地球化學勘查

2015-12-25


金浚

一、發展回顧

我國的地球化學勘查(簡稱化探)工作開始于二十世紀50年代,北京礦產地質研究院的化探工作與地礦系統基本同時起步,并先后經歷了初創期、初步發展期、快速發展期、國土資源調查與海外風險勘探等階段,在半個多世紀的發展歷程中,在勘查地球化學理論、方法技術研究、找礦成果和培養人才等方面,都取得了豐碩成果,創建了驕人的業績。

1.初創期(1952~1957)

1952年在長春東北工業部東北地質調查所組建我國第一支化探隊,同年在長春市郊區的鏡月潭銅礦化點進行了小面積次生暈(土壤測量)試驗工作。1956年蘇聯專家建議下,冶金部委派歐陽宗圻籌建冶金系統化探隊伍,通過地質、地球化學理論學習,試驗和引進化探方法技術和比色分析方法,抽調地質及分析專業畢業生進行短期培訓,在遼寧、湖南、云南、山東、陜西、江蘇等省已知銅、鉛鋅、鎢、錫、鉬等已知礦區及外圍,開展土壤測量試驗性生產和大比例尺面積性土壤測量工作,并在冶金系統大規模推廣化探方法。1958年開始在冶金部西北、西南、東北、華北、華東、中南各物探區隊均配有化探力量和分析室,開展次生暈工作,當年根據化探及物探資料,找到了紅透山銅礦。

2.初步發展期(1957~1980)

1962年冶金工業部北京地質研究所建立了化探研究室,歐陽宗圻任研究室主任,人員編制40人左右,由化探專業、地質及地球化學專業和分析專業人員組成(以大專畢業生為主),研究室分化探方法試驗和分析方法試驗兩個部分。分析方法在比色分析基礎上增加色層分析、光譜分析等,增加了Ag、Hg、Bi、Cd、Cr、Ge、Cu、Co、Ni、Tl、F等元素的分析;化探研究主要從事各類典型礦床地球化學特征研究、化探新方法新技術試驗研究和化探異常方法評價研究等內容,并對全國冶金系統各省區化探隊伍在找礦理論、方法技術、找礦成果等方面予以指導。這一時期開展的化探工作主要有:

1960-1962年①河北壽王墳銅礦鉆孔原生暈工作,尋找深部盲礦;②清原樹基溝銅礦坑道原生暈工作,在坑道中發現原生暈異常,經驗證發現新的盲礦體;③吉林石嘴子矽卡巖型銅礦床原生暈異常特征研究,制定了原生暈工作方法,開展坑道原生暈工作,在4個坑道中工作沒有發原生暈異常,認為在一定范圍內沒有盲礦體,為礦山閉坑提供資料(歐陽宗圻)。

1961-1963年研究巖漿礦床和矽卡巖礦床找礦方法:①吉林紅旗嶺晚期巖漿貫入式銅鎳礦床次生暈找礦方法研究,制定了次生暈工作方法,使用Cu、Co、Ni、Zn等指示元素異常評價超基性-基性巖體的含礦性,對貫入式巖漿礦床尋找盲礦有效(歐陽宗圻)。②陜西商南鉻礦次生暈工作,找淺部鉻礦效果較好,對深盲礦效果不佳。

1964-1967年科研配合生產找礦,參加商南鉻礦、陜西劉家坪銅礦、鄂東銅礦會戰,開展異常評價。①1964年在豐山洞矽卡巖型銅礦區開展從國外引進的原生暈濃度分帶特征研究方法,通過原生暈濃度分帶特征研究評價了許多有望找礦地段,取得較好的地質效果(陳榮庭、段祝齡);②1965年鄂東石頭嘴礦區找礦會戰,系統研究鉆孔原生暈特征,發現在已知礦帶下存在第二個成礦帶(袁懷雨)。這一發現當時未引起有關領導的重視,十年后經深部鉆探證實為20萬噸銅礦體。

1971-1973年鄂東矽卡巖型銅礦化探異常特征研究,提出各類礦化類型的指示元素組合、找礦指標,并將鄂東各礦區歷年化探綜合異常特征、找礦評價意見、鉆孔驗證結果,編制了地質、化探異常卡片;建立了鄂東地區矽卡巖型銅、鐵、鉬、鎢、金等礦床地球化學異常檔案。對指導該區地球化學找礦評價工作起到很好作用(鄭就標、李惠)。

1974年應用鹵素找礦,引進離子選擇電極方法,分析F、Cl、Br、I,在廣西兩江銅礦開展找礦試驗,結果表明F、I對指示盲礦有效,取得很好的找礦效果。

在化探分析方法方面:①對已有的比色分析方法進行總結,編寫了《地球化學探礦分析方法》一書,由冶金出版社出版,包括32種元素,41種分析方法;②離子選擇電極;③使用大型光譜儀進行單礦物多元素掃描,研究斑巖銅礦各指示元素與礦體的關系;在斑巖銅礦區分析黃鐵礦單礦物,研究黃鐵礦成分變化與礦體關系,指示找礦;④與北京光學儀器廠合作,使用0.5m光柵光譜儀進行野外現場分析,指導野外找礦。

1974年欒繼深、靳德榮等人引進加拿大HGG-3測汞儀,首次開展汞氣測量方法試驗研究,研制了原子吸收DH-1型、DH-2型測汞儀和抽氣裝置,在野外用金絲管捕集氣體,室內加熱測量,對各種類型已知礦床及未知區開展壤中汞氣測量方法試驗,并取得較好找礦效果;對壤中汞氣測量原理、汞氣異常形成機理、工作方法、影響因素及排除方法、找礦范圍、找礦效果進行了系統研究;1981年提交了“厚層覆蓋區金屬礦床壤中汞氣測量方法及找礦效果研究”。

1974年舉辦學習班,開展多元統計分析方法在化探中應用。

1977—1980年歐陽宗圻、李惠開展“中國斑巖銅礦地球化學特征和地球化學找礦標志研究”,研究的礦區主要有多寶山、富家塢、中沙溪,總結出兩種斑巖銅礦綜合找礦模型。這項研究運用現代地質、地球化學成礦成暈理論,采用多種研究、測試方法手段,從區域地層、巖漿巖、構造、成礦成暈作用地球化學入手,較系統的研究了斑巖銅礦的成礦成暈地球化學機理,研究了指示元素與礦體的關系、了解主要蝕變礦物、伴生礦物、金屬礦物中的特征,確定指示元素是直接指示還是間接指示,這對評價異常具有重要意義。

3.快速發展期(1980~2000)

1979年11月在河北省保定市召開的“冶金地質系統化探工作會”上,在總結西北地質勘探公司開展1:50000分散流普查快速高效找到山陽汞礦經驗的基礎上,在歐陽宗圻、劉泉清等人的倡導下,冶金部決定在全國20多個省份和自治區開展1:50000成礦區帶地球化學普查。1980年初冶金、有色地質系統1:50000成礦區帶地球化學普查工作啟動,除掃面工作外為配合化探異常評價和取得找礦成果,同時開展了有色金屬、貴金屬礦床地球化學特征與礦床地球化學異常模式、化探異常查證評價等多項研究。成礦區帶地球化學普查從1:50000地球化學普查方法、化探異常查證評價方法、大比例尺化探方法、化探樣品分析測試技術、地球化學數據處理與成圖等多方面對冶金(有色)地質系統化探工作起了很大的促進作用,促成冶金、有色地質系統化探工作快速發展,對冶金、有色地質部門成礦區帶普查和取得找礦突破做出了重大貢獻。

這一時期開展的化探工作主要有:

①地球化學勘查樣品分析測試方法研究

(1)ICP直讀光譜法測定24個常量和微量元素,1980-1981年,方以規,中國有色金屬總公司北京礦產地質研究所;

(2)巖石、土壤中微量元素定量分析方法的研究,1981-1983年,方以規,中國有色金屬總公司北京礦產地質研究所,1984年獲冶金部科技進步三等獎;

(3)地質及地球化學樣品53個主、次、微、痕量元素不同分析手段的配套研究,1982-1987年,秦星臨,中國有色金屬總公司北京礦產地質研究所;1988年獲有色總公司科技進步四等獎;

(4)貴金屬樣品加工及分析測試方法的研究,1987-1988年,方以規,中國有色金屬總公司北京礦產地質研究所;

②礦床地球化學特征與地球化學異常模式研究

(1)有色金屬礦床地球化學模式-成礦預測及方法研究,1981-1984年,歐陽宗圻,中國有色金屬總公司北京礦產地質研究所,1985年獲有色總公司科技進步三等獎;

(2)壽王墳銅礦周邊金銅地球化學找礦及異常評價研究,1987-1988年,劉泉清,中國有色金屬總公司北京礦產地質研究所;

(3)阿爾泰山南緣多金屬礦地球化學異常評價和模式研究,1987-1990年,劉泉清,中國有色金屬總公司北京礦產地質研究所;

(4)物化探數據處理及成圖系統,1986-1988年,王書惠,中國有色金屬總公司北京礦產地質研究所,1989年獲有色總公司科技進步二等獎;

(5)成礦區帶化探數據庫,1986-1988年,黃竟先,中國有色金屬總公司北京礦產地質研究所,1989年獲有色總公司科技進步三等獎;

(6)我國主要類型金礦床綜合方法找礦模型研究,1991-1994年,鄒光華、歐陽宗圻,地質礦產部中國地質勘查技術院、中國有色金屬工業總公司物化探中心。通過地質礦產部成果鑒定;

(7)呼盟南部免渡河-根河海相火山巖建造含礦性地球化學研究,1992-1993年,王軍升,中國有色金屬總公司北京礦產地質研究所;

③成礦區帶化探異常查證評價方法研究

(1)區域化探異常評價方法技術研究,1991-1993年,何厚強,中國有色金屬總公司北京礦產地質研究所;

(2)內蒙古東部錫、銅、銀多金屬礦帶覆蓋區應用化探新方法尋找掩埋礦床的試驗研究,1993-1994年,李先智、丁汝福,華北有色地勘局、北京礦產地質研究所;

(3)滇東南地區區域化探數據處理與異常方法研究,1994年,何厚強,中國有色金屬總公司北京礦產地質研究所;

(4)區帶化探資料二次開發方法技術研究,1995年,金浚、何厚強,中國有色金屬總公司北京礦產地質研究所;

(5)區帶化探異常篩選評價及化探新方法新技術應用研究,1996-1998年,金浚、何厚強,中國有色金屬總公司北京礦產地質研究所;

(6)地球化學普查資料數據庫建庫,1999-2000年,金浚,中國有色金屬總公司北京礦產地質研究所;

④隱伏礦找礦新方法新技術研究

(1)化探新方法試驗研究,1992-1994年,丁汝福,中國有色金屬總公司北京礦產地質研究所;

(2)礦床(體)快速追蹤的偏提取定位預測方法技術研究,1996-1999年,金浚,中國有色金屬總公司北京礦產地質研究所;

4.國土資源調查與海外風險勘探(2000~2015)

根據國家地質勘查部門深化改革部署與安排,2000年有色地質系統所屬地質勘查隊伍屬地化。1999年中國有色金屬工業總公司北京礦產地質研究所轉變成企業,2004年注冊更名為北京礦產地質研究院。之后的業務工作分成兩個部分:①承擔中國地質調查局國土資源調查礦產資源潛力評價項目;②承擔中央地質勘查基金海外風險勘探項目。

(1)國土資源調查礦產資源潛力評價項目

工作區主要分布在新疆維吾爾自治區東天山成礦帶、阿爾泰成礦帶、塔里木西北緣成礦帶、內蒙古大興安嶺成礦帶、河北華北地臺北緣成礦帶、湖南湘西成礦帶、廣東粵北成礦帶等地區。

特殊景觀區景觀特征與化探找礦方法研究、國土資源調查工作主要有:

2001~2002年中國地質調查局方法技術類科研項目“得爾布干成礦帶北段森林沼澤景觀中大比例尺化探方法研究”(金浚、陳偉民、丁汝福);

2003~2005年中國地質調查局方法技術類科研項目“森林沼澤景觀異常查證方法技術研究”(金浚、陳偉民);

2004~2006年內蒙古自治區重大地質科研項目“內蒙古大興安嶺中北段成礦環境、找礦方向及勘查技術方法研究”(王京彬、金浚、黃建軍);

2006~2007年中國地質調查局區域礦產資源潛力調查評價項目“內蒙古大興安嶺北段銅鉛鋅多金屬礦調查評價”(金浚、黃建軍、陳衛);

2006~2010年科技部“十一五”科技支撐計劃重大項目“內蒙大興安嶺中北段銅、鉛鋅、金、銀多金屬礦成礦預測與評價技術示范”(佘宏全、金浚、李進文);

2008~2010年中國地質調查局區域礦產資源潛力調查評價項目“內蒙古呼倫貝爾盟莫爾道嘎-吉峰地區銅多金屬礦遠景調查”(金浚、王召林、陳衛)。

在新疆維吾爾自治區東天山成礦帶、阿爾泰成礦帶、塔里木西北緣成礦帶、內蒙古大興安嶺成礦帶、河北華北地臺北緣成礦帶、湖南湘西成礦帶、廣東粵北成礦帶等地承擔中國地質調查局資源潛力評價項目,開展1:50000地球化學普查、異常查證和地球化學詳查工作,發現數百處具有找礦價值的地球化學異常、數十處找礦靶區,部分找礦靶區經后續地質工作發現礦產地,為這些地區國土資源調查做出了貢獻。

(2)海外風險勘探項目

承擔中央地質勘查基金海外風險勘探項目數十個,工作區主要分布在埃塞俄比亞、坦桑尼亞、剛果(金)、智利、墨西哥、加拿大、菲律賓、老撾等國,開展1:50000地球化學普查、異常查證和地球化學詳查、礦產預查、普查等工作,有效地了解和掌握了大量海外礦產地質資料,發現重要找礦線索,并在一些地區取得找礦突破,發現智利月亮山鐵銅礦(332+333+334鐵資源量2.78億噸,伴生銅資源48.52萬噸)、埃塞俄比亞北部特拉喀密提VMS型銅礦(332+333銅資源量18萬噸、鋅22萬噸、金15噸)、坦桑尼亞漢得尼綠巖帶型金礦(大型)等多處具有較大經濟價值的礦床。

二、主要成果

1.建立有色金屬、貴金屬礦床地球化學異常模式與勘查模型

有色地質系統歷來重視已知礦區特別是典型礦床地質-地球化學特征和地球化學找礦標志的研究,自二十世紀七十年代初期在歐陽宗圻教授的主持下,即開始了有色金屬、貴金屬礦床地球化學特征、地球化學異常模式和勘查模型的研究工作。研究工作涉及21個省和自治區、32個地區,通過多年工作,建立了銅、鉬、鉛鋅、銀、金、銻、鎢、錫多金屬、鈮鉭等礦種不同類型、不同層次的礦田、礦床地球化學異常模式與勘查模型58例。其中代表性案例主要有:⑴斑巖銅礦床地球化學異常模式(李惠、歐陽宗圻等,1984);⑵贛南脈狀鎢礦地球化學異常模式(李惠等,1984);⑶廣西兩江銅礦床地球化學異常模式(班義江等,1984);⑷湖南大乘山層控鉛鋅礦床地球化學異常模式(陳舉煦等,1984);⑸吉林夾皮溝地區金礦地球化學異常模式(朱太天等,1984);⑹陜西金堆城-黃龍鋪鉬礦田地球化學異常模式(李遐昌等,1984);⑺個舊東部錫多金屬礦區原生地球化學異常模式(唐甲光等,1988);⑻湘南典型銻礦床地球化學異常模式(鄒同熙等,1989);⑼南京棲霞山鉛鋅銀礦床地質-地球物理-地球化學綜合勘查模型(蔣慎君,金浚,1989);⑽祁雨溝火山-次火山巖型金礦綜合物化探找礦模型(王福貴等,1993);⑾小秦嶺金礦地質-地球物理-地球化學找礦模型(方維萱等,1993);⑿甘肅李壩金礦田物化探找礦模型(段家訓等,1994)。

以上成果獲得中國有色金屬工業總公司科技進步二等獎4次、三等獎6次。有關研究成果均提交了研究報告,并以論文形式在刊物上或全國性學術會議上發表,該項成果已出版專著(歐陽宗圻,李惠等.1990.典型有色金屬礦床地球化學異常模式;鄒光華,歐陽宗圻,李惠等.1996.中國主要類型金礦床找礦模型)。

礦床地球化學異常模式與勘查模型匯集了我國有色金屬、貴金屬礦田、礦床研究成果,提供了這些礦田、礦床極有價值的大量地球化學資料,所總結的礦田、礦床極具典型性,不僅對地球化學找礦有重要的指導意義,而且對解決成礦規律也起很大作用。該項研究對我國礦產地球化學勘查研究向更高層次發展起了推動作用。部分模式和找礦指標用于生產,取得了很好的找礦效果。

2.尋找隱伏礦床的化探新方法新技術研究

隨著地質找礦工作的不斷深入,露頭礦和淺表礦日益減少,隱伏礦、掩埋礦逐漸成為重要勘查目標。由于常規化探方法對尋找隱伏礦、掩埋礦效果不佳,為獲得隱伏礦、掩埋礦找礦信息,自七十年代初開始,有色地質系統開展了多種化探新方法新技術試驗研究。主要有:⑴土壤汞氣測量、地表汞氣測量、土壤熱釋法測汞;⑵地電化學測量、氫離子濃度測量、電導率測量;⑶熱磁法測量;⑷元素活動態測量(含水提取相、粘土吸附相、非晶質鐵錳氧化物相、有機絡合物相、活動態Au等)等。現僅對土壤汞氣測量、地電化學測量、元素活動態測量等3種方法進行介紹。

(1)土壤汞氣測量

汞因其具有低熔點、強揮發性、強穿透能力并與多種有色金屬、貴金屬礦產共生,早已為化探工作者所重視。七十年代初,隨著高靈敏度測汞儀的問世,有色地質系統開展了汞氣測量尋找隱伏礦試驗研究。主要研究單位有:桂林礦產地質研究院(欒繼深,1982)、華東地質勘探公司814隊、廣西地質勘探公司272隊、黑龍江地質勘探公司706隊、吉林地質勘探公司608隊等。研究單位對土壤汞氣測量異常形成機理、測量方法技術、壤中汞的主要存在形式、典型礦床壤中汞異常特點、斷裂構造汞異常特點進行了深入研究,并在數十個不同成因類型已知礦床進行試驗。研制了一套合理的土壤汞氣測量方法,制定了消除影響因素的技術措施和校正方法,在廣西、吉林、黑龍江和長江中下游等后覆蓋地區找礦中取得效果。

鑒于土壤汞氣測量測定結果的不穩定性,桂林礦產地質研究院(欒繼深,1984)、華東地質勘探公司814隊(胡振清,1982)等科研、生產單位,1979-1984年進行了土壤熱釋法測汞的試驗研究工作。從土壤吸附態汞量異常的形成機理、工作方法、影響因素、質量檢查標準到找礦效果進行了詳細研究。結果表明,土壤吸附態汞具有很好的找礦效果,且其方法簡便,功效高,受氣候、溫度等因素影響較小,測量重現性好,方法成本低,在各類厚層覆蓋區和不同成因類型的有色、貴金屬礦床均能取得較好的找礦效果。當測量介質中含有較多有機質時,會對測量結果產生一定影響。

甘肅地質勘探公司研究所王維熙高級工程師1975-1984年運用高靈敏度氣體傳感器原理研制成功高靈敏度金膜測汞儀,其檢測限低達10-12,比國外同類型儀器低兩個數量級。且儀器體積小,重量輕,可以現場測定。該成果獲得中國有色金屬工業總公司科技進步三等獎、1978年全國科學大會獎。該所還研制了高靈敏度的碘氣測量方法(檢測限低達10-10)、能現場測定氣態烴的傳感器。1978-1988年運用該儀器在戈壁厚覆蓋區金、銻、鉛鋅、汞、石油等礦產勘查方面做了大量研究工作,取得良好效果。1985-1994年在長慶、克拉瑪依、塔里木勝利等油田開展工作,取得顯著效果,其中在長慶油田天池地區經鉆探驗證見到高產天然氣。1989-1994年與中國科學院南海海洋研究所合作,對南沙海域海面進行氣體地球化學測量,這是國內外海上油氣化探的首次嘗試,并取得成功。

土壤汞氣測量與其它地球化學勘查方法共同組成的綜合找礦方法試驗研究課題成果,多次獲得中國有色金屬工業總公司科技進步獎,其中一等獎一次、二等獎一次、三等獎兩次。并在礦產勘查中發揮了一定作用。

(2)地電化學測量

八十年代初期桂林冶金地質學院羅先熔等對地電化學勘查方法進行試驗研究(羅先熔1989,1994)。通過10多年工作,對基本原理、成暈機制、方法技術、儀器裝備、影響因素、應用條件和找礦效果等進行了大量試驗研究,取得一系列研究成果。先后在國內14個省區20多個礦床各種礦床類型、各類覆蓋條件的隱伏礦、掩埋礦進行方法有效性進行了研究,取得良好的試驗效果。有關研究成果以論文形式在刊物和全國性學術會議上多次發表,并出版了專著<地球電化學勘查及深部找礦>.北京:冶金工業出版社,1996.

土壤電導率測量、土壤H+濃度測量方法是澳大利亞G.J.S.Govett教授1971年提出的,中國有色金屬工業總公司礦產地質研究院化探室(張茂忠,1986)、桂林冶金地質學院(羅先熔,1987、1991)、北京礦產地質研究所等單位1981-1991年對方法的基本原理、儀器設備、工作方法、應用條件、影響因素、不同類型礦床方法有效性等方面進行試驗研究。研究結果認為,這是一種快速、經濟、有效的化探方法,可用于面積性工作,特別適合在厚覆蓋區開展工作。由于這是一種間接找礦方法,其異常主要受Ca2+、Mg2+、HCO3-等離子濃度控制,需與其他方法配合,方能對隱伏礦床起到良好的指示作用。

地電化學機理研究和現場提取試驗結果表明,野外電提取測量所提取的物質組分來自提取電極附近較短距離,即人工電場供電前已經在地表形成的后生地球化學異常。根據這一已經成果,桂林礦產地質研究院研制出輕便、靈敏、高效的室內電提取測量(周奇明,1998)。該方法野外采樣加工后,在室內的特定裝置中溶樣、吸附、提取、分析測定。經在若干已知礦床試驗,證明該方法具有一度有效性。“九五”期間,作為96-914-03-02專題“礦床(體)快速追蹤的地球化學新方法新技術研究”的子課題,在我國北方和南方多處金、銅礦床試驗對比結果表明,室內電提取測量結果與元素活動測量結果基本一致,對隱伏礦勘查效果明顯。

地電化學測量與其它化探方法共同組成的綜合方法試驗研究有關專題研究成果,曾獲得中國有色金屬工業總公司科技進步二等獎一次、三等獎一次。

(3)元素活動態測量

元素活動態組分是存在于地表疏松層各類介質中的元素活動形式,使用專屬性化學溶劑在特定的物理化學條件下對樣品中這部分元素進行選擇性提取,可以發現與隱伏礦有關的地球化學信息。偏提取技術在找礦中應用可以追溯到二十世紀六十年代,后來一度受到冷落。到八十年代初期又重新被人們關注,并提出元素有機態測量(MPF)、酶提取方法(Enzymeleaching)、熱磁法(TMGM)、元素活動態測量(MFE)等多種方法。有色地質系統華東地質勘查局814隊(金浚,1986)、西北有色地質研究所、桂林礦產地質研究院、北京礦產地質研究所等生產、科研單位陸續在不同景觀區(濕潤地區、半干旱地區、干旱地區)、不同礦種、不同礦床類型已知礦區開展試驗研究工作,取得良好的地質效果。“九五”期間,在國家科技攻關項目96-914-03-02專題和有色地質總局科研經費支持下,由北京礦產地質研究所負責,桂林礦產地質研究院、桂林工學院和西北有色地質研究所參加的專題對元素活動態測量(含水提取相、有機絡合相、非晶質鐵錳氧化物吸附相、Au0、Au+、Au3+等)方法的應用范圍、工作條件、元素在地表疏松層中的存在形式、方法中的某些關鍵技術問題進行試驗研究,并在西部地區部分隱伏-掩埋型已知銅、金礦床進行方法有效性試驗。通過試驗研究和分析對比,肯定了元素活動態測量對隱伏礦體的定位預測功能,特別是地表覆蓋層較厚,常規地球化學勘查方法效果不明顯的地區,具有重要的指示作用(金浚等,2000)。

3.成礦區帶地球化學普查

成礦區帶地球化學普查(簡稱區帶化探)是地質找礦工作中一項重要的基礎性、戰略性工作。它能夠有效地發現與礦床、礦田、礦集區及區域成礦地質作用有關的地球化學異常,快速圈定找礦靶區,為地質找礦工作部署和研究區域成礦規律提供重要依據。七十年代末期,在總結西北地質勘探公司開展1:5萬分散流普查快速高效找到山陽汞礦經驗的基礎上,決定在全國20多個省和自治區開展1:5萬(少數邊遠地區1:10萬)成礦區帶地球化學普查,并制定了規劃。其工作區主要部署在具有良好成礦地質條件和較大找礦潛力的重點成礦區帶。其工作地區包括內地和沿海山地丘陵區、東北北部森林沼澤區、我國北部和西北部干旱荒漠和半干旱草原荒漠區、高寒山區、南方巖溶區和熱帶雨林區等多種景觀。這是一項工作量十分龐大的系統工程,為了作好這項工作,進行了一系列的準備及試驗研究工作。主要有:

(1)微量元素定量分析方法的試驗研究。從國外引進一批等離子直讀光譜儀和原子吸收光譜儀,研制了我國第一臺原子熒光分析儀并投入批量生產,與其他分析方法配合,形成可以進行24-53種主、次、微、痕量元素快速定量分析方法系列,所研制的分析方法測定下限達到或超過10-6-10-9,滿足區帶化探要求,在地球化學普查中發揮了重要作用。

(2)為保證分析質量及全國數據的可比性,進行水系沉積物和土壤樣品標準物質研制,這套標樣包括4種含量級別36個元素的標準物質,經鑒定后1991年批準為國家級標樣(GSBD4001-91、92、93、94)。制定了區帶化探各種微量元素檢出限要求、質量檢查程序及標準、各項誤差要求及誤差計算方法。

(3)組織編寫有色金屬成礦區帶地球化學普查技術規定,對野外方法技術、樣品加工分析、質量檢查、圖件編制、異常檢查驗證、報告審查驗收等做了詳細規定,對規范區帶化探工作全過程起了重要作用。

(4)為充分發揮區帶化探在找礦和研究中的作用,在區帶地球化學普查開展同時,安排一系列配套科研工作。如:有色、貴金屬礦床地球化學異常模式研究、地層地球化學剖面、巖體含礦性評價、異常評價與異常查證方法技術研究等。

成礦區帶1:5萬地球化學普查于1980年正式啟動,在20多個省和自治區展開。截止到1999年,共完成434個測區,工作面積751561km2,其中一、二類資料面積630219km2,為有色地質系統提供了大量找礦信息。發現具有重要找礦價值的區帶化探異常數千處,提供具有大中型礦床成礦遠景的找礦靶區數百處,為有色地質部門區帶找礦工作部署和制定找礦規劃提供了重要依據。有些區帶化探異常通過異常查證和進一步地質工作已成為大型、特大型礦床,如:內蒙古烏努格吐山桐礦、甲烏拉-查干布拉根鉛鋅銀礦、陜西八卦廟金礦、銀硐子銀鉛礦、新疆可可塔勒鉛鋅礦、甘肅李壩金礦、小柳溝鎢礦、貴州半坡銻礦、河南鐵爐坪銀礦、蒿坪溝銀金礦、湖南界牌嶺錫多金屬礦、云南新寨錫多金屬礦等。成礦區帶地球化學普查的實施,獲得了豐富的區域地質-地球化學資料,反映出各成礦區帶元素及其地球化學異常的分布規律和分布特點、區域各類地質因素與地球化學場的空間關系,總結出一批不同礦種、不同類型礦床區域地球化學異常模式,為區域地質研究、化探異常篩選評價和成礦預測提供了依據。成礦區帶地球化學普查實施20年取得了多項重要找礦成果,在普查找礦中發揮了重要作用。

4.區帶化探異常查證評價

隨著成礦區帶地球化學普查工作的進行,發現了大量的區帶化探異常,異常的篩選評價和異常查證成了區帶找礦中一項十分重要的工作。為此有色地質總局多次立項進行研究(何厚強,1991-1993、1994;金浚、何厚強,1995、1996-1998)。課題組從區帶化探數據處理、礦床地球化學異常特征研究、區帶化探資料圖形圖像處理、區域地球化學場結構及層次、強化弱異常方法(在地質條件復雜地區運用背景和下限浮動法重新圈定異常)、異常定量評價方法、痕量相態分析等方面對異常評價方法進行研究。查閱了云南、黑龍江、河北、河南、陜西、甘肅、新疆、廣西、湖南、青海、貴州等11個省區30多萬平方公里化探資料,在總結區域成礦地質條件和成礦規律的基礎上,運用上述方法對區帶化探異常進行篩選評價。提出可望成為大中型礦床勘查基地的有望異常、異常集中區和找礦靶區30多處,并提出進一步工作意見,這些成果和工作建議都及時反饋給有關地勘局,為區帶找礦部署提供了重要信息和依據。在異常查證實踐中還總結出一套快速、經濟、有效的區帶化探異常查證方法。如:甘肅有色地質勘查局在山地丘陵區進行二級異常查證的溝系次生暈法,大大加快了異常查證進度,較大幅度地降低了工作成本,并取得顯著找礦成果(呂國安、劉泉清,1985)。

5.特殊景觀區中大比例尺地球化學勘查方法與異常查證評價技術研究

在成礦區帶地球化學普查工作中,選擇符合工作地區景觀條件的方法技術,是找礦取得成功的關鍵,對于特殊景觀區來說尤為如此。有色地質系統開展成礦區帶地球化學普查工作以來,特別重視不同景觀區化探方法技術試驗研究,先后在干旱-半干旱荒漠區、巖溶區、熱帶雨林區、森林沼澤區開展方法試驗研究工作。

森林沼澤是我國東北地區一種重要的景觀類型,分布面積約70萬km2,具有良好的地質成礦條件,但植被覆蓋嚴重,沼澤密布,地表基巖露頭極少,致使資源勘查工作十分滯后,急需開展地球化學勘查工作。因景觀地球化學條件特殊,常規化探方法難以奏效。上世紀七十年代以來我國化探工作者在一些地區對這一特殊景觀區地球化學勘查方法技術開展了試驗研究工作,提出了一些工作方法,并據此開展了小比例尺化探掃面工作,取得一定效果。但由于森林沼澤區景觀條件復雜多變,植被狀況、殘坡積層的類型與厚度、采樣介質的種類和成分等存在較大差異,增加了方法技術研究的難度;對各類采樣介質中有機質的數量、成分、存在形式、不同種類有機質對元素遷移富集的影響程度、表生條件下元素遷移富集機制與規律一些基礎性問題有待研究解決。

針對上述問題以北京礦產地質研究院金浚為項目負責人的技術團隊2001-2005年對森林沼澤區自然景觀及景觀地球化學特征、表生條件下元素遷移集散規律、地球化學異常影響因素、中大比例尺化探方法和異常查證評價技術進行了較為深入系統的研究,取得多項進展和新認識。主要成果有:①通過景觀調查,將我國東北地區森林沼澤景觀進一步劃分為水系發育的中低山森林沼澤亞景觀、水系不發育的低山丘陵森林沼澤亞景觀、水系和溝谷均不發育的低緩丘陵森林沼澤亞景觀、草甸沼澤亞景觀等四種二級景觀類型,為針對不同景觀條件制定相應的勘查技術方法奠定了基礎;②通過對森林沼澤區有機質分布特點及對金屬元素遷移富集影響的研究,了解了不同地區、不同類型土壤和水系沉積物有機質含量分布、水系沉積物粒級與有機碳含量關系、介質有機碳含量與pH值的依存關系;研究了森林沼澤區介質中有機質的組成以及它們對Hg、As、Cu、Mo、Ni、Pb、Zn等金屬元素表生遷移富集的影響;③研究了地表疏松層背景區、礦化異常區成礦元素分布規律;④研究了各種表生介質中成礦元素存在形式、各種相態及其分配情況,從而提出了礦致異常評價準則;⑤森林沼澤區對地球化學異常產生干擾的主要因素是介質中含有一定數量的有機質,在一定條件下形成金屬元素次生富集,通過大量試驗工作提出了鑒別次生富集異常的標志,使用水系沉積物測量“漂洗采樣法”可以消除次生富集影響;⑥總結提出森林沼澤區1:50000化探工作方法系列:

水系發育的中低山森林沼澤亞景觀采用水系沉積物測量為主、溝谷沉積物測量為輔的方法;水系不發育的低山丘陵森林沼澤亞景觀采用溝谷沉積物測量為主、土壤測量為輔的方法;水系和溝谷均不發育的低緩丘陵森林沼澤亞景觀采用土壤測量方法;并對采樣點布置、采樣密度、取樣介質、樣品加工方案分別制定出具體要求;⑦大比例尺化探測量主要采用土壤-巖屑測量方法。應用上述研究成果對分布在各種森林沼澤亞景觀區的12個地區進行試驗性生產工作,取得了較好的地質效果,初步說明所研究提出的方法技術合理有效。

在森林沼澤區中大比例尺化探方法與異常查證評價技術試驗研究同時,2001-2010年有色金屬礦產地質調查中心與北京礦產地質研究院運用森林沼澤景觀區化探方法技術試驗研究成果和發現的地球化學異常信息,在大興安嶺中北段30多個勘查區開展礦產勘查,完成大量的1:50000地球化學測量、大比例尺土壤測量、地質物化探綜合方法勘查和工程驗證工作,陸續發現并勘查了大梁金礦、太平川鉬銅礦、勝利林場鉬礦、八岔溝鉛鋅礦、吉峰鉛鋅金礦、嘎仙鎳鈷礦、西陵梯鉬多金屬礦、953高地金礦、望火樓北山鉬礦等9處礦產地,優選出20多處找礦靶區和一批有進一步工作價值的地球化學異常,取得了豐碩的找礦成果,進一步證實研究提出的森林沼澤景觀區中大比例尺地球化學測量技術方法是行之有效的。



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