地球化学勘查

2015-12-25


金浚

一、发展回顾

我国的地球化学勘查(简称化探)工作开始于二十世纪50年代,北京矿产地质研究院的化探工作与地矿系统基本同时起步,并先后经历了初创期、初步发展期、快速发展期、国土资源调查与海外风险勘探等阶段,在半个多世纪的发展历程中,在勘查地球化学理论、方法技术研究、找矿成果和培养人才等方面,都取得了丰硕成果,创建了骄人的业绩。

1.初创期(1952~1957)

1952年在长春东北工业部东北地质调查所组建我国第一支化探队,同年在长春市郊区的镜月潭铜矿化点进行了小面积次生晕(土壤测量)试验工作。1956年苏联专家建议下,冶金部委派欧阳宗圻筹建冶金系统化探队伍,通过地质、地球化学理论学习,试验和引进化探方法技术和比色分析方法,抽调地质及分析专业毕业生进行短期培训,在辽宁、湖南、云南、山东、陕西、江苏等省已知铜、铅锌、钨、锡、钼等已知矿区及外围,开展土壤测量试验性生产和大比例尺面积性土壤测量工作,并在冶金系统大规模推广化探方法。1958年开始在冶金部西北、西南、东北、华北、华东、中南各物探区队均配有化探力量和分析室,开展次生晕工作,当年根据化探及物探资料,找到了红透山铜矿。

2.初步发展期(1957~1980)

1962年冶金工业部北京地质研究所建立了化探研究室,欧阳宗圻任研究室主任,人员编制40人左右,由化探专业、地质及地球化学专业和分析专业人员组成(以大专毕业生为主),研究室分化探方法试验和分析方法试验两个部分。分析方法在比色分析基础上增加色层分析、光谱分析等,增加了Ag、Hg、Bi、Cd、Cr、Ge、Cu、Co、Ni、Tl、F等元素的分析;化探研究主要从事各类典型矿床地球化学特征研究、化探新方法新技术试验研究和化探异常方法评价研究等内容,并对全国冶金系统各省区化探队伍在找矿理论、方法技术、找矿成果等方面予以指导。这一时期开展的化探工作主要有:

1960-1962年①河北寿王坟铜矿钻孔原生晕工作,寻找深部盲矿;②清原树基沟铜矿坑道原生晕工作,在坑道中发现原生晕异常,经验证发现新的盲矿体;③吉林石嘴子矽卡岩型铜矿床原生晕异常特征研究,制定了原生晕工作方法,开展坑道原生晕工作,在4个坑道中工作没有发原生晕异常,认为在一定范围内没有盲矿体,为矿山闭坑提供资料(欧阳宗圻)。

1961-1963年研究岩浆矿床和矽卡岩矿床找矿方法:①吉林红旗岭晚期岩浆贯入式铜镍矿床次生晕找矿方法研究,制定了次生晕工作方法,使用Cu、Co、Ni、Zn等指示元素异常评价超基性-基性岩体的含矿性,对贯入式岩浆矿床寻找盲矿有效(欧阳宗圻)。②陕西商南铬矿次生晕工作,找浅部铬矿效果较好,对深盲矿效果不佳。

1964-1967年科研配合生产找矿,参加商南铬矿、陕西刘家坪铜矿、鄂东铜矿会战,开展异常评价。①1964年在丰山洞矽卡岩型铜矿区开展从国外引进的原生晕浓度分带特征研究方法,通过原生晕浓度分带特征研究评价了许多有望找矿地段,取得较好的地质效果(陈荣庭、段祝龄);②1965年鄂东石头嘴矿区找矿会战,系统研究钻孔原生晕特征,发现在已知矿带下存在第二个成矿带(袁怀雨)。这一发现当时未引起有关领导的重视,十年后经深部钻探证实为20万吨铜矿体。

1971-1973年鄂东矽卡岩型铜矿化探异常特征研究,提出各类矿化类型的指示元素组合、找矿指标,并将鄂东各矿区历年化探综合异常特征、找矿评价意见、钻孔验证结果,编制了地质、化探异常卡片;建立了鄂东地区矽卡岩型铜、铁、钼、钨、金等矿床地球化学异常档案。对指导该区地球化学找矿评价工作起到很好作用(郑就标、李惠)。

1974年应用卤素找矿,引进离子选择电极方法,分析F、Cl、Br、I,在广西两江铜矿开展找矿试验,结果表明F、I对指示盲矿有效,取得很好的找矿效果。

在化探分析方法方面:①对已有的比色分析方法进行总结,编写了《地球化学探矿分析方法》一书,由冶金出版社出版,包括32种元素,41种分析方法;②离子选择电极;③使用大型光谱仪进行单矿物多元素扫描,研究斑岩铜矿各指示元素与矿体的关系;在斑岩铜矿区分析黄铁矿单矿物,研究黄铁矿成分变化与矿体关系,指示找矿;④与北京光学仪器厂合作,使用0.5m光栅光谱仪进行野外现场分析,指导野外找矿。

1974年栾继深、靳德荣等人引进加拿大HGG-3测汞仪,首次开展汞气测量方法试验研究,研制了原子吸收DH-1型、DH-2型测汞仪和抽气装置,在野外用金丝管捕集气体,室内加热测量,对各种类型已知矿床及未知区开展壤中汞气测量方法试验,并取得较好找矿效果;对壤中汞气测量原理、汞气异常形成机理、工作方法、影响因素及排除方法、找矿范围、找矿效果进行了系统研究;1981年提交了“厚层覆盖区金属矿床壤中汞气测量方法及找矿效果研究”。

1974年举办学习班,开展多元统计分析方法在化探中应用。

1977—1980年欧阳宗圻、李惠开展“中国斑岩铜矿地球化学特征和地球化学找矿标志研究”,研究的矿区主要有多宝山、富家坞、中沙溪,总结出两种斑岩铜矿综合找矿模型。这项研究运用现代地质、地球化学成矿成晕理论,采用多种研究、测试方法手段,从区域地层、岩浆岩、构造、成矿成晕作用地球化学入手,较系统的研究了斑岩铜矿的成矿成晕地球化学机理,研究了指示元素与矿体的关系、了解主要蚀变矿物、伴生矿物、金属矿物中的特征,确定指示元素是直接指示还是间接指示,这对评价异常具有重要意义。

3.快速发展期(1980~2000)

1979年11月在河北省保定市召开的“冶金地质系统化探工作会”上,在总结西北地质勘探公司开展1:50000分散流普查快速高效找到山阳汞矿经验的基础上,在欧阳宗圻、刘泉清等人的倡导下,冶金部决定在全国20多个省份和自治区开展1:50000成矿区带地球化学普查。1980年初冶金、有色地质系统1:50000成矿区带地球化学普查工作启动,除扫面工作外为配合化探异常评价和取得找矿成果,同时开展了有色金属、贵金属矿床地球化学特征与矿床地球化学异常模式、化探异常查证评价等多项研究。成矿区带地球化学普查从1:50000地球化学普查方法、化探异常查证评价方法、大比例尺化探方法、化探样品分析测试技术、地球化学数据处理与成图等多方面对冶金(有色)地质系统化探工作起了很大的促进作用,促成冶金、有色地质系统化探工作快速发展,对冶金、有色地质部门成矿区带普查和取得找矿突破做出了重大贡献。

这一时期开展的化探工作主要有:

①地球化学勘查样品分析测试方法研究

(1)ICP直读光谱法测定24个常量和微量元素,1980-1981年,方以规,中国有色金属总公司北京矿产地质研究所;

(2)岩石、土壤中微量元素定量分析方法的研究,1981-1983年,方以规,中国有色金属总公司北京矿产地质研究所,1984年获冶金部科技进步三等奖;

(3)地质及地球化学样品53个主、次、微、痕量元素不同分析手段的配套研究,1982-1987年,秦星临,中国有色金属总公司北京矿产地质研究所;1988年获有色总公司科技进步四等奖;

(4)贵金属样品加工及分析测试方法的研究,1987-1988年,方以规,中国有色金属总公司北京矿产地质研究所;

②矿床地球化学特征与地球化学异常模式研究

(1)有色金属矿床地球化学模式-成矿预测及方法研究,1981-1984年,欧阳宗圻,中国有色金属总公司北京矿产地质研究所,1985年获有色总公司科技进步三等奖;

(2)寿王坟铜矿周边金铜地球化学找矿及异常评价研究,1987-1988年,刘泉清,中国有色金属总公司北京矿产地质研究所;

(3)阿尔泰山南缘多金属矿地球化学异常评价和模式研究,1987-1990年,刘泉清,中国有色金属总公司北京矿产地质研究所;

(4)物化探数据处理及成图系统,1986-1988年,王书惠,中国有色金属总公司北京矿产地质研究所,1989年获有色总公司科技进步二等奖;

(5)成矿区带化探数据库,1986-1988年,黄竟先,中国有色金属总公司北京矿产地质研究所,1989年获有色总公司科技进步三等奖;

(6)我国主要类型金矿床综合方法找矿模型研究,1991-1994年,邹光华、欧阳宗圻,地质矿产部中国地质勘查技术院、中国有色金属工业总公司物化探中心。通过地质矿产部成果鉴定;

(7)呼盟南部免渡河-根河海相火山岩建造含矿性地球化学研究,1992-1993年,王军升,中国有色金属总公司北京矿产地质研究所;

③成矿区带化探异常查证评价方法研究

(1)区域化探异常评价方法技术研究,1991-1993年,何厚强,中国有色金属总公司北京矿产地质研究所;

(2)内蒙古东部锡、铜、银多金属矿带覆盖区应用化探新方法寻找掩埋矿床的试验研究,1993-1994年,李先智、丁汝福,华北有色地勘局、北京矿产地质研究所;

(3)滇东南地区区域化探数据处理与异常方法研究,1994年,何厚强,中国有色金属总公司北京矿产地质研究所;

(4)区带化探资料二次开发方法技术研究,1995年,金浚、何厚强,中国有色金属总公司北京矿产地质研究所;

(5)区带化探异常筛选评价及化探新方法新技术应用研究,1996-1998年,金浚、何厚强,中国有色金属总公司北京矿产地质研究所;

(6)地球化学普查资料数据库建库,1999-2000年,金浚,中国有色金属总公司北京矿产地质研究所;

④隐伏矿找矿新方法新技术研究

(1)化探新方法试验研究,1992-1994年,丁汝福,中国有色金属总公司北京矿产地质研究所;

(2)矿床(体)快速追踪的偏提取定位预测方法技术研究,1996-1999年,金浚,中国有色金属总公司北京矿产地质研究所;

4.国土资源调查与海外风险勘探(2000~2015)

根据国家地质勘查部门深化改革部署与安排,2000年有色地质系统所属地质勘查队伍属地化。1999年中国有色金属工业总公司北京矿产地质研究所转变成企业,2004年注册更名为北京矿产地质研究院。之后的业务工作分成两个部分:①承担中国地质调查局国土资源调查矿产资源潜力评价项目;②承担中央地质勘查基金海外风险勘探项目。

(1)国土资源调查矿产资源潜力评价项目

工作区主要分布在新疆维吾尔自治区东天山成矿带、阿尔泰成矿带、塔里木西北缘成矿带、内蒙古大兴安岭成矿带、河北华北地台北缘成矿带、湖南湘西成矿带、广东粤北成矿带等地区。

特殊景观区景观特征与化探找矿方法研究、国土资源调查工作主要有:

2001~2002年中国地质调查局方法技术类科研项目“得尔布干成矿带北段森林沼泽景观中大比例尺化探方法研究”(金浚、陈伟民、丁汝福);

2003~2005年中国地质调查局方法技术类科研项目“森林沼泽景观异常查证方法技术研究”(金浚、陈伟民);

2004~2006年内蒙古自治区重大地质科研项目“内蒙古大兴安岭中北段成矿环境、找矿方向及勘查技术方法研究”(王京彬、金浚、黄建军);

2006~2007年中国地质调查局区域矿产资源潜力调查评价项目“内蒙古大兴安岭北段铜铅锌多金属矿调查评价”(金浚、黄建军、陈卫);

2006~2010年科技部“十一五”科技支撑计划重大项目“内蒙大兴安岭中北段铜、铅锌、金、银多金属矿成矿预测与评价技术示范”(佘宏全、金浚、李进文);

2008~2010年中国地质调查局区域矿产资源潜力调查评价项目“内蒙古呼伦贝尔盟莫尔道嘎-吉峰地区铜多金属矿远景调查”(金浚、王召林、陈卫)。

在新疆维吾尔自治区东天山成矿带、阿尔泰成矿带、塔里木西北缘成矿带、内蒙古大兴安岭成矿带、河北华北地台北缘成矿带、湖南湘西成矿带、广东粤北成矿带等地承担中国地质调查局资源潜力评价项目,开展1:50000地球化学普查、异常查证和地球化学详查工作,发现数百处具有找矿价值的地球化学异常、数十处找矿靶区,部分找矿靶区经后续地质工作发现矿产地,为这些地区国土资源调查做出了贡献。

(2)海外风险勘探项目

承担中央地质勘查基金海外风险勘探项目数十个,工作区主要分布在埃塞俄比亚、坦桑尼亚、刚果(金)、智利、墨西哥、加拿大、菲律宾、老挝等国,开展1:50000地球化学普查、异常查证和地球化学详查、矿产预查、普查等工作,有效地了解和掌握了大量海外矿产地质资料,发现重要找矿线索,并在一些地区取得找矿突破,发现智利月亮山铁铜矿(332+333+334铁资源量2.78亿吨,伴生铜资源48.52万吨)、埃塞俄比亚北部特拉喀密提VMS型铜矿(332+333铜资源量18万吨、锌22万吨、金15吨)、坦桑尼亚汉得尼绿岩带型金矿(大型)等多处具有较大经济价值的矿床。

二、主要成果

1.建立有色金属、贵金属矿床地球化学异常模式与勘查模型

有色地质系统历来重视已知矿区特别是典型矿床地质-地球化学特征和地球化学找矿标志的研究,自二十世纪七十年代初期在欧阳宗圻教授的主持下,即开始了有色金属、贵金属矿床地球化学特征、地球化学异常模式和勘查模型的研究工作。研究工作涉及21个省和自治区、32个地区,通过多年工作,建立了铜、钼、铅锌、银、金、锑、钨、锡多金属、铌鉭等矿种不同类型、不同层次的矿田、矿床地球化学异常模式与勘查模型58例。其中代表性案例主要有:⑴斑岩铜矿床地球化学异常模式(李惠、欧阳宗圻等,1984);⑵赣南脉状钨矿地球化学异常模式(李惠等,1984);⑶广西两江铜矿床地球化学异常模式(班义江等,1984);⑷湖南大乘山层控铅锌矿床地球化学异常模式(陈举煦等,1984);⑸吉林夹皮沟地区金矿地球化学异常模式(朱太天等,1984);⑹陕西金堆城-黄龙铺钼矿田地球化学异常模式(李遐昌等,1984);⑺个旧东部锡多金属矿区原生地球化学异常模式(唐甲光等,1988);⑻湘南典型锑矿床地球化学异常模式(邹同熙等,1989);⑼南京栖霞山铅锌银矿床地质-地球物理-地球化学综合勘查模型(蒋慎君,金浚,1989);⑽祁雨沟火山-次火山岩型金矿综合物化探找矿模型(王福贵等,1993);⑾小秦岭金矿地质-地球物理-地球化学找矿模型(方维萱等,1993);⑿甘肃李坝金矿田物化探找矿模型(段家训等,1994)。

以上成果获得中国有色金属工业总公司科技进步二等奖4次、三等奖6次。有关研究成果均提交了研究报告,并以论文形式在刊物上或全国性学术会议上发表,该项成果已出版专著(欧阳宗圻,李惠等.1990.典型有色金属矿床地球化学异常模式;邹光华,欧阳宗圻,李惠等.1996.中国主要类型金矿床找矿模型)。

矿床地球化学异常模式与勘查模型汇集了我国有色金属、贵金属矿田、矿床研究成果,提供了这些矿田、矿床极有价值的大量地球化学资料,所总结的矿田、矿床极具典型性,不仅对地球化学找矿有重要的指导意义,而且对解决成矿规律也起很大作用。该项研究对我国矿产地球化学勘查研究向更高层次发展起了推动作用。部分模式和找矿指标用于生产,取得了很好的找矿效果。

2.寻找隐伏矿床的化探新方法新技术研究

随着地质找矿工作的不断深入,露头矿和浅表矿日益减少,隐伏矿、掩埋矿逐渐成为重要勘查目标。由于常规化探方法对寻找隐伏矿、掩埋矿效果不佳,为获得隐伏矿、掩埋矿找矿信息,自七十年代初开始,有色地质系统开展了多种化探新方法新技术试验研究。主要有:⑴土壤汞气测量、地表汞气测量、土壤热释法测汞;⑵地电化学测量、氢离子浓度测量、电导率测量;⑶热磁法测量;⑷元素活动态测量(含水提取相、粘土吸附相、非晶质铁锰氧化物相、有机络合物相、活动态Au等)等。现仅对土壤汞气测量、地电化学测量、元素活动态测量等3种方法进行介绍。

(1)土壤汞气测量

汞因其具有低熔点、强挥发性、强穿透能力并与多种有色金属、贵金属矿产共生,早已为化探工作者所重视。七十年代初,随着高灵敏度测汞仪的问世,有色地质系统开展了汞气测量寻找隐伏矿试验研究。主要研究单位有:桂林矿产地质研究院(栾继深,1982)、华东地质勘探公司814队、广西地质勘探公司272队、黑龙江地质勘探公司706队、吉林地质勘探公司608队等。研究单位对土壤汞气测量异常形成机理、测量方法技术、壤中汞的主要存在形式、典型矿床壤中汞异常特点、断裂构造汞异常特点进行了深入研究,并在数十个不同成因类型已知矿床进行试验。研制了一套合理的土壤汞气测量方法,制定了消除影响因素的技术措施和校正方法,在广西、吉林、黑龙江和长江中下游等后覆盖地区找矿中取得效果。

鉴于土壤汞气测量测定结果的不稳定性,桂林矿产地质研究院(栾继深,1984)、华东地质勘探公司814队(胡振清,1982)等科研、生产单位,1979-1984年进行了土壤热释法测汞的试验研究工作。从土壤吸附态汞量异常的形成机理、工作方法、影响因素、质量检查标准到找矿效果进行了详细研究。结果表明,土壤吸附态汞具有很好的找矿效果,且其方法简便,功效高,受气候、温度等因素影响较小,测量重现性好,方法成本低,在各类厚层覆盖区和不同成因类型的有色、贵金属矿床均能取得较好的找矿效果。当测量介质中含有较多有机质时,会对测量结果产生一定影响。

甘肃地质勘探公司研究所王维熙高级工程师1975-1984年运用高灵敏度气体传感器原理研制成功高灵敏度金膜测汞仪,其检测限低达10-12,比国外同类型仪器低两个数量级。且仪器体积小,重量轻,可以现场测定。该成果获得中国有色金属工业总公司科技进步三等奖、1978年全国科学大会奖。该所还研制了高灵敏度的碘气测量方法(检测限低达10-10)、能现场测定气态烃的传感器。1978-1988年运用该仪器在戈壁厚覆盖区金、锑、铅锌、汞、石油等矿产勘查方面做了大量研究工作,取得良好效果。1985-1994年在长庆、克拉玛依、塔里木胜利等油田开展工作,取得显著效果,其中在长庆油田天池地区经钻探验证见到高产天然气。1989-1994年与中国科学院南海海洋研究所合作,对南沙海域海面进行气体地球化学测量,这是国内外海上油气化探的首次尝试,并取得成功。

土壤汞气测量与其它地球化学勘查方法共同组成的综合找矿方法试验研究课题成果,多次获得中国有色金属工业总公司科技进步奖,其中一等奖一次、二等奖一次、三等奖两次。并在矿产勘查中发挥了一定作用。

(2)地电化学测量

八十年代初期桂林冶金地质学院罗先熔等对地电化学勘查方法进行试验研究(罗先熔1989,1994)。通过10多年工作,对基本原理、成晕机制、方法技术、仪器装备、影响因素、应用条件和找矿效果等进行了大量试验研究,取得一系列研究成果。先后在国内14个省区20多个矿床各种矿床类型、各类覆盖条件的隐伏矿、掩埋矿进行方法有效性进行了研究,取得良好的试验效果。有关研究成果以论文形式在刊物和全国性学术会议上多次发表,并出版了专著<地球电化学勘查及深部找矿>.北京:冶金工业出版社,1996.

土壤电导率测量、土壤H+浓度测量方法是澳大利亚G.J.S.Govett教授1971年提出的,中国有色金属工业总公司矿产地质研究院化探室(张茂忠,1986)、桂林冶金地质学院(罗先熔,1987、1991)、北京矿产地质研究所等单位1981-1991年对方法的基本原理、仪器设备、工作方法、应用条件、影响因素、不同类型矿床方法有效性等方面进行试验研究。研究结果认为,这是一种快速、经济、有效的化探方法,可用于面积性工作,特别适合在厚覆盖区开展工作。由于这是一种间接找矿方法,其异常主要受Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子浓度控制,需与其他方法配合,方能对隐伏矿床起到良好的指示作用。

地电化学机理研究和现场提取试验结果表明,野外电提取测量所提取的物质组分来自提取电极附近较短距离,即人工电场供电前已经在地表形成的后生地球化学异常。根据这一已经成果,桂林矿产地质研究院研制出轻便、灵敏、高效的室内电提取测量(周奇明,1998)。该方法野外采样加工后,在室内的特定装置中溶样、吸附、提取、分析测定。经在若干已知矿床试验,证明该方法具有一度有效性。“九五”期间,作为96-914-03-02专题“矿床(体)快速追踪的地球化学新方法新技术研究”的子课题,在我国北方和南方多处金、铜矿床试验对比结果表明,室内电提取测量结果与元素活动测量结果基本一致,对隐伏矿勘查效果明显。

地电化学测量与其它化探方法共同组成的综合方法试验研究有关专题研究成果,曾获得中国有色金属工业总公司科技进步二等奖一次、三等奖一次。

(3)元素活动态测量

元素活动态组分是存在于地表疏松层各类介质中的元素活动形式,使用专属性化学溶剂在特定的物理化学条件下对样品中这部分元素进行选择性提取,可以发现与隐伏矿有关的地球化学信息。偏提取技术在找矿中应用可以追溯到二十世纪六十年代,后来一度受到冷落。到八十年代初期又重新被人们关注,并提出元素有机态测量(MPF)、酶提取方法(Enzymeleaching)、热磁法(TMGM)、元素活动态测量(MFE)等多种方法。有色地质系统华东地质勘查局814队(金浚,1986)、西北有色地质研究所、桂林矿产地质研究院、北京矿产地质研究所等生产、科研单位陆续在不同景观区(湿润地区、半干旱地区、干旱地区)、不同矿种、不同矿床类型已知矿区开展试验研究工作,取得良好的地质效果。“九五”期间,在国家科技攻关项目96-914-03-02专题和有色地质总局科研经费支持下,由北京矿产地质研究所负责,桂林矿产地质研究院、桂林工学院和西北有色地质研究所参加的专题对元素活动态测量(含水提取相、有机络合相、非晶质铁锰氧化物吸附相、Au0、Au+、Au3+等)方法的应用范围、工作条件、元素在地表疏松层中的存在形式、方法中的某些关键技术问题进行试验研究,并在西部地区部分隐伏-掩埋型已知铜、金矿床进行方法有效性试验。通过试验研究和分析对比,肯定了元素活动态测量对隐伏矿体的定位预测功能,特别是地表覆盖层较厚,常规地球化学勘查方法效果不明显的地区,具有重要的指示作用(金浚等,2000)。

3.成矿区带地球化学普查

成矿区带地球化学普查(简称区带化探)是地质找矿工作中一项重要的基础性、战略性工作。它能够有效地发现与矿床、矿田、矿集区及区域成矿地质作用有关的地球化学异常,快速圈定找矿靶区,为地质找矿工作部署和研究区域成矿规律提供重要依据。七十年代末期,在总结西北地质勘探公司开展1:5万分散流普查快速高效找到山阳汞矿经验的基础上,决定在全国20多个省和自治区开展1:5万(少数边远地区1:10万)成矿区带地球化学普查,并制定了规划。其工作区主要部署在具有良好成矿地质条件和较大找矿潜力的重点成矿区带。其工作地区包括内地和沿海山地丘陵区、东北北部森林沼泽区、我国北部和西北部干旱荒漠和半干旱草原荒漠区、高寒山区、南方岩溶区和热带雨林区等多种景观。这是一项工作量十分庞大的系统工程,为了作好这项工作,进行了一系列的准备及试验研究工作。主要有:

(1)微量元素定量分析方法的试验研究。从国外引进一批等离子直读光谱仪和原子吸收光谱仪,研制了我国第一台原子荧光分析仪并投入批量生产,与其他分析方法配合,形成可以进行24-53种主、次、微、痕量元素快速定量分析方法系列,所研制的分析方法测定下限达到或超过10-6-10-9,满足区带化探要求,在地球化学普查中发挥了重要作用。

(2)为保证分析质量及全国数据的可比性,进行水系沉积物和土壤样品标准物质研制,这套标样包括4种含量级别36个元素的标准物质,经鉴定后1991年批准为国家级标样(GSBD4001-91、92、93、94)。制定了区带化探各种微量元素检出限要求、质量检查程序及标准、各项误差要求及误差计算方法。

(3)组织编写有色金属成矿区带地球化学普查技术规定,对野外方法技术、样品加工分析、质量检查、图件编制、异常检查验证、报告审查验收等做了详细规定,对规范区带化探工作全过程起了重要作用。

(4)为充分发挥区带化探在找矿和研究中的作用,在区带地球化学普查开展同时,安排一系列配套科研工作。如:有色、贵金属矿床地球化学异常模式研究、地层地球化学剖面、岩体含矿性评价、异常评价与异常查证方法技术研究等。

成矿区带1:5万地球化学普查于1980年正式启动,在20多个省和自治区展开。截止到1999年,共完成434个测区,工作面积751561km2,其中一、二类资料面积630219km2,为有色地质系统提供了大量找矿信息。发现具有重要找矿价值的区带化探异常数千处,提供具有大中型矿床成矿远景的找矿靶区数百处,为有色地质部门区带找矿工作部署和制定找矿规划提供了重要依据。有些区带化探异常通过异常查证和进一步地质工作已成为大型、特大型矿床,如:内蒙古乌努格吐山桐矿、甲乌拉-查干布拉根铅锌银矿、陕西八卦庙金矿、银硐子银铅矿、新疆可可塔勒铅锌矿、甘肃李坝金矿、小柳沟钨矿、贵州半坡锑矿、河南铁炉坪银矿、蒿坪沟银金矿、湖南界牌岭锡多金属矿、云南新寨锡多金属矿等。成矿区带地球化学普查的实施,获得了丰富的区域地质-地球化学资料,反映出各成矿区带元素及其地球化学异常的分布规律和分布特点、区域各类地质因素与地球化学场的空间关系,总结出一批不同矿种、不同类型矿床区域地球化学异常模式,为区域地质研究、化探异常筛选评价和成矿预测提供了依据。成矿区带地球化学普查实施20年取得了多项重要找矿成果,在普查找矿中发挥了重要作用。

4.区带化探异常查证评价

随着成矿区带地球化学普查工作的进行,发现了大量的区带化探异常,异常的筛选评价和异常查证成了区带找矿中一项十分重要的工作。为此有色地质总局多次立项进行研究(何厚强,1991-1993、1994;金浚、何厚强,1995、1996-1998)。课题组从区带化探数据处理、矿床地球化学异常特征研究、区带化探资料图形图像处理、区域地球化学场结构及层次、强化弱异常方法(在地质条件复杂地区运用背景和下限浮动法重新圈定异常)、异常定量评价方法、痕量相态分析等方面对异常评价方法进行研究。查阅了云南、黑龙江、河北、河南、陕西、甘肃、新疆、广西、湖南、青海、贵州等11个省区30多万平方公里化探资料,在总结区域成矿地质条件和成矿规律的基础上,运用上述方法对区带化探异常进行筛选评价。提出可望成为大中型矿床勘查基地的有望异常、异常集中区和找矿靶区30多处,并提出进一步工作意见,这些成果和工作建议都及时反馈给有关地勘局,为区带找矿部署提供了重要信息和依据。在异常查证实践中还总结出一套快速、经济、有效的区带化探异常查证方法。如:甘肃有色地质勘查局在山地丘陵区进行二级异常查证的沟系次生晕法,大大加快了异常查证进度,较大幅度地降低了工作成本,并取得显著找矿成果(吕国安、刘泉清,1985)。

5.特殊景观区中大比例尺地球化学勘查方法与异常查证评价技术研究

在成矿区带地球化学普查工作中,选择符合工作地区景观条件的方法技术,是找矿取得成功的关键,对于特殊景观区来说尤为如此。有色地质系统开展成矿区带地球化学普查工作以来,特别重视不同景观区化探方法技术试验研究,先后在干旱-半干旱荒漠区、岩溶区、热带雨林区、森林沼泽区开展方法试验研究工作。

森林沼泽是我国东北地区一种重要的景观类型,分布面积约70万km2,具有良好的地质成矿条件,但植被覆盖严重,沼泽密布,地表基岩露头极少,致使资源勘查工作十分滞后,急需开展地球化学勘查工作。因景观地球化学条件特殊,常规化探方法难以奏效。上世纪七十年代以来我国化探工作者在一些地区对这一特殊景观区地球化学勘查方法技术开展了试验研究工作,提出了一些工作方法,并据此开展了小比例尺化探扫面工作,取得一定效果。但由于森林沼泽区景观条件复杂多变,植被状况、残坡积层的类型与厚度、采样介质的种类和成分等存在较大差异,增加了方法技术研究的难度;对各类采样介质中有机质的数量、成分、存在形式、不同种类有机质对元素迁移富集的影响程度、表生条件下元素迁移富集机制与规律一些基础性问题有待研究解决。

针对上述问题以北京矿产地质研究院金浚为项目负责人的技术团队2001-2005年对森林沼泽区自然景观及景观地球化学特征、表生条件下元素迁移集散规律、地球化学异常影响因素、中大比例尺化探方法和异常查证评价技术进行了较为深入系统的研究,取得多项进展和新认识。主要成果有:①通过景观调查,将我国东北地区森林沼泽景观进一步划分为水系发育的中低山森林沼泽亚景观、水系不发育的低山丘陵森林沼泽亚景观、水系和沟谷均不发育的低缓丘陵森林沼泽亚景观、草甸沼泽亚景观等四种二级景观类型,为针对不同景观条件制定相应的勘查技术方法奠定了基础;②通过对森林沼泽区有机质分布特点及对金属元素迁移富集影响的研究,了解了不同地区、不同类型土壤和水系沉积物有机质含量分布、水系沉积物粒级与有机碳含量关系、介质有机碳含量与pH值的依存关系;研究了森林沼泽区介质中有机质的组成以及它们对Hg、As、Cu、Mo、Ni、Pb、Zn等金属元素表生迁移富集的影响;③研究了地表疏松层背景区、矿化异常区成矿元素分布规律;④研究了各种表生介质中成矿元素存在形式、各种相态及其分配情况,从而提出了矿致异常评价准则;⑤森林沼泽区对地球化学异常产生干扰的主要因素是介质中含有一定数量的有机质,在一定条件下形成金属元素次生富集,通过大量试验工作提出了鉴别次生富集异常的标志,使用水系沉积物测量“漂洗采样法”可以消除次生富集影响;⑥总结提出森林沼泽区1:50000化探工作方法系列:

水系发育的中低山森林沼泽亚景观采用水系沉积物测量为主、沟谷沉积物测量为辅的方法;水系不发育的低山丘陵森林沼泽亚景观采用沟谷沉积物测量为主、土壤测量为辅的方法;水系和沟谷均不发育的低缓丘陵森林沼泽亚景观采用土壤测量方法;并对采样点布置、采样密度、取样介质、样品加工方案分别制定出具体要求;⑦大比例尺化探测量主要采用土壤-岩屑测量方法。应用上述研究成果对分布在各种森林沼泽亚景观区的12个地区进行试验性生产工作,取得了较好的地质效果,初步说明所研究提出的方法技术合理有效。

在森林沼泽区中大比例尺化探方法与异常查证评价技术试验研究同时,2001-2010年有色金属矿产地质调查中心与北京矿产地质研究院运用森林沼泽景观区化探方法技术试验研究成果和发现的地球化学异常信息,在大兴安岭中北段30多个勘查区开展矿产勘查,完成大量的1:50000地球化学测量、大比例尺土壤测量、地质物化探综合方法勘查和工程验证工作,陆续发现并勘查了大梁金矿、太平川钼铜矿、胜利林场钼矿、八岔沟铅锌矿、吉峰铅锌金矿、嘎仙镍钴矿、西陵梯钼多金属矿、953高地金矿、望火楼北山钼矿等9处矿产地,优选出20多处找矿靶区和一批有进一步工作价值的地球化学异常,取得了丰硕的找矿成果,进一步证实研究提出的森林沼泽景观区中大比例尺地球化学测量技术方法是行之有效的。



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