嘿，朋友你好，欢迎做客“地质进阶”。
今天再次重温的是，自然资源部矿产勘查技术指导中心程志中副处长讲解的《区块优选中的勘查地球化学方法》。程志中：1990年毕业于长春地质学院岩矿测试与地球化学系，目前是博士，教授级高级工程师。他长期从事地球化学勘查方法与地球化学填图研究、地球化学标准物质研制与分析质量控制、勘查区找矿预测等研究工作，编制完成了中国南方地区76种元素地球化学图与中国39种元素地球化学图，研制完成了137种地球化学标准物质。现主要从事勘查区找矿预测的理论与方法研究。内容简介：
《区块优选中的勘查地球化学方法》，主要从勘查地球化学方法的概念及工作注意事项（包括土壤测量、岩石测量、非常规化探方法等方法）和元素地球化学模型应用等两方面进行了分享，这里面既有他多年从事勘查地球化学工作的经验心得，更有最新化探方法的介绍，如浅钻取样、选择性提取、气体测量等等，可谓干货满满，有缘路过的朋友不要错过，相信一定会满载而归。
一、勘查地球化学方法
- 要以矿床模型特别是找矿预测地质模型为基础，构建不同矿床的地球化学模型，以模型指导地球化学信息解释。
土壤地球化学测量方法是一种经典的地球化学调查方法，1951年中国最早的化探方法试验就是土壤测量，通过对土壤中各种成矿元素及伴生元素的分析，圈定与矿体（化）有关的目标体。在残坡积物区找矿中发挥十分重要的作用。采集样品应能反映原生地质环境和找矿信息的残坡积物。地球化学详查按照规则网布设采样点位，测线方向应尽量垂直测区主要构造线方向或成矿地质体走向布设。
- 200×20m，点距过小，导致异常凌乱。无法圈出规律性强的异常。
采集的样品应能反映原生地质环境和找矿信息的残坡积物。采样时应避开风成沙、有机质和盐积物等干扰物。地球化学详查阶段（包括风化壳型矿床勘查区）土壤测量采样粒级可不做规定，采样物质应为残坡积物。如上图，在浙皖赣山区和黑龙江嫩江地区全粒级样品与-60目部分样品含量差别不大。- 新疆东天山及准噶尔盆地周边、甘肃北山、内蒙古中西部、宁夏和呼伦贝尔市西部等干旱荒漠戈壁残山景观区为-4～+20目；
- 内蒙古中东部大兴安岭中南段半干旱中低山草原景观区为-4～+40目；
- 西藏、青海等高寒山区、晋、冀和辽西区；川西北高寒草甸景观区以及森林沼泽景观区为-10~+60目；
- 岩溶景观区采样粒级可选择以残积物为主的-20目粒级；
- 我国中东部和西南各省区的，采样物质应为残坡积物的细粒级物质。
辽宁西部北镇地区，大片的风成沙覆盖，浅层采样效果不佳，采用洛阳铲采集残坡积物，获得很好的效果。残坡积物测量发现很好的金异常，槽探揭穿风成沙覆盖层，发现很好的矿体。以岩石为采样对象，研究岩石中化学元素分散、富集所形成的地球化学特征来进行矿产勘查的一种地球化学方法。矿体的圈定是根据现有的技术和经济条件圈定的地质体，矿体与围岩并没有绝对的界线，这一点在岩浆矿床格外明显。岩浆矿床形成过程中，在围岩中留下了较高的成矿元素异常带。其成矿元素高含量范围（蚀变带）远大于矿体的范围。即成矿元素与伴生元素沿断层、裂隙、劈理、节理或肉眼见不到的毛细管孔道向外迁移，形成规模远大于矿体的原生晕异常。如何获得与深部成矿有关的信息，构造地球化学测量是一个较为有效的方法，它能强化异常，避免地表的污染等优势。采样介质：（1）断层泥或蚀变岩；（2）石英脉。（3）脉岩；构造地球化学测量在水银洞东段的者相发现很好的Au异常，经验证在者相深部发现金矿，提交27吨Au。江西会昌岩背锡矿外围的构造地球化学测量发现了非常强的Sn异常，经验证，孔孔见矿。![]()
我国邵跃 (1984)在多年工作实践中不断总结和完善原生晕分带模型，认为含矿热液温度变化是造成元素分带的主要因素之一，并根据元素沉淀的先后关系提出了从高温到低温的元素分带序列：取样要求：
- 采样点距一般在5m。对无矿化、厚度大的岩层，采样点距可放稀至10m以上。
- 矿化层、脉型矿或断裂构造带等采样点距可加密到1~2m，保证矿化层或矿体有一个以上单独样品。
- 样品采用连续检块法进行采样组合。在确定的样距内均匀地敲下5~8块，直径小于20mm的碎块组成样品，样重不小于300g。
利用在已知矿上总结的Pb>300ppm，As>100ppm，Cu/Pb<0.1三条原则在青城子铅锌矿南部的赵家沟进行试验，原来认为厚层大理岩为含矿层底部，是没有矿的地方，岩石测量后认为这些断裂含矿，结果布置5个孔有4个见矿。实证案例2：广东长坑金矿及深部特大型富湾银矿的发现- 产状不明，布两孔（ZK0401, ZK0402）均未见矿；根据地表异常规模、矿体厚度及钻孔中尾晕元素不发育，判断深部有矿。后施工ZK0403, ZK0404孔深部均见金矿；
- 钻孔原生晕中金矿及其上部均未发现Ag矿化及强Ag异常。但在ZK0406孔金矿体下，发现Ag含量显著增高，个别达克/吨级，同时出现较强的Cu、Pb、Zn异常。
- 对副样分析，圈出了品位高，厚度大的独立银矿体。即在同一滑脱断层中出现上金（微细粒侵染型）下银（似层状中低温热液型）矿床。
钻孔原生晕测量，发现在2500m以下还有富集带，产状平缓。选择在83勘查线十二中段（标高2660m）实施坑内钻，主要针对Au1矿体及其所在的矿带以及深部可能存在的缓倾斜矿体进行验证。随着区域化探扫面发现的大量异常查证工作发现了大量浅埋藏的矿床，勘查地球化学将目光转向了覆盖区找矿和深埋藏的矿床，无法采集到岩石样品，常规的土壤测量效果不佳，勘查地球化学寻求一些新的方法。可以采用一些非常规的化探方法，如浅钻取样、选择性提取、气体测量等方法，发现覆盖层下的成矿信息。（1）浅钻化探：澳大利亚地表后很厚的风化壳，淋滤作用很强，地表的矿化信息被大量的淋滤，导致各种元素被强烈淋失，浅钻取样被大量使用。在西北的戈壁荒漠地区、内蒙的草原区、东部的一些山前小盆地，被大量外来运积物覆盖区，都可以采用浅钻取样方法采集残坡积物。- 气体测量方法是通过系统测量大气或壤中气的气体成分，通过发现异常来寻找矿床；
- 由于气体穿透力强，扩散迅速，反映深度大，对于覆盖区找矿具有独特的优势；
- 可用的气体有烃类气体用于寻找油气，He、Rn由于找铀矿，SO2、H2S、COS（羰基硫）和其他硫化物气体，CO2，Hg测量用于寻找硫化物矿床和贵金属矿。
三山岛金矿发现后，人们开始关注西南延的仓上地区，地表为海砂覆盖，厚度在n~n十米，未找到主干断裂。1984年山东地质六队开展壤中气Hg测量，在异常交汇处进行钻探验证，发现仓上大型金矿。在国内外文献中，较少见到直接测量SO2和H2S气体成分的，由于其壤中气含量较低，国内外一直试图利用硫化物气体来探测覆盖层下矿化，由于检测能力不足，未获成功。在20世纪60~70年代，芬兰、加拿大等科学家利用狗灵敏的嗅觉来探测硫化物，在加拿大和芬兰的森林区来探测硫化物矿体，虽然狗的嗅觉比人的嗅觉高的多，但要准确探测到硫化物所产生的气体，还是比较困难的。后来国内外科学家利用酸解方法释放硫化物气体，采用气相质谱方法测量土壤中的SO2和H2S气体，但效果还是不佳，最主要的原因是方法灵敏度不够。研发了便携式多组分气体快速分析仪（PMGRA），可同时测定土壤中H2S、SO2、CH4、CO2、CS2和H2气体的浓度。检测限低，精度高，分析速度快。目前已在多个矿区开展试验和找矿示范工作，结果表明气体异常对深部隐伏矿体和断裂反映较好。H2S和SO2气体在电极上发生电化学反应并释放电荷形成电流，产生的电流大小与气体浓度成正比（遵循法拉第定律），通过测定电流的大小即可判定气体的浓度。CO2和CH4的特征吸收峰波长为4.26μm和7.66μm。当对应吸收波长的光通过被测气体时，单色红外光被待测气体直接吸收，光的强度将明显减弱，衰减程度与该气体浓度遵循朗伯（Lambert）一比尔（Beer）吸收定律。I’=I0e-LCK案例：河北沽源秦家营银铅锌矿
提取土壤中包括水提取态、吸附态、有机结合态和铁锰氧化物态的金属。这些活动态金属主要来自深部，通过多种途径到达地表。用于覆盖区地球化学调查。国外的MMI、酶淋取等方法相对较成熟。MMI 是澳大利亚在20 世纪90 年代研制的一种覆盖区找矿方法，其思路是用一种含有多种配体的化学溶剂从土壤中提取以蒸发盐类、易溶物质、层间离子、孔隙水、弱吸附等形式存在的金属，可以统称为非固结金属( unbound metals) 或活动金属(mobile metals)；相对而言，在土壤中的固结金属( bound metals)主要指在石英和其他氧化物中包裹的金属，或者被强吸附而不易被弱提取剂提取的金属。酶提取技术是Clark 等于20 世纪80 年代末90 年代初研制出的一种利用葡萄糖氧化酶提取矿物颗粒表面非晶质锰的氧化膜寻找隐伏矿的方法。过去使用盐酸羟氨，抗坏血酸和草酸来提取氧化物，但这些提取剂都不能只溶解非晶质锰的氧化物。而将1 g 样品用15 mL 1%的右旋糖( dextrose) 和0.1mL 5%的葡萄糖氧化酶提取，其实质是氧化酶与右旋糖发生反应缓慢产生过氧化氢和葡萄糖酸，过氧化氢很容易溶解非晶质锰的氧化物，而晶质锰的氧化物却不易被破坏。总体来说，覆盖区找矿全球技术都不成熟，要解决资源问题，覆盖区地球化学找矿技术突破是关键。因为选择性提取方法是研究元素分量的含量，其含量水平较低，分析测试方法还没有解决，因此需要解决分析检出限的问题，能检出极微量的金属元素的含量，另外分析测试的稳定性要足够好。二、元素地球化学模型应用
不同类型矿床，由于成矿作用的不同，元素的沉淀作用不同，导致以成矿作用中心，不同元素形成组分分带和浓度分带。利用元素的分带特征，建立不同矿床的地球化学模型，在地球化学资料解释时，要充分利用这些模型。- Cu, Mo, Au, Ag, Se, W, Bi, As, Sb, Pb, Zn, Co, Mn, Cd, Hg, F, Cl, I, Fe,Ti,K2O, Na2O, MgO, Rb, Sr, Ba等元素有不同规模的明显异常。
- 内部带以Cu, Mo, Au, Ag, W, Bi, K2O, Rb等元素为主，
- 外围带以Pb, Zn, As, Cd, Mn元素为主。Cu, Au, Ag在外围带也有不同强度的异常，基本覆盖成矿作用范围。面积几十平方公里到大于100km2。
1.成矿及主要指示元素具有明显的面型水平分带，而最具有代表性的元素组合是由内向外以Mo, Cu, Ag, Au, Bi, Se为代表的中心带和以Pb, Zn, Cd, Mn为代表的边缘带。2.垂直分带自下而上为Mo>>Cu, A g>>Pb, Zn, Mn。 其它元素异常强弱及其位置则依各矿床而异，但一般均位于中心带与边缘带之间① Cu, Ni, Cr, Co, Ag, As, Au, Pt 族, Fe2O3, MgO , Ti,V组合异常，边部有B, Ba是含矿岩体的标志;① 岩体各岩相带由上向下Cu, Ni, Co, Cr异常呈规律性增强;② 岩体上部围岩中有Ba, B,(Mo), F, I (Ag, Cr)异常;③ 矿体的直接指示元素为Cu, Ni, Co,Ag,As, Au, Se, Pt族;④ 熔离型矿体主要指示元素均有明显呈贝壳，条纹的垂向浓度分带;⑤ 熔离式矿体原生晕，无明显的元素分带、贯入式矿体原生晕有类似一般热液矿床的元素分带特征。1.主要指示元素组合Cu, Zn, Pb, Au, Ag, Se, Sb, Cd, As, Mn, Hg, Co, Bi, Ba, Fe, CI, I；②垂直剖面上成矿元素与主要伴生元素一般也无明显分带。但厚层状铜锌矿体或矿体群上层富Zn，下层富Cu。有时有Sn, Mo,Co弱异常可能指示含矿热液来源于成矿温度较高部位。③K2O. Na2O, Rb, Mn等元素，位于矿体两侧(上、下盘)。Ba异常在矿体中或上、下盘、两端。可作为近矿标志。1.指示元素有Cu, Ag,Au, Mo, W, Sn, Bi, As, Sb, Hg, Zn, Cd, Pb, Fe,Mo2.异常面积一般在数十平方公里。水系沉积物异常有时可达100km2以上。 (1 )浅剥蚀矿田，异常呈面型，整体上有内部带和外围带的元素组合分带现象，内部带以Cu,Ag,Bi,Pb,Zn,Mo,W,Sn,Fe,Mn等为主，外围带以Pb,Zn,Au,Hg,As等为主。但两带往往套合或重叠。 (2 ) 中等及深剥蚀程度矿田(岩体出露面积达几平方公里或更大)，成矿及主要伴生元素组合的局部异常，沿岩体接触带呈不连续的环状分布。4. 以内部带元素组合为主的局部异常是矿床所在部位。金矿成矿与高侵位的岩体有关，金矿体赋存在岩体与围岩接触带。元素组合较为复杂，从低温元素到高温元素异常均有：Hg、B、Sb、As、Pb—Zn、Ag、Au、Cu— W、Mo、Ni、Cr、Bi、Mn、Co剥蚀深度估计：As+Sb+B/Mn+Bi；As+Sb/V+Sr蚀变岩型金矿：矿脉产于蚀变岩中，异常较宽，当矿体厚度5~10m时，Au、Ag、Cu、Pb、Zn异常宽度可达10~20m，As、Hg、F的异常可达20~30m；石英脉型金矿：矿脉两侧晕较窄，当矿脉1m时，Au、Ag、Bi异常也就1~4m，Pb、Zn异常也就2~4m、As、Hg、F的异常可达4~6m。
As*Sb*Hg*Ag/Cu*Zn*Bi*Mo的比值可用于矿体剥蚀深度的估计。元素组合特征：元素组合相对简单，以Au、As、Sb、Hg、Tl、W为主，As的分带一般位于Au的下方；元素分带：（F、Hg、Ag）Ba-Sr-Pb-As-Au-Cu-Mo-Sb-Co-Zn-Sn-Cr按照地球化学特征分为三类
元素组合复杂，主要为Mo、Cu、Pb、Zn、Cd、Bi、As、Sb、F等，高温元素Sn和W异常不发育，而Mo异常发育，异常以次火山岩或火山口呈面状分布，元素分带明显，水平分带明显。元素组合简单，主要为Ag、Pb、Zn、Cd和Bi。异常沿断裂构造发育，元素分带不明显；元素组合简单，主要为Ag、Pb、Zn、Cd和Bi。异常沿地层发育，元素分带不明显。1.锡矿的原生晕总体分带特征：从下至上为：Nb、Ta、（Be）--- Sn、W、Mo---W、Mo---W、Mo、Cu---Pb、Zn、Sn---Pb、Zn、Ag、Au、As、Ba。2.F、Cl、B作为锡矿的矿化剂元素，可以作为锡矿的一种重要找矿指示元素，F的晕可以迁移1.5~2km左右。3.成矿的花岗岩体以高Sn、F、Nb、Be、Li、B、Bi为特征在矿产勘查工作中模型对指导找矿非常重要，不管是未知区的异常评价，已知矿山深边部的找矿，模型的指导作用非常重要；地球化学模型是地质模型的一个重要组成部分，用元素的变化来刻画矿化的变化规律，其识别的精度从肉眼可见提高了几万乃至几十万的数量级；不同的矿床，元素组合征、元素分带均由其独特的特点，不管是土壤异常的解释，原生晕异常的解释中，均要很好地应用。有需要原版PPT的朋友，点击页面左下角“阅读原文”，可见下载地址。免责声明：本公众号资源均来自公开合法渠道，仅供个人学习交流，严禁商业使用。版权归原作者或版权方所有。若涉及侵权，请告知删除。
