GF-AAS）、预富集化学光谱（CP-AES）和原子荧光光谱（AFS）。
（3）试验与应用
由于金属活动态测量方法提取的是深部隐伏矿床发出的直接信息，该方法适用于不同地表条件下隐伏矿床的勘查，包括冲积平原、热带深风化壳覆盖区、草原覆盖区、荒漠戈壁覆盖区等。金属活动态测量方法能够提取并探测几乎所有金属的异常，包括Au、Ag、Pb、Cu、Zn、Mo、U、铂族元素、稀土元素等。至于探测的深度，已有的试验表明，至少在超过300 m深的矿床上方可以有效地圈出异常。
王学求［13，16］利用金属活动态水提取（WEM）对冲积平原山东省进行了试验，发现了4处大规模的区域Au异常，其中2处异常是含已知大型金矿床的异常。利用金属活动态水提取（WEM）、吸附态提取（AEM）对位于乌兹别克斯坦西部克孜勒库姆沙漠腹地的穆龙套金矿进行了试验，在金矿体上方发现明显的Au异常。利用金属活动态提取方法在热带深风化壳覆盖区奥林匹克坝巨型Cu-U-Au-Ag矿床（深约300m）上方发现明显的Cu、Au、Hg、Ir、Ta 异常。利用有机质结合态提取（OBM）方法在川西北若尔盖草原覆盖区东北寨金矿上方发现明显Au 异常，已由钻探证实为一大型隐伏金矿［14］。
王学求等［21］利用各种金属活动态提取方法对东天山进行战略性深穿透地球化学调查，共圈出1000km2以上的地球化学块体18处，包括铜、镍、铅、锌、银、金、钨、铀、铂—钯地球化学块体。有6处地球化学块体与已知矿集区相对应，新圈定的地球化学块体12处中有3处发现了新的矿床［20］。对东天山荒漠戈壁覆盖区的研究还表明：弱胶结层是干旱荒漠区超低密度调查的有效采样介质，并且深部含矿信息主要赋存在细粒级部分和氧化地球化学障中，使用细粒级部分与提取氧化物膜中的金属元素相互补充可以有效地识别含矿信息。
1．2．2地球气纳微金属测量
地球气纳微金属测量法，即地气法，最早由瑞典Boliden Mineral公司Kristiansson等［9，22］和Malmqvist 等［23］提出，但由于方法在基础理论上存在分歧，西方国家自20世纪90年代起少有新的突破性成果的报道，我国是世界上唯一始终坚持开展地气研究的国家。我国任天祥等［24］提出地气异常物质可能呈纳米态存在和迁移，童莼菡等［25，26］研究证实地气物质以纳米颗粒存在和迁移并提出其迁移机制，王学求等［27］设计了动态采样装置及方法（NAMEG），谢学锦等［14］提出用该方法做地气地球化学填图，在理论研究发展的同时该方法在隐伏矿勘查中发挥了重要作用。
（1）基本概念和理论基础
基于地球深部存在上升的气流，当上升气流经过矿体及其所形成的高含量地球化学块体时，将把成矿元素及伴生元素的活动态部分（纳米级颗粒、胶体、离子和各种络合物）带到地表。因而采取气体样品，分析气体中金属元素含量就会指示深部矿体的存在［16］。地气测量方法和地表疏松沉积物中金属活动态测量方法的理论依据基本类似，只是采样的介质不同，地气法的采集对象是气体中的活动态金属。因而地气法同样能够勘查各种不同地表条件下的隐伏矿床，能够提取各种不同的金属异常。
（2）采样技术及分析方法
地球气纳微金属测量法的采样方法有静态法和动态法2种。最初使用埋置集气法（静态法），具有受气候影响小但采样时间长采样器回收率低等特点，不易开展大规模的工作。王学求等［27］设计的动态采样装置使用聚胺脂泡沫塑料加上特殊的负载作为吸附材料，用抽气泵快速抽气，只需几分钟就能完成一个样品的采集工作。该方法实现了高速采样、液态介质高效捕集。缺点是液体捕集剂无法在埋置
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采样中应用，使动态采样中引入误差上升为技术问题。
地气中的金属含量非常低，通常10mL气体中的绝对含量在ng级以下，相对含量在10－2ng/L级别，因此对分析技术的要求极为严格和苛刻，只有使用高灵敏和超高灵敏的分析技术才能实现。地气样品测试方法主要有：质子激发荧光光谱分析（PIXE）、中子活化分析（INAA）和等离子质谱（ICP-MS）［28］。更详细的采样及处理方法可参考文献［27，29］。
（3）试验与应用
王学求等［27］利用地球气纳微金属测量法，结合地表疏松沉积物中金属活动态测量法，对山东招远市一大型隐伏金矿———大尹格庄金矿的Au元素进行了试验研究，结果表明：在矿体上方确实有“气态金”的存在，并且“气态金”的含量和地表土壤中Au 的全量无关，而与活动态的Au有关，反映了部分活动态Au并不是土壤所固有的，可能是以某种途径从深部迁移至地表，带来了深部矿化的信息。
Wang［13，16］利用地球气纳微金属测量法对冲积平原山东全省（含胶东金矿）、沙漠覆盖区穆龙套金矿、热带深风化壳覆盖区奥林匹克坝、川西北若尔盖草原覆盖区地区的隐伏金矿进行了试验，发现金矿体上方具有明显的Au异常。
北祁连盆地区分布有我国最大的块状硫化物矿床，多被白垩纪以来各种运积物所覆盖，近年来利用地气测量法在北祁连黑河盆地的红层覆盖区先后发现了赖都滩和白柳沟多金属块状硫化物富矿体［30］。汪明启等［30］采用主动法采样方法对白柳沟地区的地气研究，圈出了Cu、Pb、Zn、Au、Cd、Ba等元素综合异常带2条，对其中的一条异常钻探验证表明，在150 250m处存在铅锌矿化体及金矿化体。
刘应汉等［31，32］利用地气法在Cu、Ni、Zn、Pb、Cr、Au等隐伏矿床方面均取得良好的效果。1995在甘肃肃北黑山打到总厚102m达到工业品位的铜镍矿体，1998年在河北的和顺店打到数十米厚的铅锌银矿体，甘肃静宁县蛟龙掌地区验证见铜铅锌矿化体，2002年在河北张全庄金矿区通过验证打到厚度超过1m，延伸超过200m，品位在6g/t以上的金矿体。2005年在青海祁连县三叉地区通过地气测量发现新的镉矿化体和镉矿体［32］。青海拉水峡隐伏铜镍矿深约50m，为第三系红层、第四系黄土覆盖。数十年来常规的地质、物化探工作均没有成效，利用地气测量表明具有明显的Cu、Ni异常，最后验证见到矿体［31］。
1．2．3电地球化学方法
电地球化学方法是前苏联学者Ryss等［33］提出的一种将地球物理、地球化学和电化学综合交叉为一体的找矿方法，主要应用于矿产勘查的详查及异常查证阶段。该方法用于寻找隐伏矿体的基本原理是：深部盲矿或隐伏矿经过电化学溶解，在矿体周围形成离子晕，与成矿有关的成矿元素及伴生元素在电化学电场、地气、地下水运动等各种自然营力作用下迁移到近地表，并以多种形式赋存下来。在人工电场作用下，矿化相关的金属离子平衡发生改变，金属阳离子在电场作用下向阴极移动，并形成电解物，收集并分析电极上吸附的电解物，即可发现相关的金属离子异常，从而达到找矿和评价的目的［34，35］。
20世纪70年代以来，俄罗斯应用CHIM法在有色金属、贵金属、稀有金属矿床普查找矿方面取得了显著的成果。20世纪80年代该方法传入我国，罗先熔等［36，37］率先在国内开展了地球电化学勘查技术寻找隐伏矿床的研究工作。CHIM法的缺点是设备笨重、成本高、工作效率低，不适合大规模生产的需求。长安大学的康明［38］对该方法进行了改进，在广西横县泰富金矿得到了较好的应用效果。1．2．4活动金属离子法
活动金属离子法（Mobile Metal Ions，MMI）是澳大利亚的Mann等［12］发展起来的。MMI法的理论基础是深部矿体的金属活动离子可以穿过上覆的沉积岩石及外来的沉积物到达地表，使用某种特殊试剂可以把这种金属活动离子提取出来，这种金属活动态离子异常经常较准确地位于矿体垂直上方，偶尔也在倾斜上方。MMI法能够准确地圈定Au的盲矿体以及隐伏的镍和贱金属矿化，并已在澳大利亚、非洲、智利和美国等许多覆盖厚度几米至700m的矿床上圈定出多个含金、贱金属和镍矿化的矿体。1．3深穿透地球化学方法综合应用与对比
国际勘查地球化学家协会于1997年开始组织实施了“深穿透地球化学对比计划项目”，将各国不同的方法进行了对比。结果表明，在干旱地区隐伏矿床上方最明显的异常是酶提取的Br、I异常与Fe、Mn负异常；在内华达Mike隐伏金矿上方使用有机结合态提取方法（OBM）效果最好；Mike隐伏铜矿上方使用铁锰氧化物包裹及吸附态提取方法（FMM）效果最好；在智利Gaby Sur隐伏斑岩铜矿上方，应用水提取（WEM）及吸附态提取（AEM）方法能够在整个隐伏矿床上方地表都圈出明显的Cu及Ag异常［14］。
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第8期孙剑等：隐伏矿床勘查地球化学新进展
我国将深穿透地球化学方法用于超低密度区域性地球化学填图，先后在冲积平原区（25万km2）、黄土覆盖区（3万km2）、草原覆盖区（3万km2）、荒漠戈壁区（15万km2）以及澳大利亚奥林匹克坝外围（6000km2）和乌兹别克斯坦穆龙套矿区外围（1万km2），完成了深穿透地球化学填图［14］。目前，正在进行全国76种元素地球化学图集的编制［39］。在深穿透地球化学填图中，发现了多处有可能找到新的Au、U、Cu、W、Pt、Pd隐伏矿床的远景区。
1．4总结
深穿透地球化学勘查方法依靠灵敏的分析技术，能够探测到深部矿体的直接信息，开创了新的找矿方法。在近十几年里迅猛发展，已成为一种有效的隐伏矿床勘查手段，具有很大的应用潜力。但在应用的过程中需要注意的是：
（1）深穿透地球化学方法主要适用于大型、超大型隐伏矿床的勘查。因为深穿透地球化学探测的深度大，还可能存在各种背景噪音的干扰，只有那些具有巨量成矿物质富集的大型、超大型矿床发出的信息才更有可能被识别出。
（2）由于深穿透地球化学所测量的来自深部矿体的直接信息极其微弱，因此发展新的技术手段，提高元素的检测灵敏度，将会极大地推动深穿透地球化学的发展。
（3）虽然深穿透地球化学勘查方法已在矿产勘查中成功应用，但是它的理论基础———成矿元素从深部向地表迁移的机理仍是勘查地球化学工作者需要努力解决的问题。
（4）准确扣除背景干扰，有效提取成矿信息是深穿透地球化学应用成功的关键。不同的覆盖区和矿种，金属活动态的存在形式会不同，需要选用不同的提取方法。如CHIM和MMI提取的是离子态的形式，故对于那些易呈离子形式的金属元素（贱金属和多金属矿）比较有效；MOMEO提取的不仅是离子态的形式，还包括超微细的金属，故对于不易形成离子形式的金矿效果突出；Enzyme leach只提取非晶质锰的氧化物，所以在氧化环境条件下效果比较好。
2综合信息找矿
隐伏矿床勘查是一项极其复杂的工作，单一的勘查手段往往具有多解性或片面性，多种勘查手段的综合，或者多学科信息的结合，能够大大提高找矿效率。综合多种地质信息，包括地质、地球化学、地球物理、遥感等勘查信息，而进行隐伏矿床勘查的方法，我们称之为综合信息找矿。近年来，越来越多的勘查者提出了综合不同信息进行找矿的思路和方法，包括综合信息矿产预测理论与方法［40，41］、矿床模型综合地质信息预测技术［42］、多元信息综合找矿［43］等。其中尤以王世称提出的综合信息矿产预测理论与方法效果显著，下面以此为例进行介绍。
综合信息矿产预测理论与方法最初是由吉林大学王世称等［41，44］于20世纪80年代提出的。该方法融合了地质、地球化学勘查、地球物理勘查、遥感勘查信息，对隐伏矿床进行勘查和预测。20多年来该理论与方法广泛应用于中国矿产资源预测和评价领域，现已成为矿产资源预测和评价通行的理论与方法。
2．1基本概念和理论基础
综合信息矿产预测理论与方法以研究地质、地球物理、地球化学和遥感信息为基础，同时研究信息之间的转换规律，建立综合信息找矿模型，开展成矿预测，应用间接信息找寻隐伏矿产资源体，达到找矿的目的［45］。
综合信息矿产预测理论与方法的成矿学原理是成矿系列和矿化系列理论。成矿系列是由程裕淇等［46］提出的，是指在一定的地质单元中，一定的地质发展时期，与一定地质作用有关的，在不同或相同的演化阶段不同部位形成的有内在成因联系的一组矿床。各种成因的矿床和不同矿种的矿床是有机关联的整体，形成成矿系列。成矿系列受控于不同的成矿地质条件，可以划分为变质成矿系列、沉积成矿系列、火山成矿系列和侵入成矿系列。
矿化系列是矿产资源体系列，指在统一地质成矿作用下，形成于一定地质构造单元上的所有有益元素的浓集地段（其中包括矿床、矿点、矿化点及原生晕）［47］。矿产资源体集合是密集成群的，绝对不是独生子。矿产资源体由大、中、小型矿床组成，为一个有机的整体，具有“鹤立鸡群”的分布形式。大型、超大型矿床外围有姊妹矿，绝大多数的大型、超大型矿床外围有隐伏的大型、超大型矿床［45］。
综合信息矿产预测理论与方法的地球化学原理是基于元素的成矿地质背景及成矿系列分别具有独特的元素组合和异常类型，并且二者之间具有某种内在联系。地球化学信息从异常结构和异常强度等方面直接揭示了矿床及其产出地质背景的地球化学特征。地球物理信息主要用于研究成矿区域地质背景的地球物理标志及深部地质特征，区域构造格架及其演化规律。遥感影像宏观地反映了研究区景观
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地理特征，反映了山势、水系组合模式及岩性特点［41］。
2．2综合找矿模型的建立
综合信息找矿模型以矿产资源体为单元，应用它们的集合建立统计性模型。矿产资源体有不同的等级（矿床密集区、矿田、矿床、矿体），不同等级的找矿模型是统计性模型而不是确定性模型。综合信息找矿模型以地质信息为基础，研究地质、地球物理、地球化学和遥感信息，并研究它们之间信息的转换规律，应用间接信息找寻隐伏矿产资源体和盲矿产资源体，达到找矿的目的。
模型的建立包括如下3个方面的研究工作：①成矿模式研究，重点进行成矿规律和控矿条件的研究，包括区域性和矿床地质特征的研究，查明矿床地质特征，空间展布格局和控矿条件，这是建立找矿模型的前提。②总结综合性的找矿标志。重点是根据地质体（包括矿化单元）的地质特征研究以及地质体之间地球物理和地球化学等性质差异的分析，确定能区分和识别不同地质体的各种标志。③在以上工作基础上，以一定矿产预测对象———矿化单元为目标，研究综合标志的关联和综合信息的模式化［47］。
2．3应用实例
乳山金矿区位于胶东半岛东部乳山县境内，属牟平—乳山近南北向金矿成矿带的南半部。区内主要有金青顶、唐家沟、英格庄、初家沟、胡八庄、铜锡山、三甲、东峒岭等金矿，金矿点星罗棋布。通过综合该区金牛山金矿中有关的地质信息：包括断裂控矿构造，脉岩信息（闪长玢岩脉、煌斑岩脉、石英脉及二长斑岩脉等），围岩蚀变信息（钾化、黄铁绢英岩化、绢英岩化、硅化等该区重要的找矿信），矿物学信息，地球化学信息（指示元素异常强弱和单个阶段形成原生晕的轴向分带特征等）以及地球物理信息（矿体与围岩具有不同的电阻率值）等综合研究，进行了矿体的定位预测。
根据现有地质资料及已经掌握的成矿规律，矿山部在金牛山成矿带优选了13个探矿靶区，其中10个靶区已被中国冶金地质勘查工程总局地球物理勘查院物探中心所进行的“山东牟平金牛山金矿床的构造叠加晕研究及深部预测”证实，此研究项目最终圈定Au金属量20t，潜在价值约30亿元。优选的13个探矿靶区在2007年的探矿工作中都发挥了重要作用，总共探明新增332级以上地质储量580831t，获得Au金属量2．395t［48］。3其他的新方法与技术介绍
深穿透地球化学方法和综合信息找矿方法在隐伏矿床勘查中的应用已相对较为成熟。除此之外，成矿理论、分析技术上的突破，找矿经验的总结，还引发了众多新的勘查技术的出现。在成矿理论上，如地球化学块体这一概念的提出和完善［49，50］，发展出了地球化学块体方法技术。在找矿经验总结上，施俊法等［51］通过对国内外近百例矿床发现史的经验总结，提出了信息找矿战略。在分析技术上，随着多接收杯电感耦合等离子质谱（MC-ICP-MS）的出现，发展出了Cu、Fe、Zn等非传统同位素示踪技术。3．1地球化学块体方法技术
20世纪80年代，找寻巨型矿床成为国际矿业界勘查活动的焦点，许多地质学家一直试图从成矿过程、成矿环境和成矿条件来辨认巨型矿床与一般矿床的差异，然而没有成功。我国开展了20多年的区域地球化学全国扫面（RGNR）计划，获得全国逾600万km2国土面积的高质量元素分析的海量数据，在这一背景下，谢学锦等［50］通过分析这些数据，发现自然界存在着一系列比传统意义的分散晕分散流更为宽广的套合的地球化学模式谱系，由此提出了地球化学块体的概念。经过最近几年的发展，完善了地球化学块体的概念：认为地球化学块体是地球上某种或者某些元素高含量的巨大块体，是地球从形成与演化至今不均匀的总显示，为大型至巨型矿床的形成提供了必要的物质供应条件。
由地球化学块体这一概念出发，发展了一套新战略和方法技术用于找矿研究。具体分3步：①对一个大的研究目标域（如一个省或一个国家）某个金属元素的资源潜力进行评价；②根据研究目标域的资源潜力指出最有远景的大型矿（矿集区）的靶区；③结合地质地球物理遥感资料对靶区（远景区）做进一步的优选缩小［52］。
地球化学块体的理论与方法学研究虽然尚在初期阶段，但已为勘查地球化学、矿床学与成矿学开拓了眼界，并提供了新的研究思路。如王学求等［20］通过在东天山15万km2的战略性深穿透地球化学调查共圈出超过1000km2的地球化学块体18处，根据这些块体与矿集区的对比，发现所有的已知矿集区都位于地球化学块体的范围之内，地球化学块体为矿集区的形成提供了丰富的物质基础；有矿集区的存在一定有地球化学块体的存在，但反过来有地球化学块体的存在不一定有矿集区的存在，地球化
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第8期孙剑等：隐伏矿床勘查地球化学新进展
学块体是客观存在的，而矿集区是已经发现的一系列矿床并勘探到一定程度才能称作矿集区；因此，地球化学块体内可能会存在潜在的矿集区，这为利用地球化学块体预测新的矿集区提供了依据。
地球化学块体的理论方法用于各种资源潜力评估，为隐伏矿床的寻找提供了依据，缩小了靶区。如刘大文等［53］利用地球化学块体的概念和中国区域化探扫面的成果对中国锡资源潜力评价的方法技术，描述了中国锡地球化学块体的空间分布特征，分析了这些地球化学块体与地质体和已知锡矿床的空间对应关系，确定了中国锡在8、10μg/g含量级次的地球化学块体成矿率为0．205%和0．208%，同时根据在中国大陆所圈定的锡地球化学块体的分布及其特征计算出中国锡的潜在资源量为1609万和1406万t。
3．2信息找矿战略
信息找矿战略是由中国地质调查局发展研究中心情报室施俊法等［51］通过研究国内外近100个典型矿床（重点是国外33个大型超大型隐伏矿床）的发现过程，系统总结经验而提出的隐伏矿找矿的新思路和新方法。信息找矿战略可表达为：针对巨型矿床勘查，应瞄准隐伏矿和难识别矿，以直接找矿信息（化探资料）为先导，结合地质和地球物理信息，迅速掌握全局，逐步缩小靶区，直至找到大型、特大型矿床。该理论主要有以下几点认识：
（1）直接信息是最可靠的找矿信息，在矿产勘查中必须起先导的作用。直接信息与间接信息在一定条件和环境下可以互相转化，只有在信息具有直接指示矿床存在和分布的特性时，它才会发挥实际的找矿效能。因此，多学科信息的收集和综合分析，是信息找矿战略实施的核心。
（2）在覆盖区，地表地质观察无法进行，地质理论预测的不确定性大大增加，传统的化探方法也无能为力，物探几乎成了别无替代的战略手段。但从总体上说，地球物理信息是间接找矿信息，具有多解性。近年来发展起来的深穿透地球化学或取的是隐伏矿体的直接信息，为在掩伏区以化探为主导的勘查战略开辟了新的前景。
（3）针对拟寻矿床的地质特征，抓住深部关键的地质因素，查明地球物理和地球化学特征与它们的对应关系，把地球物理和地球化学判据转化成找矿标志，是提高隐伏矿找矿效率的关键。
（4）没有纯经验的勘查，也没有纯理论的勘查。在找矿工作中，经验与理论没有明确的界限。成功的矿产勘查是经验与理论模式战略的交叉与融合。
隐伏矿床的勘查是一项极其复杂的工作，不仅需要理论上的指导，经验实践上的指导同样非常重要。信息找矿战略正是在学习大量国内外地质找矿经验的基础上所总结的理论，对于隐伏矿床勘查具有重要的指导价值。
3．3非传统同位素在隐伏矿床勘查中的应用地球化学分析测试技术的突破性发展开创了地球化学勘查新的思路。随着MC-ICP-MS技术的发展，非传统同位素如Cu、Fe、Zn、Mg、Se、Mo等同位素在地质上的应用迅猛发展。虽然这些元素的同位素在隐伏矿床勘查中的应用还非常少，但已初见端倪。与传统同位素相比，非传统同位素在矿床的应用上的优势是能够利用成矿元素本身对物质来源及成矿过程进行直接示踪。
如Mathur等［54］对9个斑岩铜矿床（美国亚利桑那的Bisbee、美国蒙大拿的Butte、美国亚利桑那州的Sliver Bell、智利的Rosario、智利的Ujina、智利的Chuquicamata、智利的Escondida、智利的El Salva-dor、土耳其的Sirsir）的原生高温铜硫化物、次生低温铜硫化物（与铜氧化物）及淋滤帽中的的铁氧化物的Cu同位素进行了研究，所有样品的δ65Cu值在－16．96? 9．98?之间（分析的误差为?0．14?）。结果表明斑岩铜矿中存于高温深成型、富集型和淋滤帽型等明显不同的Cu同位素储库。高温原生矿化的黄铜矿δ65Cu值局限在1? －1?之间，而低温下形成的次生矿物δ65Cu值则在－16．96? 9．98?之间。次生辉铜矿富集重的Cu同位素，δ65Cu值在－0．3? 6．5?之间。以铁氧化物（黄钾铁矾、赤铁矿和针铁矿）为主的的淋滤帽型矿物富集轻的Cu同位素，δ65Cu值在－9．9? 0．14?之间。结合前人的研究成果［55 59］，表明淋滤帽和氧化带矿物具较轻的同位素，而表生样品中具较重同位素。这一发现在地质勘查中具有重要意义：①通过测定铜硫化物、铁氧化物样品中强烈分馏的Cu同位素比值，可以区分表生过程和Cu淋滤与富集过程；②Cu同位素的测定能够用来识别发生强烈风化作用后铜硫化物明显富集的地表或地下水。
目前，我国以朱祥坤为首的研究团队开展了Cu、Fe、Zn、Mg等非传统同位素在矿床中的应用示范研究。最近，王跃等［60，61］对Cu、Zn同位素在矿床学中的应用进行了详细的综述，这一新的同位素示踪技术将会为矿产勘查提供新的工具和手段。
828地球科学进展第26卷
4传统地球化学勘查手段新进展
在非传统勘查技术得到迅速发展的同时，传统的地球化学勘查手段也在原有的基础上取得了新的进展，以适应隐伏矿床勘查的需要。以下重点介绍地下水地球化学和植物地球化学勘查方法的新进展。
4．1地下水地球化学
地下水地球化学已应用于矿产勘查领域多年。在20世纪70年代尤其普及［62］，当时通常用于铀矿勘查［63 66］。最近10年来，随着分析处理技术的发展以及覆盖层下隐伏矿床勘查因素的驱动，地下水地球化学勘查重新又受到重视［67 70］。
地下水可以与矿化在地下某一深度相互作用，其主量元素、微量元素和同位素特征将发生改变，如果这种地球化学特征被保留下来并被运移足够长的距离达到地下水取样的孔中，就可以用于隐伏矿床的勘查。利用地下水地球化学方法，可以探测到200m以下甚至到达5km的深部［71］。同其他勘查手段相比，地下水地球化学具有自身独特的优势：随着分析技术的进展，已能快速、灵敏地检测地下水中多种元素，而且所需的样品预处理量很小；地下水能够与矿化物质直接接触反应；地下水采样可以发掘三维勘查的潜在可能性；与岩石地球化学相比，地下水可以从与矿化发生反应的地方流出，从而提供一个更大的潜在的勘查靶区；许多有意义的物质背景浓度很低，因此可提高异常衬度［8］。
4．1．1新进展
目前影响地下水地球化学测量在矿产勘查中的应用及其优势、潜力充分发挥的最大问题在于：勘查者对地下水地球化学数据做不出全面的解释。近年来，围绕这个问题，地下水地球化学方法在采样技术、数据处理、研究对象以及研究方法上取得了新的发展。
在采样技术上，扩胀封圈系统的使用解决了在渗透率低的断裂岩石区采集深部地下水样品的问题，因为传统的打钻取水方法会造成污染，加之断裂裂隙的导水率很低，从中流出的带矿化信息的水进入钻孔后与地下水混合，既改变了信息出现的位置，又降低了异常的强度［8］。采样技术上的改进保证了高质量、全面的物理化学数据的获取。
关于数据的处理解释，勘查者研发了一系列的数据处理软件。常用的软件如PHREEQC、MINTE-QA2和Geochemists Workbench，可以用来计算矿物饱和指数和金属物质，模拟化学反应过程［8，72］。其他更多的关于地下水模型的软件可访问中国国际地下水模型中心网址http：∥igwmc．cigem．gov．cn/ soft/index．htm。地下水地球化学数据庞大而且复杂，好的数据处理软件有助于提取更多准确有用的信息。
在研究对象上，水地球化学方法用于各种类型的隐伏矿床勘查：斑岩型铜矿［73 76］、火山成因块状硫化物矿床（VMS）［77 79］、喷流沉积型矿床（SEDEX）［80］、Ni-Cr-PGE矿床［81］、石英脉型金矿［82］、金伯利岩钻石矿［70］、铀矿［83］等，也用于区域上的矿产勘查评估［71］。
在研究方法上，现代的地下水勘查方法主要研究水的离子浓度、元素含量、同位素体系、物理化学条件（如pH、Eh）等，并且利用商业软件处理数据进行化学模拟，大量研究所建立的水地球化学数据库为数据解释提供了依据。同位素体系一般包括H、O、C、S、Sr、Pb等同位素，主要用于物质来源的示踪，元素含量的异常能用于识别矿化。
4．1．2应用实例
Dickson等［83］对南澳大利亚古河道隐伏铀矿床的地下水进行了研究。利用电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP-AES）和电感耦合等离子质谱计（ICP-MS）分析地下水各元素含量及Pb同位素，利用商业软件及进一步的盐水中含U水组分的较好热力学数据集，结合精确溶液化学模拟，表明南澳大利亚古河道含U沉积物的地下水体为中性、中等盐度，而其他的地下水体可能以含盐、常常酸性为特征。这种水体易活化Ra（U的子体产物），依据地表Rn或伽玛测井这类铀—子体的勘查方法可能是无效的。对细菌还原U4+及观察到盐池U含量增高的研究表明：细菌还原作用可能是古河道铀矿床形成的另一种机制。该模型可助于对将勘查集中到更有利区域。
de Caritat等［84］对Broken Hill超大型Pb-Zn-Ag 矿床的地下水进行了研究。该矿体及大量其他小型矿床产于澳大利亚元古宙Curnamona省的有限露头中。该省中绝大部分被厚达200m的风化层覆盖，使传统的勘查手段应用受到限制。在Curnamona省南部采集了约300件地下水样品，测定了S、Sr和Pb 同位素组成，并计算了过剩S（S
XS
）的量，即非蒸发、非混合的S。研究表明，许多样品加入了34S亏损的S，这可能与Broken Hill型δ34S特征（平均约0?，V －CDT）的硫化物氧化作用有关。此外，Sr同位素识
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第8期孙剑等：隐伏矿床勘查地球化学新进展
别了与地下水相互作用的各种基岩，西部多为较低放射成因的阿德来得期岩石（及矿物）（地下水87Sr/86Sr比值低至0．708），在东部多为高放射成因的Willyama超群岩石（87Sr/86Sr比值高达0．737）。地下水中207Pb/204Pb与206Pb/204Pb比值可与在该区已识别出的不同矿化类型（Broken Hill、Rupee、Thackaringa等类型）对比，或处于其间。少量采集于矿化附近的样品具有很好的指示意义（如正S
XS、低δ34S、与基岩特征一致的87Sr/86Sr比值及与矿化类型的Pb同位素特征）。对另外几个被沉积覆盖地区的研究表明这些地下水与矿化发生了相互作用。这一研究表明了地下水在隐伏矿床勘查中具有很大的潜力。
de Caritat等［80］对印度Hinta和Kayar2个地区的喷流沉积型（SEDEX）多金属矿床做了研究。矿床的矿化主要以Pb、Zn硫化物为主，发育于变质的长英质和碳酸盐基底岩石。共取了200多口井的地下水样品，分析了主量元素浓度及它们对稳定元素离子（如Cl－）的比值、同位素体系、热动力学模型。结果表明水地球化学对研究隐伏矿床可能是一种非常有效的手段。
Caron等［71］分析了加拿大西北部地体Mackenz-ie Mountain的南Nahanni河盆地37000km2范围内的151个位置泉水的地球化学数据，作为这一广阔地区的矿产勘查评估指标之一。利用泉水的地球化学，pH值及温度应用统计数据分析，图标方法及基本分组方法来快速有效地识别带有高度矿化潜力区域。由其他方法已经识别的盆地内部世界已知典型矿床与用该方法检测一致。由于不同的矿床类型有不同的地球化学特征，开发出全新的3端元方法来分析指示矿化性质的微量元素数据。循环深度估计以及最大潜在矿床深度进一步提高了经济潜力评价的准确性。泉水的循环深度全范围为4．7km 200 m。总体上讲，62个位置的泉水通过1种或多种方法被识别出微量金属元素含量异常（约占数据总量的40%）。特别是11个位置的泉水通过3种方法均被划分为异常，17个位置的泉水至少通过2种方法被划分为异常，其余34个位置仅1种方法显示异常。
4．2植物地球化学
植物地球化学研究工作始于20世纪30年代，Tkalich于1938年首先用植物中的铁含量圈出了西伯利亚一个毒砂矿床的轮廓［85］。20世纪60年代，植物已经开始作为生物地球化学勘查手段广泛用于矿产勘查［86］，随后的一系列研究表明生物地球化学能在那些草木茂盛、被风化层覆盖的区域中，能够用来有效地检测当地的地球化学分布模式［87 89］。随着矿产勘查的焦点转向运积层覆盖区，生物地球化学勘查又再次兴起［90 92］。
由于植物的根系能渗透风化盖层吸收隐伏矿床元素，通过测定植物中的元素组成有助于隐伏矿床的勘查。植物化探的探测深度一般为几十米到几百米。植物化探的优点是：成本低，环境污染小，容易在大面积的区域上进行采样，而且植物根系能够穿透运积层，受表层物质迁移影响小。植物化探的缺点是容易受植物生长条件的控制。
4．2．1新进展
近年来，植物地球化学的一个重要进展是生物地球化学的数据库的数据量不断积累，与生物地球化学找矿有关的基础数据和信息得到了系统的总结，如Markert于1994年查证了大量数据后，发表了《世界参考植物元素浓度表》，针对所有地区的所有植物提供了一个平均成分的参考指南，而后的学者对该表进行了不断的修正和验证［8］。另一个重要进展是新仪器的出现，电子显微镜的使用，使研究者可以看到植物中的结晶相；而ICP-MS分析技术的完善，可以精确地测定植物体中微量元素分布，采用0．5g植物干组织就能精确测定60多种元素。因此，植物地球化学测量方法的应用变得相对容易。
植物地球化学测量对于干旱荒漠地区、风成沙漠、黄土地区、多年冻土地区、沼泽地区、湿热地区等特殊的景观条件，特别是在外来运积物覆盖地区、强烈风化淋滤地区、粗块物质分布区以及潮湿的沼泽和泥炭区，对找隐伏矿有着显著的效果［93］。虽然如此，由于不同种属的植物对金属元素的吸收能力不同，同一植物不同器官对金属元素的吸收能力也会有所区别，因此，采集有效的植物种属及其器官是当前植物地球化学测量的关键技术。另外，植物体内元素的异常，除了受矿化异常元素影响外，还会受植物本身生理因素、人为污染等各因素的影响，因此，研究植物地球化学作用元素的迁移转化，提取真正的异常信息，也是当前研究的热点。
4．2．2应用实例
在澳大利亚，用于常规的地球化学勘查的植物还很少。三齿稃（Triodia属）是其中一种有潜力的植物，在澳大利亚大具有勘查前景的干旱地区广泛分布，并且这种植物有很长的寿命（几十到几百年），很深的根系，能生长并穿透超过10m厚的风
038地球科学进展第26卷
化盖层吸收养分。Reid等［94］对澳大利亚西部Coy-ote Prospect地区隐伏金矿体地表上的各种植物进行了采样研究，发现三齿稃体内积累了与成矿作用密切相关的重要元素（如S、Zn、As、Au等）；根据三齿稃体内元素浓度与空间上的关系，绘制了各元素在隐伏金矿体地表上的空间分布图，反映了矿体在地下的分布特征。Reid等［94］对澳大利亚Tanami沙漠的Titania Prospect地区隐伏金矿床地表的一些植物进行了类似的研究，三齿稃植物仍然显示出勘查隐伏矿床的潜力。
Anand等［95］对澳大利亚Yilgarn Craton被运积层所覆盖的隐伏VHMS矿床地表的土壤和无脉相思树（Mulga）各器官上的微量元素进行了对比分析。结果表明，粒度＜250μm的土壤无明显异常，而植物的不同器官上显示有多种元素（Cu、Zn、Pb、Cd等）的不同异常，树干、树皮、叶柄具有微弱的异常，枯枝落叶中的异常最为明显。
Kozuskanich等［96］对加拿大安大略省Cross湖隐伏VHMS锌、铜、铅、银矿床上的黑云杉进行了研究，该矿床被冰碛物（厚达50m）所覆盖。研究表明隐伏矿床地表的黑云杉年轮的微量元素Cu、Zn、S、As和Mg异常高，并且不同年份的年轮中金属含量也发生变化。对无矿化背景的黑云杉年轮的元素分析表明1960年后金属含量显著增加，暗示该地区1960年后的采矿活动对周围土壤造成了金属污染。
5结语
最近几十年来，随着找矿的深入，隐伏矿、深部矿逐渐成为矿产勘查的重点，隐伏矿床勘查地球化学取得了长足的进步。总的来看，可以得出以下几点认识：
（1）成矿理论的发展应用于勘查地球化学方法，指导矿产勘查，并促进了新的方法的诞生。如地球化学块体概念的提出和完善产生了地球化学块体方法技术；成矿系统应用于综合信息找矿，产生了明显的效果。
（2）矿产勘查不仅需要理论的指导，还依赖经验上的指导。成功的矿产勘查是经验与理论模式战略的交叉与融合。在注重理论研究的同时，还要注重经验的总结。
（3）分析技术的提高可以显著地推动各种地球化学勘查手段的发展。如MC-ICP-MS的出现使非传统元素同位素的测试成为可能，并应用于隐伏矿床勘查；ICP-MS技术是深穿透地球化学、生物勘查地球化学、水勘查地球化学等手段得以应用发展的前提。
（4）总结不同的地球化学勘查手段的特点：深穿透地球化学方法能够获取深部矿体的直接信息，但是对于矿体的埋藏深度无法预测；地球化学块体方法虽然也无法准确定位预测隐伏矿体，但是利用它能够估计区域上的成矿概率，迅速缩小战略靶区；综合利用地质、地球物理、地球化学、遥感等信息有助于准确的定位预测隐伏矿体，然而这就必须投入大量的资金和人力。因此，最佳的隐伏矿床勘查战略可能是，先利用深穿透地球化学方法和地球化学块体方法缩小靶区，然后投入大量精力，利用综合信息找矿方法准确定位预测隐伏矿体。
（5）虽然隐伏矿床勘查地球化学取得了长足的进步，但是仍然存在一些问题。如深穿透地球化学方法的元素垂向迁移机理问题，目前仍然没有解决。深穿透地球化学能够探测到几百米深的矿体信息，但对于更深部的矿体（500m以下的矿体），是否仍然适用。这些问题都值得进一步深入研究。
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New Advances in Geochemical Exploration of Concealed Deposits
Sun Jian ，Chen Yuelong ，Li Dapeng
（School of Earth Sciences and Resources ，China University of Geoscience ，Beijing 100083，China ）Abstract ：Recently ，the exploration in deeply concealed deposits becomes increasingly common．With the de-velopment in the state-of-the-art metallogenic theory and analysis technique ，it has stimulated the formation of the non-traditional geochemical prospecting methods．One of great breakthroughs in buried mineral deposits exploration
5
38第8期孙剑等：隐伏矿床勘查地球化学新进展
638地球科学进展第26卷
is the advent of Deep-penetrating Exploration Geochemistry，which includes methods of the Selective Leaching of Mobile Metals（MOMEO），Mobile Metal Ions（MMI），Enzyme Leach，Electro-geochemistry methods，etc．These methods are able to measure any direct geochemical information emanating from the deeply concealed deposits．An-other important advance in concealed deposit exploration is using integrated geological information for prospecting，including geologic，geophysical，geochemical and remote sensing data．This method is proved a powerful tool for deeply buried mineral deposits exploration．Some other new methods including geochemical blocks method，infor-mation exploration，and non-traditional isotope tracer techniques are starting applied to concealed deposits explora-tion．Besides，the methods of traditional geochemical exploration including hydrogeochemical and biogeochemical methods are experience renewed interest and achieve new development．New advances in these geochemical explo-ration methods are reviewed in depth，including their concepts，basis theory，application method，and results of their application．Finally，the problems in geochemical exploration are pointed out．
Key words：Buried mineral；Geochemical exploration；Deep-penetrating geochemistry；Integrated geological information．
櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒
《地球科学进展》“973项目研究进展”专栏公告
为了配合宣传国家重点基础研究发展规划对我国基础研究发展所取得的辉煌成就，进一步展示资源环境领域“973”项目的原创性研究成果，扩大交流，提升项目的科学价值，《地球科学进展》编辑部自2005年第11期开辟“973项目研究进展”专栏，我们希望继续不断得到广大“973”项目首席科学家的大力支持和踊跃投稿，扩大刊登“973”项目中有关资源环境和全球变化方面的项目介绍、最新研究成果和进展。该专栏文章可包括以下几方面内容：
（1）对已结题的项目，主要围绕该项目取得的研究成果及其应用价值、发展前景、与国际水平的差距等内容。
（2）对正在进行的项目，主要就项目研究的现状、进展、新成果及发展前景等内容。
（3）对刚申请批准的项目，围绕该项目研究的目的、意义、关键科学问题及其要达到的目标等内容。
凡是无项目首席科学家署名的来稿，最好经首席科学家的同意和认可，并签署意见。撰写的文章要求客观、公正、实事求是，内容完整，数据翔实，应有必要的文献、英文文摘等内容。具体格式要求参阅《地球科学进展》的投稿须知。
投稿时请注明“973项目研究进展”栏目，栏目稿件经审核达到发表要求的将尽快刊出，免收审稿费，酌收一定的版面费并致稿酬，同时免费赠送全年期刊一套（1 12期）。
欢迎从事“973”项目研究的科学家、学者赐稿。谢谢对我们工作的支持和帮助。
《地球科学进展》编辑部
勘查地球化学习题集答案
地球化学找矿习题集 一、填空题 1．地球化学找矿具有对象的微观化，分析测试技术是基础，擅于寻找隐伏矿体和准确率高、速度快、成本低。的特点。 2．地球化学找矿的研究物质主要是岩石、土壤、水系沉积物、水、气体和生物。 3．地球化学找矿的研究对象是地球化学指标（或物质组成）。 4.应用地球化学解决地球表层系统物质与人类生存关系。 5.应用地球化学研究方法可以分为现场采样调查评价研究与实验研究。 6.元素在地壳的分布是不均匀的，不均匀性主要表现在空间和时间两方面。 7.克拉克值在0.1％以下的元素称为微量元素，其单位通常是ppm（或 10-6）。 8.微量元素的含量不影响地壳各部分基本物理、化学性质，但是在特定的条件下，可以富集而形成矿床。 9.戈尔德施密特根据元素的地球化学亲和性，将元素分为亲铁元素、亲硫（亲铜）元素、亲氧（亲石）元素、亲气元素和亲生物元素。 10.元素迁移的方式主要有化学-物理化学迁移、机械迁移和生物-生物化学迁移。 11.热液矿床成矿过程中，成晕元素主要呈液相迁移，迁移方式主要有渗透迁移和扩散迁移两种。 12．影响元素沉淀的原因主要有PH变化、Eh变化、胶体吸附、温度变化和压力变化。 13.地壳中天然矿物按阴离子分类，常见有含氧化合物、硫化物、卤化物和自然元素。 14.地球化学异常包括异常现象、异常范围、异常值三层含义。 15.地球化学省实质是以全球地壳为背景的规模巨大的一级地球化学异常。 16.地壳元素的丰度是指地壳中化学元素的平均含量，又称为克拉克值。 17.地壳中元素的非矿物赋存形式包括超显微非结构混入物、类质同象结构混入物、胶体或离子吸附和与有机质结合。 18.风化作用的类型包括化学风化、物理风化和生物风化。
地球化学勘查(专升本)阶段性作业
地球化学勘查(专升本)阶段性作业1 总分：100分得分：0分 一、单选题 1. 勘查地球化学最初起源于_____(5分) (A) 美国 (B) 德国、 (C) 中国 (D) 前苏联 参考答案：D 2. 勘查地球化学研究元素在天然介质中的分布特征，其主要目的是_____(5分) (A) 发现地球化异常 (B) 找到矿产资源 (C) 元素的分布规律 (D) 治理污染 参考答案：B 3. 影响元素在矿物中分配形式的主要因素是_____(5分) (A) 元素的地球化学性质 (B) 元素的含量、 (C) 同位素组成 (D) 其它元素 参考答案：B 4. 贵金属的含量单位常用_____(5分) (A) % (B) ‰ (C) g/t (D) 10－6 参考答案：C 5. 从元素的戈尔特施密特分类来看，Au属于_____(5分) (A) 亲硫元素 (B) 亲铁元素 (C) 亲生物元素 (D) 亲气元素 参考答案：B 二、多选题 1. 影响元素表生地球化学行为的主要因素有_____(5分) (A) 元素本身的地球化学性质 (B) 元素的含量、 (C) 降雨 (D) 生物作用 参考答案：A,C,D 2. 影响物理风化的主要因素是_____(5分) (A) 植物根系 (B) 气候、 (C) 地形 (D) 温度 参考答案：B,C,D
(A) Si (B) Al、 (C) Zn (D) Cu 参考答案：C,D 4. 灰岩风化后原地留下的土壤剖面发育哪些层_____(5分) (A) A层 (B) B层、 (C) C层 (D) D层 参考答案：A,B,D 5. 灰岩风化后原地留下的土壤剖面发育哪些层_____(5分) (A) A层 (B) B层、 (C) C层 (D) D层 参考答案：A,B,D 三、判断题 1. 降水是影响元素表生地球化学行为的主要因素之一(5分)正确错误 参考答案：正确 解题思路： 2. 松散堆积物就是残坡积物_____(5分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 3. 高异常区下面就能找到矿_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 4. 土壤测量是化探中适用性最好的方法_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 5. Mg在岩石中通常是微量元素_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 6. 稀土元素是亲硫元素_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 7. LILE是亲石元素(4分) 正确错误 参考答案：正确 解题思路：
地球化学心得
勘查地球化学心得体会--兼浅谈广东化探找金矿 王立强 广东省地质局七一九地质大队地质勘查所 1前言 目前，化探找金逐步被人们重视，在地质找矿中的效果也逐渐明显，成为寻找各种类型金矿床比较快速、经济、有效的重要手段。在区域普查中，通过查明区域地球化学异常，可迅速指出找矿远景区；在详查及勘探阶段，通过岩石地球化学异常的研究，可直接发现金矿床或矿体，更好地发挥化探在地质找矿工作中的作用。但是金在地壳内部的本底含量极低，即使是金矿体中的金含量一般亦仅为n×10-6～10n×10-6，仅凭肉眼无法将之直接区分出来，因此以对样品(水系沉积物、土壤、岩石等>进行定量分析为主要工作手段的化探方法，在当今金矿勘查中发挥了极其重要的作用。 中国地球化学的发展主要是借鉴了前苏联和西方的研究思路，前苏联的勘察地球化学主要依靠对土壤进行金属测量，但采样点布置较稀疏，而西方国家主要采用水系沉积物测量，但是主要用于研究，两者优缺点都有。80年代以来，金分析技术目臻成熟，当时Au分析的检出限低于或等于0.3×10-6，准确度、精密度在一定程度上能满足区域化探的要求，因而全国区域化探找金空前繁荣，特别是谢学锦先生提出的“区域化探全国扫面计划”建议，将我国的勘察地球化学推进到快速发展的崭新阶段。随着时代发展，金分析技术逐步进步，中国勘察地球化学也得到了长足的进步，三十年以来已完成1:500万和1:1 000万比例尺的39种元素或氧化物的全国地球化学图，使中国拥有了最引人瞩目的全国规模地球化学数据库，使中国化探走在了世界前列。而广东化探找金始于1974年，主要为以1:20万水系沉积物测量为主要工作方法的区域化探扫面，不过因为受金分析技术的影响，当时找金主要从金的伴生元素如As、Cu、Pb等入手，其难度不言而喻，但广东各地质单位的前辈在这种艰难条件下提交了大
普通地质报告
新疆工程学院 实习（实训）报告 实习实训科目普通地质认识实习 系部采矿工程系 专业资源勘查工程 班级资源勘查13-2 姓名方嘉迪 实习实训地点祁家沟、硫磺沟等 指导教师帕尔哈提 完成日期2014.7.4 新疆工程学院教务处印制
一序言 1.1.1 实习时间 2014年6月23至2014年7月4号 1.1.2 实习地点 乌鲁木齐附近实习基地 1.1.3 实习目的 在于让学生了解地质学以及初步掌握地质学的野外工作方法，培养学生的观察能力以及分析问题和解决问题的能力。培养学生的地质科学思维能力，训练学生掌握一些重要的地质学基本技能，为以后的地质填图实习打好基础。同时对学生提高对地质学的学习兴趣也有较大的帮助。 1.1.4 实习任务 1.1.4.1认识、观察、描述石炭系、二叠系、侏罗系、第三系、第四系地层和岩石各种地质构造。 1.1.4.2学习在野外如何进行岩性描述，确定岩石名称，认识断层、节理和褶皱等构造现象，学会判断褶皱、断层基本类型的方法。 1.1.4.3背斜、向斜在野外的主要表现形式及各主要组成部分，断层存在的依据，沉积岩的层面和层理构造，岩层接触关系等。 1.1.4.4分析湖泊的成因、来源，观察湖泊的沉积特点，描述湖泊沉积物的特征，认识洪积扇，分析其成因。 1.1.4.5观察和描述河流地质作用及其产物。 1.1.4.6 研究油气苗形成原因，观察侏罗系齐古组含油砂岩。 1.1.4.7练习使用地质罗盘GPS等工具看地形图在野外定点方法。 1.1.4.8野外地质素描的练习。 1.1.5带队老师 帕尔哈提、曹远远
1.2 实习区交通位置图 1.3 实习区自然地理概况 乌鲁木齐( Ur u mq i ) 简称“乌市”，是新疆维吾尔自治区首府，全区政治、经济、文化、科教、金融和交通中心，乌鲁木齐地处亚欧大陆中心，位于新疆维吾尔自治区北部，天山中段北麓、准噶尔盆地南缘、东经86°37'33"-88°58'24"，北纬42°45'32"-45°00'00"。西部和东部与昌吉回族自治州接壤，南部与巴音郭楞蒙古自治州相邻，东南部与吐鲁番地区交界，是欧亚大陆中部重要城市。有乌鲁木齐河、头屯、、白杨河、柴窝堡湖等水系，乌鲁木齐河自西南向北斜贯市区。属中温带大陆性干旱气候，春秋两季较短，冬夏两季较长，昼夜温差大。年平均降水量为194 毫米，最暖的七、八月平均气温为2 5 .7℃最冷的月平均气温为15.2℃。 乌鲁木齐地势起伏悬殊，山地面积广大。最高点天山博格达峰顶海拔5445 米；最低处在猛进水库的大渠南侧，海拔490.6 米。两地水平距离7 5 公里，高差4954.4 米。山地面积占总面积50% 以上，北部冲积平原不及总面积的10%，乌鲁木齐市区三面环山，北部平原开阔。东部有博达山、喀拉塔格山、东山；西部有喀拉扎山、西山；南部有伊连哈比尔尕山东段( 天格尔山) 、土格达坂塔格等。辖区地势由东南向西北降低，大致分为三个梯级：第一级为山地海拔2500-3000 米或更高；第二级为山间盆地与丘陵，海拔1000-2000 米；第三级为平原，海拔在600 米以下，市区平均海拔800 米。 乌鲁木齐历史悠久，“乌鲁木齐”为古准噶尔语，意为“优美的牧场”，是 古丝绸之路新北道上的重镇，东西方经济文化的交汇点，中原与西域经济文化的融合处。乌鲁木齐市北有准东油田，西有克拉玛依油田，南有塔里木油田，东有吐哈油田，且地处准噶尔储煤带的中部，市辖区内煤炭储量就达10 0 亿吨以上，被称为“油海上的煤船”。此外还蕴藏丰富的各种有色、稀有的矿产资源。境内天山冰川和永久性积雪被称为“天然固体水库”。山区有繁茂的天然森林和天然草场，可利用的野生植物3 00 余种。光、热和风能资源也极为丰富，有亚洲最大风力发电厂。这些自然资源，为乌鲁木齐的经济发展奠定了坚实的基础。
全国多目标区域地球化学调查进展与成果
国土资源大调查 全国多目标区域地球化学调查进展与成果 中国地质调查局 基础调查部 二〇一〇年七月
目 录 一、工作概况 (1) 二、完成情况 (1) 三、主要成果 (3)
一、工作概况 紧密围绕国民经济和社会发展需求，中国地质调查局于1999－2001年开始在广东、湖北、四川等省实施多目标区域地球化学调查试点工作。从2002年起，全国多目标区域地球化学调查工作正式启动。国土资源部先后与浙江、四川、湖南等18个省区采取部省政府间合作方式，共计投入经费67059.45万元，其中地方经费35809.45万元，占53.4％。2005-2008年，经由温家宝总理批示，财政部设立“全国土壤现状调查及污染防治专项”，由我部与环保部共同负责，目前我部到位经费27511万元，对多目标区域地球化学调查进行专项支持，调查工作扩大到全国31省（区、市）。 二、完成情况 全国多目标区域地球化学调查工作分为调查、评价和评估三个层次开展。 调查阶段：主要任务是掌握情况。全国共计部署450万平方公里调查面积，截至2009年底，已经完成160万平方公里，覆盖我国东、中部平原盆地、湖泊湿地、近海滩涂、丘陵草原及黄土高原等主要农业产区。全国投入地质科技人员500余人，采样人员十余万人，选定部级重点实验室23个，采用大型精密仪器测试地球化学样品60万件，分析3240
万个元素指标。基本查明我国土地有益和有害组分等54种元素指标组成、类型、含量、强度及其分布地区、范围和面积等，填补了我国长期以来土地各项元素指标的空白。 图1 全国多目标区域地球化学工作程度图 评价阶段：针对调查发现问题，按照长江流域、黄河流域、东北平原及沿海经济带等我国主要农业经济区域开展生态地球化学评价，对影响农业经济发展的肥力组分和重金属污染问题进行科学研究，旨在查清土地有益和有害组分成因来源、迁移转化、生态效应和变化趋势等，为土地质量评估提供科学依据。共计采集各类样品12万件，分析各项指标数以百万计。 评估阶段：依据调查和评价结果，根据各省区具体情况，
地球化学调查
地球化学调查 3.1地热资源勘查各阶段宜进行地球化学调查,采用多种地球化 学调查方法，包括地热流体特有组分（F、SiO2、B、H2S 等）调查分析、氡气测量等，确定地热异常分布范围。3.2 具代表性的地热流体，宜采集地球化学样品，并适当采用 部分常温地下水、地表水及大气降水样品作为对照，分析 彼此的差异和关系。样品采集方法、要求遵照本规范附录 B。 3.3 测定代表性地热流体，常温地下水、地表水、大气降水中 稳定同位素和放射性同位素，推断地热流体的成因与年龄。 3.4 计算地热流体中Na/K、CI/B、CI/F、CI/SiO2等组分的重量 克分于比率，并进行水岩平衡计算，分析地热流体中矿物 资源的来源及其形成的条件。 3.5 对地表岩石和地热钻井岩芯中的水热蚀变矿物进行取样鉴 定，分析推断地热活动特征及其演化历史。 3.6 地球化学调查图件比例尺与地质调查比例尺一致。 7.7.1地热流体与岩土试验分析 7.7.1 在地热勘查中，应系统采取水、气、岩土等样品进行分析 鉴定，获取热储及地热流体的有关参数，各类样品按下述 要求采取：
a) 地热流体全分析：各勘查阶段的全部地热井和代表性泉点 均应采取； b) 气体分析：凡有气体逸出的地热井（泉）均应采取；中高 温地热井应采用井下压力采样器取样； C) 微量元素、放射性元素（U、Ra、Rn）、毒性成分的分析：按 每个储层采样，预可行性勘查阶段各取（1-2）个，可行性勘查阶段各取（3-5）个，开采阶段各取（5-7）个； d) 稳定同位素：可行性勘查阶段可取（1-2）个，开采阶段可 取（2-3）个； e) 放射性同位素：可行性勘查阶段每层热储各取（3-5）个， 开采阶段每层热储各取（5-7）个； f) 岩土分析样：采集典型热储和盖层岩样及包含水热蚀变的岩 土样品。 7.7.2 地热流体化学成分全分析项目包括：主要阴离子（HCO3-1、 CI-1、SO4-2、CO3-2）、阳离子（K+1、Na+1、Ca+2、Mg+2）、微量元素和特殊组分（F、Br、I、SiO2、B、H2S、AI、Pb、Cs、Fe、Mn、Li、Sr、Cu、Zu等）、放射性元素（U、Ra、Rn）及总a、总β放射性、PH值、溶解性总固体、硬度、耗氧量等。对高温热田应增加Hg、As、Sb、Bi、的测试，对温泉和浅埋热储应视情况增加污染指标如酶、氰等的分析，并根据不同的用途增加相关分析项目。 7.73 同位素分析：一般测定稳定同位素D(H2、18O、34S)和放射
地质勘查设计书与报告编写基本要求内容
设计书编写基本要求 设计书编写应严格按各类地质勘查项目主管单位（部门）下发的管理制度或文件要求格式进行编写。没有相关要求的参照国土资源大调查地质调查项目要求执行。 设计的工作方案应充分运用新理论、新技术、新方法，加强技术方法的有效性试验，实现勘查手段的优化组合，力争用最经济的工作量实现最佳的工作成果，提高工作效率和水平。 设计书要符合有关标准和要求，要求容完整、文字简炼、思路清晰、重点突出。
附录1：立项申请书编写格式 封面 “项目类别”立项申请书 （或续作项目论证报告） （小一号、黑体、居中） 项目名称：（三号、仿宋、加粗） 项目负责人：（三号、仿宋、加粗） 单位名称：（三号、仿宋、加粗） 提交日期：（三号、仿宋、加粗）
新开项目立项申请书编写提纲 一、概况 1、项目名称、承担单位、项目起止时间 2、项目工作区地理位置（行政区划）、工作围（地理坐标）及面积 二、工作区地质背景及立项地质依据 三、以往地质工作程度及综合分析 四、目标、任务及实现的可行性论述 五、技术路线、技术方法、工作标准和具体的实施方案 六、预期成果与效益分析 七、主要实物工作量 八、质量保证 九、组织管理 十、经费预算 十一、其它需要说明的问题 十二、附图、附件
续作项目论证报告编写提纲 一、项目执行情况 1、实物工作量完成情况 2、工作进展与取得的主要成果 3、质量评述 二、年度安排方案 1、项目续作的必要性 2、技术路线或方案的可行性 3、实物工作量安排及合理性 4、年度经费预算 5、预期成果 三、结论
附录2：设计书格式 封面格式 设计书（工作方案）名称 （宋体、二号、粗体、居中） 承担单位名称（仿宋、三号、粗体、居中）年月日（仿宋、小三号、居中）
勘查地球化学新进展
1999年第1期 矿产与地质第13卷1999年2月M I N ERAL R ESOU RCES AND GEOLO GY总第69期 勘查地球化学新进展 (江西有色地质矿产勘查开发院 林 春) 1998年9月21日至25日在湖南省张家界市召开了第六届全国勘查地球化学学术讨论会。出席会议有地矿、有色、冶金、黄金、石油、核工业、中科院和院校等系统的代表,共121人。大会收到科技论文110余篇,其中固体矿产地球化学勘查99篇,能源矿产地球化学勘查14篇,环境与农业地球化学9篇在会议上进行了交流。反映了自五届会议(1993年)以来,勘查地球化学工作者所取得的成果,积累的工作经验,反映了我国勘查地球化学的科学技术水平。 1 勘查地球化学工作成果 国土资源部地调局牟绪赞副总工程师报告了地矿部自“六五”以来,完成区域化探扫面575万km2,发现各类元素异常4.3万处,异常检查发现工业矿床580处。有色物化探管理中心李幸凡教授介绍了有色地质地球化学勘查工作,在30个重点成矿区带上完成1 5万水系地球化学普查65万km2,7千km2土壤加密和5千km2详查地球化学,发现大型、特大型矿床12处,中型矿床21处,小型矿床100余处。武警黄金部队地质处郭瑞栋高级工程师回顾了武警黄金部队地球化学找金工作,1992年以来,重视区域化探和矿区异常评价工作,共完成区带化探20万km2,获得5千个金或金为主的异常,发现30个矿产地,找到大中小型矿床16个。 2 地球化学勘查技术方法经验 (1)区带普查与重点评价结合,优选异常与地物化、遥感综合查证结合的工作方法。 (2)有色系统以“有色地质成矿区带地球化学普查技术规定”指导研究区域地球化学特征,结合地质物探成果,划分不同级次地球化学区,选定找矿靶区进行验证的工作方法。 (3)统计我国63个典型金矿床原生晕轴向分带序列,总结了金矿不同类型、不同规模成矿成晕规律,建立金矿原生晕理想分带序列,建立金矿成矿成晕的多期多阶段叠加成晕模式和用于“反分带”的盲矿预测准则的工作经验。 (4)研究地壳物质垂直迁移规律,即地壳内存在纳米级物质的垂向迁移,形成与深部矿化相对应的地气异常,应用于发现和查明深部或隐伏矿化地段、查明隐伏含矿构造等。 3 勘查地球化学的发展与展望 中国地质矿产信息研究院施俊法副研究员从区域性矿产勘查、隐伏区的化探新方法、环境地球化学三个方面论述90年代以来国际勘查地球化学的发展。 (1)在区域农业规划、地方病防治、区域环境背景评价等应用进行十分缓慢。 (2)取样代表性、重现性、时间序列等问题仍是地球化学填图中的重要研究课题。 (3)地球化学工程学的环境技术和环境调查:衰变、分解或中和、富集或分散、隔离作用等。 (4)转变以往研究评价单个地化异常特征的方法,应研究区域地球化学场来揭示矿床周围的地球化学环境及探矿的地质因素。 (5)研制和开发具有较大深度的地球化学方法,深穿透地球化学方法,活动态金属离子法 (I M M)、酶浸析法、地电化学法(CH I M)、地气法、元素分子形式法(M FE)和离子晕法等。 5
城市灰尘地球化学研究进展
第33卷第3期物 探 与 化 探Vol.33,No.3 2009年6月GE OPHYSI CAL&GE OCHE M I CAL EXP LORATI O N Jun.,2009 城市灰尘地球化学研究进展 李凤全,潘虹梅,叶玮,朱丽东,曹志纯 (浙江师范大学旅游与资源管理学院地理过程实验室,浙江金华 321000) 摘要:城市灰尘是城市环境学研究的对象之一。对国内外有关城市灰尘的物化特征、时空分布、物质来源、迁移转化、生物效应及环境质量评价等方面的研究成果进行总结,提出在今后的研究中应进一步完善城市灰尘来源的判别、城市灰尘不同空间尺度的研究、迁移转化机理的研究以及环境综合评价研究。 关键词:城市环境学;城市灰尘;环境地球化学 中图分类号:P632 文献标识码:A 文章编号:1000-8918(2009)03-0313-06 随着城市化在全球范围内的飞速发展,以及城市人口的不断增长,客观上需要增加对城市生态环境的了解,并研究城市生态环境与人类健康之间的相互关系。城市灰尘污染和城市大气污染、水污染、噪声污染、城市热岛、光化学烟雾等构成了不同类型的城市环境灾害,城市灰尘对生态系统的破坏是隐蔽的、潜在的、长期的[1]。除城市灰尘颗粒物本身外,其携带的有毒有害元素和化合物等更增强了城市灰尘本身的危害性。因此研究城市灰尘地球化学是评价城市环境质量的一种积极有效的手段。 1 城市灰尘概念 城市灰尘主要是指附着、沉淀于城市人工铺地(道路、桥面、街面、广场)及地面附着物、建筑物的裸露面上,未被固化黏结易于被地表径流、雨水及大气带动、运移和飘浮的固体颗粒物[1]。城市灰尘与大气颗粒物污染有密切的成因演化关系,大量的城市灰尘在风和大气流体的作用下,扬起、沉降、扬起、沉降往复交替循环。城市灰尘中的有害物质通过扩散或在适当条件下,可以发生各种转换形成更具危害的二次和三次污染物[2]。国内外在灰尘物化特征、时空分布、物质来源、迁移转化、生物活性以及环境质量评价等方面积累了较多的研究成果。 2 城市灰尘研究进展 2.1 城市灰尘物化特征 2.1.1 粒径划分及特征 目前国内外的研究对于城市灰尘粒径的划分没有统一的标准,不利于各研究结果进行对比,并最终影响对灰尘中污染物作出恰当的评价。目前的研究大多分析小于某一粒径的城市灰尘:颗粒物过35目(<500μm)用于研究pH和粒度;过65目(<250μm)用于分析有机质;过120目(<125μm)用于分析重金属的总量和赋存形态;过240目(<63μm)用于分析重金属含量[3-6]。 粒度是表征颗粒物行为最主要的参数。颗粒物的全部性质都与粒径有关[2],细颗粒表面积大、吸附力强,从而导致街道灰尘中重金属含量随粒径的减小而增加。街道灰尘的粒径分布一般服从对数正态分布,但也有研究[7-9]发现街道灰尘的粒径分布具有非正态性和多峰性,且主要以砂粒为主。研究表明[5,10]:粒径大于125μm的灰尘对人体的危害较小,粒径小于125μm的颗粒容易吸附在皮肤上,并更易被胃酸溶解,从而被人体吸收;粒径小于100μm的颗粒容易在一定的外动力条件下(如风、车辆行驶)以悬浮方式进入大气并长期滞留;粒径小于66μm的街道灰尘在微风的作用下很容易扬起,是城市大气颗粒污染物的主要来源,一般在雨水冲刷或静风条件下才会降落到地表。 2.1.2 矿物组成 对城市灰尘物质组成的研究,沿用许多自然科学使用的基本方法,通过物质组成发现规律、揭示原理、寻求质的变化[11]。灰尘的矿物组成是与其物质来源密切相关的,研究城市灰尘的矿物组成一方面为研究灰尘的物质来源提供了方向,另一方面也为了解元素的赋存状态提供了一定的物质基础。矿物 收稿日期:2007-10-17 基金项目:浙江省教育厅项目(20060478)资助
浅谈室内环境中氡气污染物对人体健康的危害
广东地质 GUANGDONG GEOLOGY 浅述室内氡气污染对人体健康的危害 以及防范措施 何兰军 （广东省矿产应用研究所, 韶关 512026） 摘要就室内空气中放射性元素氡气污染物的理性特征、来源以及对人体健康产生的一些主要 危害进行了阐述，结合其放射性氡元素的特性，介绍了几种相应的防治措施。 关键词氡气来源危害防范措施 近年来，随着世界各国经济的飞速发展、人们生活水平的快速提高和工作条件的改善，人们对工作及居住环境的空气质量，特别是室内氡及其衰变子体对人体健康影响的关心程度日益增加，在防氡降氡措施等方面开展了大量的工作，认识到吸入氡及其子体产物后会对健康造成严重的危害。氡普遍存在于人类生活的空间之中，由于人们80%以上的时间工作、生活在室内，所以室内氡的含量水平对人体健康的影响至关重要。氡是世界卫生组织(WHO)公布的19种主要致癌物质之一[1]，是目前仅次于香烟引起人类肺癌的第二大元凶[2]。室内氡的危害问题已成为公众关注的敏感话题，也成为环境科学、地球化学、环境卫生学等学科中的研究热点。本文针对氡气污染物的理性特征、来源以及对人体健康造成的危害，进行阐述并提出具体的防范措施。 1 氡的特性 氡(Radon，Rn)是无色、无味的惰性放射性元素，化学性质不活泼，却具有很强的迁移活动性；原子序数为86，密度为9.72 g/L(0℃)，它位于元素周期表第6周期零族，符号为222Rn86；易扩散，能溶于水和许多液体(如石油、酒精、甲苯等)，极易溶于血液和脂肪。在体温条件下，氡极易进入人体组织。由于氡为不稳定放射性气体，它从其母元素(镭)所在的化合物中逃逸并扩散进入空气。自然界氡没有稳定的同位素，它有3个放射性同位素（222Rn,220Rn,219Rn）。222Rn是Ｕ系(238Ｕ)衰变的中间产物，其进一步衰变可产生218Po，214Pb，214Bi，214Po等短寿命子体，而220Rn和219Rn分别是Tu系和Ac系中Rn的同位素衰变产物，它们的半衰期分别为54.5ｓ和3.92ｓ[3]。通常情况下，将222Rｎ简称为氡。氡的半衰期为3.8ｄ，平均寿命5.5ｄ。铀和镭广泛存在于地壳中，一旦衰变成氡，可从附着物逸出，进入空气，然后会继续衰变直至稳定的铅(206Pb)。238Ｕ在其衰变过程中产生226Ra和222Rn，其衰变过程如下： 本文2007年8月收到，10月改回。
乐山土地质量地球化学评价报告
乐山市土地质量地球化学评估报告 目录 第一章绪言................................................................................................................... 错误！未定义书签。 第一节项目概况............................................................................................................ 错误！未定义书签。 一、项目来源............................................................................................................... 错误！未定义书签。 二、目标任务............................................................................................................... 错误！未定义书签。 三、工作概况及完成工作量....................................................................................... 错误！未定义书签。 第二节主要工作方法技术............................................................................................ 错误！未定义书签。 一、主要工作方法....................................................................................................... 错误！未定义书签。 二、数据处理............................................................................................................... 错误！未定义书签。 三、图件编制............................................................................................................... 错误！未定义书签。 四、文字报告编写....................................................................................................... 错误！未定义书签。第二章工作区概况........................................................................................................... 错误！未定义书签。 第一节自然地理及社会经济概况................................................................................ 错误！未定义书签。 一、自然地理............................................................................................................... 错误！未定义书签。 二、经济和社会发展概况........................................................................................... 错误！未定义书签。 第二节地质概况............................................................................................................ 错误！未定义书签。 一、地质构造............................................................................................................... 错误！未定义书签。 二、地层....................................................................................................................... 错误！未定义书签。 三、矿产....................................................................................................................... 错误！未定义书签。 第三节土壤类型及土地利用现状................................................................................ 错误！未定义书签。 一、土壤类型............................................................................................................... 错误！未定义书签。 二、土地利用现状....................................................................................................... 错误！未定义书签。 第四节区域地球化学特征............................................................................................ 错误！未定义书签。 一、区域土壤地球化学特征....................................................................................... 错误！未定义书签。 二、土壤酸碱度分布特征........................................................................................... 错误！未定义书签。 三、地表水各指标分布特征....................................................................................... 错误！未定义书签。 四、浅层地下水各指标分布特征............................................................................... 错误！未定义书签。 五、近地表大气尘各指标分布特征........................................................................... 错误！未定义书签。第三章土地质量地球化学评估 ....................................................................................... 错误！未定义书签。 第一节土地质量地球化学评估方法............................................................................ 错误！未定义书签。 一、土地质量地球化学评估概念............................................................................... 错误！未定义书签。 二、土地质量地球化学评估方法............................................................................... 错误！未定义书签。 第二节土壤质量地球化学评估.................................................................................... 错误！未定义书签。 一、土壤环境质量评价............................................................................................... 错误！未定义书签。 二、土壤养分评价....................................................................................................... 错误！未定义书签。 三、土壤质量地球化学评估....................................................................................... 错误！未定义书签。 第三节水-大气环境质量地球化学评估...................................................................... 错误！未定义书签。
地球化学勘查教学大纲
中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院 地球化学勘查课程教学大纲学习层次：专升本 一、课程说明 勘查地球化学（Exploration Geochemistry）是地球化学专业的主要专业课，也是地质学和资源勘查专业的必修课。本课程由通论和各论两部分组成。通论介绍原生环境及元素的原生分布、次生环境及元素的次生分布、地球化学调查方法、地球化学资料处理，是地球化学的通用基础理论和方法技术，其核心是应用地球化学的理论与方法解决实际问题；各论分别讲授固体矿产地球化学勘查的理论和方法，包括人类需求的矿产资源和生存环境等的地球化学勘查、油气地球化学勘查、环境地球化学评价、农业地球化学及国土规划等内容，以及勘查地球化学在其他领域的应用。 本门课程适用于地质、地球化学、矿产资源及环境、农业及国土等有关本、专科专业。（二）课程目的 通过本课程学习，使学生初步掌握根据不同的应用目的(多目标)而开展不同景观、不同介质、不同精度和规模的地球化学调查方法，以及各种方法的适用条件、工作规范、工作流程、工作成果资料的整理、成图、异常的解释评价，以及调查总结报告的编写。学生学完本课程后，将能适应在矿产勘查、环境调查评价、国土规划、生态农业等领域进行地球化学调查研究工作。 （三）教学时数及学分：64学时，4学分。 （四）考核方式：开卷考试 基本理论部分占30%，各论中主要化探方法部分占40%，综合分析能力（包括工作设计与数据处理）占30%。 （五）使用教材 《应用地球化学》，蒋敬业等，中国地质大学出版社，2006年3月。 （六）主要参考书目 [1]阮天健朱有光地球化学找矿，地质出版社，1984 [2] 韩吟文马振东主编，地球化学，地质出版社，2003 [3] 勘查地球化学手册（二、三册）G.J.戈维特，1986，1988，冶金工业出版社 [4] 环境地球化学，A.A别乌斯，1982，科学出版社 [5] 热液矿床岩石测量（原生量法）找矿，1997，地质出版社 （七）教学方法和手段 根据学院的人才培养方案，结合远程学生的特点，在教学中，对基本理论、主要化探方法、综合分析能力（包括工作设计与数据处理）等主要教学内容重点讲解，并结合典型的、成功找矿工作实例进行生动讲授。在串讲内容的引导下，鼓励学生以自主学习为主，并可大量查阅相关文献资料。在课程教学的中后期，组织教师答疑。学习中心在此时安排1-2次的面授辅导，在面授辅导时以实际找矿案例讲解、参观化探实验室、设计并实施野外化探工作等环节，突出理论和实践的结合。 二、课程内容 课程内容具体安排如下： 第一单元勘查地球化学的基本理论与方法 （教材绪论、第一章至第三章） 以下是各章节教学的重点内容与要求：
流体地球化学 报告
《流体地球化学》 题目：地幔流体及其成矿作用 读书报告 教师：张成江教授 指导老师：何明有教授 姓名: 张建军 学号： 2011050169 学院：核自学院 专业：核能与核技术工程 2011年12月15日
地幔流体及其成矿作用 1 地幔流体组成和特点 地幔流体是指赋存于地球内部由原始气体元素(He3、A r36等)、挥发分(幔 源CO 2、S、H2O等) 所组成的气体、稀溶液及具挥发分的富碱的硅酸盐熔体。 现代火山喷气、玄武岩圈闭气体、地幔镁铁质和超镁铁质包体成分分析及金刚石 包裹体分析表明, 地幔流体是以C2H2O 为主的体系, 并且含有一定的金属氧化 物〔6〕, 其流体种类受地幔氧逸度f O 2 及深度的制约〔7〕, 当f O 2 在Q FW —MW (氧缓冲反应限定的范围) 时, 流体种类以CO 22H2O 为主; 接近IW 时以CH42H2O为主。W yllie〔8〕用微量CO 2、H2O 和橄榄岩(假定地幔中CO 2?(CO 2+ H2O ) = 018) 进行的成岩试验表明, H2O、CO 2 含量在深度上是分层的, 以地 盾区地热曲线、固相线位置、矿物稳定组合区间三者之间关系, 推测120 km 深 度以下时金云母、白云石、橄榄石与富H2O 气相共存; 较浅处(约90 km ) 时, 随 着角闪石等含水矿物形成, 大量的H2O 被消耗, 气相中CO 2 与H2O 含量比值 随之增大, 形成上地幔中相对富CO 2 的区域; 在260～120 km 之间则为碳酸盐、金云母、C2H2O 挥发分溶解于熔体中, 无独立的H2O 和CO 2 相存在。Sh iano 等〔9〕在研究Kerguelen 地区超镁铁质捕虏体时发现了富硅质熔体、富碳酸盐 的熔体和富CO 2 流体包裹体共生, 显示是地幔深部均一的熔融相在到达上地幔 温压条件时形成不混溶的三相, 并充填于橄榄岩形成的裂隙中。这同样证明了 C2H2O 随深度变化的推断。包裹体一直被作为了解深部流体的重要窗口, 然而 已有的资料表明地幔流体包裹体在随寄主岩上升过程中已发生了次生变化, 并 且显示出几乎所有的捕虏体中多为纯CO 2 包裹体,缺少甚至没有H2O 的成分。 对此认为主要由4 种原因引起: ①在硅酸盐熔体中H2O 的溶解度比CO 2 更大, 熔融时H2O 比CO 2 优先进入熔体中, 形成相对富集的CO 2 相; ②氢的扩散作 用引起在低f O 2 时流体主要成分是CH4, 在达到一定温度和压力时H 发生迁移, 留下相对较富的CO 2; ③与围岩发生水岩反应再平衡的结果,H2O 比CO 2 更易 与含氧的硅酸盐发生反应, 剩下相对较富的CO 2; ④变形过程中H2O 比CO 2 更 易进入位错而被泄漏掉。因此, 多数地幔包体中的流体包裹体在被寄主岩从深 部带到地表过程中已发生了次生变化, 其成分已有所改变。由于我们对地幔流 体还缺乏详细研究和了解, 大多数地幔流体性质仍是有待研究的前沿课题。 2 地幔流体的来源及成矿作用 按照目前的了解, 地幔流体主要以两种方式形成: 一种由地核及下地幔脱 气作用; 另一种为洋壳俯冲作用带入大量富含挥发分物质的再循环〔1, 3, 4〕。 稀有气体的He2A r 同位素体系研究表明地幔流体主要有3 种源区〔10〕: ①地 幔柱型源区; ②洋中脊玄武岩型源区; ③岛弧型源区。其中最值得一提的是地 幔柱源区, 推测地幔柱构造起源于地幔深部热边界层, 具有800～ 1 200km 直 径的头部和100～200 km 的尾部〔11, 12〕, 由地幔深部穿越不同的上覆圈层 直抵地表, 且因直接来自富集地幔, 含有大量挥发分和不相容元素, 其成矿意 义值得重视。流体在上地幔的富集是地幔流体成矿的基础, 前已述及流体是由 深部地幔或地核脱气作用和再循环物质脱水作用形成, 形成的流体可能在上地 幔顶部附近富集, 特别是在软流圈上隆引起减压变薄时, 溶解于地幔橄榄岩高 压围岩矿物相中的挥发分出溶, 形成细小的早期流体包裹体, 并在地幔蠕变过 程中往有利的部位运移〔13〕, 从而促进流体的更进一步富集。聚集的挥发分
地球化学勘查术语
地球化学勘查术语 基本术语 一、地球化学勘查（geochemical exploration） 对自然界各种物质中的化学元素及其它地球化学特征的变化规律进行系统调查研究的全过程。习称化探 1、地球化学探矿（简称化探）-geochemical prospecting 系统测量天然物质中化学元素的含量及其他特征，研究其分布规律，发现地球化学异常，从而进行找矿的工作。 2、地球化学填图（geochemical mapping） 系统采集天然物质，进行多元素分析，并将元素含量（或其他地球化学参数）的空间分布，以某种标准方法编绘成基础图件，提供各个领域应用的工作。 3、环境地球化学调查（exploration geochemistry investigation） 系统研究地球化学勘查的理论、方法与技术的学科。 二、勘查地球化学（exploration geochemistry） 系统研究地球化学勘查的理论、方法与技术的学科。 1、矿产勘查地球化学（geochemistry in mineral exploration） 研究找矿的地球化学勘查理论、方法与技术的学科。 2、区域勘查地球化学（regional geochemistry in exploration） 系统研究大面积内天然物质（如岩石、土壤、水系沉积物、湖积物、天然水等）中化学元素在空间与时间上的分布规律及其与矿产、地质、环境、农牧业、医学等之间关系的理论、方法与技术的学科。 三、地球化学勘查原理 1、地球化学场（geochemical field） 由地质-地球化学作用所形成的各种地球化学指标的特征变化空间。 2、地球化学景观（geochemical landscape） 据表生地球化学作用和自然景观条件所划分的区域带。 3、地球化学障（geochemical barrier） 元素迁移过程中由于介质的物理环境骤然改变，促使元素（从溶液或气态）大量析出的场所或环境。根据造成元素析出聚集的主要因素或作用，分别为沉积障、吸附障、还原障、氧化障、生物障、酸性障、碱性障等。 4、地球化学指标（geochemical indicator） 反映研究对象的各种地球化学指示元素、地球化学参数及其他地球化学特征的统称。 5、地球化学背景（geochemical background） 在特定的范围内，相同介质中广泛存在的地球化学环境特征。 6、背景值（background value） 反映地球化学背景的量值。 7、异常下限（threshold） 同义词异常阈 根据背景值按一定置信度所确定的异常起始值。是分辨地球化学背景和异常的一个量值界限。