地球化學找礦
㈠ 地球化學找礦的任務
地球化學找礦的任務，概括起來有如下幾方面。
1.評價區域成礦遠景，尋找成礦遠景地段或區塊
地球化學找礦通過研究元素在區域空間分布特徵和時間上的演化規律來評價區域含礦遠景，尋找含礦遠景地段。同時劃分地球化學成礦區，提出地球化學找礦標志。
2.尋找礦床(礦體)，追索礦區外圍
通過研究礦床(礦體)附近岩石、土壤、植物、氣體等介質中成礦元素的分布與分配，總結礦體形成、保存、消失過程中元素的分散與集中、共生組合與遷移演化規律，提出異常評價的地球化學標志和指標。
3.研究地質問題，間接指導找礦
地質體及天然產物中元素的分布、分配等信息，不僅可標識礦體的存在和變化，而且也反映地質體的地球化學特徵及說明其與有關地質作用(包括成礦作用)的成因聯系。研究有關地質作用產物中元素的特徵，總結有關的地球化學標志和指標，有利於研究地質問題，間接指導找礦。
4.查明區域元素分布，擴大服務領域
查明區域中元素的分布狀況，不僅可以指導找礦，而且可以為發展農業、畜牧業，防治地方病和環境污染以及相關地質學科提供基礎性資料。
㈡ 地球化學找礦的主要特點
在礦產勘查史上風險最小、可靠性最大的是探究礦化露頭的找礦方式，而在地表礦化露頭大部分已被發現的狀況之下，尋找隱伏礦體的期望也就變得越來越重要和越來越迫切，要滿足這一願望需藉助於遙測的方式，也就是物探、化探、遙感等具有一定探測深度的工具。對全球找礦成功幾率的統計表明，地球化學找礦是一種探究表生礦、深部礦和隱伏礦的有效手段。
地球化學找礦的主要特點，概括起來有如下幾點。
1.對象的微觀化
目前，地質勘探的主要類型大致可分為以下幾種:
1)地質找礦: 主要通過對礦床形成的地質條件和礦床存在的地質標志的研究來進行找礦;
2)地球物理找礦: 主要是通過對礦石與圍岩物理性質差異的研究來進行找礦;
3)遙感找礦: 主要是通過各地質體或現象所表現的差異來進行找礦;
4)地球化學找礦: 主要是通過對礦體形成或表生破壞過程中，元素的分布與分配、分散與集中、共生組合與遷移演化規律的研究來進行找礦。
通過元素的地球化學研究，特別是微量元素的地球化學研究進行找礦是地球化學找礦的最根本特點。
2.分析測試技術是基礎
地球化學找礦的研究對象是元素，具體說應是元素的含量，要獲得元素的含量必須藉助於現代分析測試技術，特別是在地表礦日益稀少、找礦過程中異常與本底的差異也變得越來越小的情況下，分析測試技術的重要性更加明顯。
3.利於尋找隱伏礦床
地質找礦中觀察研究成礦地質條件和礦體存在的標志，往往受露頭的限制。而地球化學找礦則不受露頭的影響，無論在基岩出露或鬆散層掩蓋的地區均可採用地球化學找礦手段尋找地下深處的盲礦體，特別是氣體地球化學找礦方法的發展，為尋找更深處的地球化學異常提供了有力支持。
4.准確率高、速度快、成本低
地球化學找礦具有準確率高、速度快、成本低的特點，這也是世界各國廣泛採用地球化學找礦手段的重要原因之一。國內外都以地球化學找礦方法進行大區域(包括邊遠地區)掃面，即所謂 「區域化探掃面」。通過這一基礎性工作可以加快礦產資源的遠景評價，為規劃和部署進一步找礦工作提供依據。
㈢ 地球化學找礦概述
地球科學是研究地球這個極其復雜的物質體系的學科總稱，基於不同的認識角度產生了不同的分支學科。地球化學正是從地球的化學組成、化學作用和化學演化，即通過物質的化學運動形式來研究地球的。從學科角度講，地球化學是由地質學與化學類基礎科學相結合、滲透而產生的一門邊緣學科。
人類賴以生存的地球，從化學觀點看，是由92種化學元素和354種核素組成的。由於不穩定核素的衰變產生的能量推動了地球的物質運動:岩石熔融、岩漿噴溢、火山活動，進而造成了全球規模的地質作用。這種地質作用不斷地改變著地球的外觀和結構，同時也造就了92種元素及其同位素進行化合、分異、遷移，這為採用化學方法來研究地球、認識地球提供了客觀條件。
地球化學的整體研究思路是「見微而知著」，即試圖通過對微觀的化學作用的研究來獲知宏觀的地質作用信息。為此，地球化學主要的研究內容就可歸結為:①地球和地質體中元素及其同位素的組成;②元素的共生組合和賦存形式;③元素的遷移;④元素的遷移歷史與地球的演化。
對地球、地殼或某一地質體，都可以從上述幾個基本途徑研究其形成和演化歷史。因此，地球化學可定義為:是一門研究地殼和地球的化學成分以及元素在其中的分布、分配、集中、分散、共生組合、遷移規律、演化歷史的學科。
隨著地球化學研究領域的擴大和深入，也逐漸細劃出了相應子學科。如:①以海洋為研究對象的海洋地球化學;②以環境為研究對象的環境地球化學;③以地下水為研究對象的地下水地球化學;④以探礦為目的的勘查地球化學等。
而勘查地球化學是地球化學中最活躍的學科之一，由於勘查地球化學主要以找礦為目的，因此，稱之為地球化學找礦，簡稱為化探。對於地球化學找礦的定義，國內外學者有各種不同的表述，其中比較有代表性的定義是:地球化學找礦是基於系統地測定天然物質的一種或數種化學性質的任何礦產勘查方法(H.E.Hawkes等，1962);地球化學找礦是根據基岩及覆蓋層中、地下水及地表水流中、植物中和土壤中、氣中的含礦物質不明顯的微觀分散暈以發現礦床的一種找礦方法(В.Ч.克拉斯尼科夫，1955)。本書採用的定義為:地球化學找礦是系統測量天然物質(如岩石、土壤、水系沉積物、地表水、地下水、植物和空氣等)中一種或幾種地球化學指標(如元素和同位素的成分、含量、pH值、Eh值、溫度等)，研究其分布、分配和變化的規律，以發現與礦有關的地球化學異常來找礦的一門學科。
地球化學找礦研究的對象，不但包括地球化學異常本身，而且還包括如何在給定的自然條件下有效地應用它去達到預定的找礦目的或其他目的。從地球化學找礦的角度來看，具有經濟價值的礦床，不過是地球化學異常的一種特殊類型。地球化學找礦主要採用定性描述的方法，對於一些定量的計算公式，要把它們看成是某種簡潔的定性描述手段，但其發展趨勢仍然是從定性逐漸走向定量。
地球化學找礦是一門非常年輕的邊緣學科，它一方面以地質學、礦床學、地球化學、土壤學，以及數學、化學等為基礎，另一方面又用自己的新發現和新資料服務於這些基礎學科。
㈣ 地球化學找礦原理
地球化學找礦起最主要就是找化學異常。所謂化學異常就是某種元素在地質體中或水域中的含量和背景含量差別很大。進而分析遠景區。這是因為礦化都會造成蝕變，進而會形成成礦元素的富集，進而在礦體或礦化區周圍形成化學異常。這就是最基本的原理。
㈤ 國外地球化學找礦簡史
地球化學找礦最早為前蘇聯所創立。1932 年蘇聯地質學家費爾斯曼、謝爾蓋耶夫等，首先系統採集土壤及風化岩石樣品進行分析，並用以找礦，當時將這種方法稱之為 「金屬量測量」。1935 年蘇聯研究成功了適用於大規模土壤地球化學測量的光譜分析設備與采樣步驟，為開展土壤地球化學找礦提供了條件; 同期，蘇聯還研究試驗了水系沉積物地球化學找礦和生物地球化學找礦。20 世紀 60 年代以來，在尋找盲礦方面蘇聯做了許多工作，取得了顯著成績。
斯堪的納維亞半島國家也是開展地球化學找礦最早的，特別是瑞典。1936 年瑞典的帕姆金斯特探礦公司等在試驗性的植物地球化學測量中，發現含在 Sn 與 W 高的土壤中生長的喬木、灌木葉子內，Sn 與 W 的含量也高，並以系統分析植物的方法在許多地區進行找礦。
20 世紀 40 年代中期，地球化學找礦引起了美國、加拿大的注意。在美國，H.E.霍克斯於 1947 年首先開始進行土壤地球化學測量的試驗，在各個氣候帶開展了研究，並在50 年代初順利地開展了地球化學找礦工作。其主要分析測試方法是比色法。
英國、法國對地球化學找礦的研究，開展較晚，於 20 世紀 50 年代中期才開始。但是他們很快就在本國和非洲及遠東一些地區用以找礦。1970 年成立了國際勘查地球化學協會，並出版了 《地球化學勘查》雜志，每兩年召開一次學術討論會。
20 世紀 80 年代推行的國際地球化學填圖計劃，極大地推動了地球化學找礦的發展，同時也為其他學科的發展提供了基礎資料，如環境科學。
㈥ 學習任務地球化學找礦概述
地球科學是研究地球這個極其復雜的物質體系的學科總稱，基於不同的認識角度產生了不同的分支學科。地球化學正是從地球的化學組成、化學作用和化學演化，即通過物質的化學運動形式來研究地球的。從學科角度講，地球化學是由地質學與化學類基礎科學相互結合、相互滲透而產生的一門邊緣學科。
人類賴以生存的地球，從化學觀點看，是由92種化學元素和354種核素組成的。由於不穩定核素衰變產生的能量推動了地球的物質運動：岩石熔融、岩漿噴溢、火山活動，進而造成了全球規模的地質作用。這種地質作用不斷地改變著地球的外觀和結構，同時也造就了92種元素及其同位素進行化合、分異、遷移，為採用化學方法來研究地球、認識地球提供了客觀條件。
地球化學的整體研究思路是「見微而知著」，即試圖通過對微觀的化學作用的研究來獲知宏觀的地質作用信息。為此，地球化學主要的研究內容就可歸結為：①地球和地質體中元素及其同位素的組成；②元素的共生組合和賦存形式；③元素的遷移；④元素的遷移歷史與地球的演化。
對地球、地殼或某一地質體，都可以從上述幾個基本途徑研究其形成和演化歷史。因此，地球化學可定義為：是一門研究地殼和地球的化學成分以及元素在其中的分布、分配、集中、分散、共生組合、遷移規律、演化歷史的學科。
隨著地球化學研究領域的擴大和深入，也逐漸細劃出了相應子學科：①以海洋為研究對象的海洋地球化學；②以環境為研究對象的環境地球化學；③以地下水為研究對象的地下水地球化學；④以探礦為目的的勘查地球化學等。
而勘查地球化學是地球化學中最活躍的學科之一，由於勘查地球化學主要以找礦為目的，因此，稱之為地球化學找礦，簡稱為化探。對於地球化學找礦的定義，國內外學者有各種不同的表述，其中比較有代表性的定義是：地球化學找礦是基於系統地測定天然物質的一種或數種化學性質的任何礦產勘查方法（H.E.Hawkes等，1962）；地球化學找礦是根據基岩及覆蓋層中、地下水及地表水流中、植物中和土壤中、氣體中的含礦物質不明顯的微觀分散暈以發現礦床的一種找礦方法（В.Ч.克拉斯尼科夫，1955）。
本書採用的定義為：地球化學找礦是系統測量天然物質（如岩石、土壤、水系沉積物、地表水、地下水、植物和空氣等）中一種或幾種地球化學指標（如元素和同位素的成分、含量、pH值、Eh值、溫度等），研究其分布、分配和變化的規律，以發現與礦產有關的地球化學異常來找礦的一門學科。
地球化學找礦研究的對象，不但包括地球化學異常本身，而且還包括如何在給定的自然條件下有效地應用它去達到預定的找礦目的或其他目的。從地球化學找礦的角度來看，具有經濟價值的礦床，不過是地球化學異常的一種特殊類型。地球化學找礦主要採用定性描述的方法，對於一些定量的計算公式，要把它們看成是某種簡潔的定性描述手段，但其發展趨勢仍然是從定性逐漸走向定量。
地球化學找礦是一門非常年輕的邊緣學科，它一方面以地質學、礦床學、地球化學、土壤學，以及數學、化學等為基礎，另一方面又用自己的新發現和新資料服務於這些基礎學科。
㈦ 地球化學找礦的種類
根據研究的天然物質的不同，地球化學找礦可分為：
◎岩石地球化學找礦：以基岩為勘查對象（包括基岩中的裂隙充填物）；
◎土壤地球化學找礦：以土壤（包括殘坡積物、沖積物、洪積物、冰磧物和塌積物等）為勘查對象；
◎水系沉積物地球化學找礦：以河流和溪溝底沉積物為勘查對象；
◎水文地球化學找礦：以地表水和地下水為研究對象；
◎氣體地球化學找礦：主要以自然界存在的各種氣體（如稀有氣體、CO2，CH4等）為研究對象。
另外還有生物地球化學找礦、海洋地球化學找礦、穩定同位素地球化學找礦等。
在上述各種找礦方法中，前三種找礦方法技術比較成熟，由於岩石地球化學找礦在地球化學掃面應用較少，本書不詳細介紹，重點介紹土壤地球化學和水系沉積物地球化學找礦兩種方法。近年來，其餘幾種方法發展迅速，特別是氣體地球化學找礦發展較快，並取得了實質性的進展，其應用領域主要集中在油氣勘探。
隨著科學技術及研究手段的發展，同位素地球化學異常、礦物包裹體地球化學異常、構造地球化學異常、海洋地球化學異常以及大氣地球化學異常也相繼引起了人們的重視。新的地球化學找礦方法和手段正逐漸產生與發展。
㈧ 地球化學找礦的工作方法
1.地質觀察與樣品採集
元素的遷移和變化與地質體是緊密相關的，因此，常規的地質工作方法在地球化學找礦中同樣起著重要的作用。工作區域的地質條件、岩石及礦化和蝕變的特徵、礦物的共生組合及生成順序等，對找礦區域的選擇、工作方法的確定、異常的解釋評價都是重要的基礎資料。採集樣品在地球化學找礦中是一項重要的基礎工作，一切成果都來自對所采樣品的研究。采樣的目的性、方法的正確性和樣品的代表性在野外采樣時應特別注意。
2.數據的統計分析
如何處理和利用大量的分析測試數據是地球化學找礦方法中必須面對的問題。有效獲取分析測試數據所反映的內在規律，從而獲取礦藏信息，是地球化學工作者的基本技能。目前採用的主要手段是統計分析。自20世紀60年代統計分析方法開始引入地球化學分析測試數據的評價以來，隨著計算機技術的發展，統計分析手段越來越全面和豐富；但同時應注意，依據單一的統計方法來評價分析測試有時會導致信息的丟失，要充分認識到數理統計的自身局限性。
3.地球化學指標的研究
地球化學指標是地質作用及其產物的地球化學特徵的反映。只有通過地球化學指標的建立，才能研究與表徵元素的分布與異常的特徵，才能進行異常的解釋評價。通過一系列地球化學指標的總結來發現異常、解釋評價異常是地球化學找礦的根本方法。目前常用的地球化學指標有參數性的和非參數性的。
4.地球化學圖表的編制
地球化學圖表不僅可反映元素的分布、分配特徵，而且也能體現元素的分散集中、遷移演化的規律。因此，通過編制地球化學圖表來研究礦區和區域地球化學的基本特徵和規律，也是地球化學找礦的基本工作方法。
隨著科學技術的發展，多學科融合的現象越來越突出，特別是找礦難度的日益加大，強調多學科的協同分析就顯得尤為重要。譬如，遙感與地球化學找礦的結合、地理信息系統與地球化學找礦的結合均是近年來發展的熱點，也取得了顯著效果。
復習思考題
1.地球化學找礦有何特點？其與其他學科有何關系？
2.地球化學找礦的方法有哪些？
㈨ 我國地球化學找礦簡史
我國地球化學找礦工作最早可追溯至 1924 年。當時李四光等在河北武安利用 SiO2與Al2O3等含量線圖研究了花崗閃長岩中鐵的成礦遠景。我國現代的地球化學找礦工作是1951 年在安徽月山由謝學錦等首先進行試驗的。
我國地球化學找礦工作中最先開展試驗研究的是 「土壤金屬量測量」。1954 年分別在白銀廠銅礦、中條山銅礦等已知礦床上進行系統的試驗研究，並很快在區域地質測量中加以推廣應用。20 世紀 50 年代中期，吉林大黑山大型鉬礦床的發現，是地球化學找礦在我國獲得的第一個顯著成果。50 年代末期，在遼寧青城子鉛礦試驗、研究岩石地球化學找礦取得成功，使 「硐老山空」的礦山得以繼續生產。
水系沉積物地球化學找礦，早在 20 世紀 50 年代末期已開始試驗，但未得以推廣，直到 70 年代早期才得到較為廣泛的應用。目前，它已成為我國進行全國性 「區域化探掃面」(地球化學找礦)的主要手段。
迄今為止，全世界有 30 多個國家和地區開展了區域地球化學勘查工作，我國是開展區域地球化學勘查最早的國家之一。1978 年，以謝學錦為首的化探專家們建議開展全國性區域地球化學勘查工作，後納入了全國基礎性地質調查工作的中長期規劃和年度計劃。從此，我國有計劃、有步驟地開展了全國區域地球化學勘查工作。
30 多年以來，全國區域地球化學勘查取得巨大成功。工作覆蓋面積達到 6.5 × 106km2，共分析各類地球化學樣品約 142 萬件，採用高精度大型儀器測試 39 種元素，共計取得原始測試數據約 5540 萬個，首次全面系統地將這些數據匯集，建立了全國區域地球化學勘查資料庫，編制了 39 種元素的全國地球化學圖和圖集。
全國區域地球化學系列圖編制項目歷經 3 年多的時間，現已全部完成，並由中國地質調查局對這項成果進行了評審和驗收。此次編制的地球化學圖，充分展示了我國不同地質背景所反映的地球化學特徵和規律，顯示了我國重要礦產地的分布。全國區域地球化學勘查已發現 2900 多處異常見礦，找到 Au，Ag，Cu，Pb，Zn，Sn，W，Mo 等金屬礦產地700 多處，為國民經濟建設提供了豐富的礦產資源; 取得了地殼表層元素地球化學背景值，為地學研究提供了豐富資料; 展示了我國與環境有關的元素分布狀態，包括有益元素N，P，K，B，Mn 等，有害元素 Cd，Hg，Pb，As 等，大大拓展了地球化學的應用領域。
同時，我國區域地球化學勘查的關鍵技術也取得了重大突破，解決了我國特殊地理景觀區工作方法技術; 建立了 39 種元素的微量、痕量測試方法技術體系，極大地提高了樣品分析准確度; 異常解釋推斷和查證技術、資料庫信息系統與制圖技術等，豐富了地球化學勘查理論。這些技術和理論均居國際領先水平。
當今地球化學找礦總體發展趨勢是擴展應用領域，更新方法途徑，深化基礎研究。具體體現在以下幾個方面。
1.地球化學找礦正向環境領域擴展
主要表現在區域地球化學填圖資料用於環境研究。地球化學找礦在研究天然污染物方面具有獨特的功能，因此，將過去只用於礦產勘查的地球化學資料用於環境研究已成為當前熱點。另外，全球地球化學填圖也加強了地球化學找礦在環境領域的影響力。這一切正如著名的勘查地球化學家及環境地球化學家 Thorton 所說的 「由於地球化學圖與圖集繼續覆蓋更大面積，90 年代將為科學提供一個激動人心的機會，那就是可以用全球的眼光研究過去只能在局部或區域尺度上研究的問題」。
這方面的工作主要是將全國或區域性地球化學填圖資料用於區域農業規劃、地方病防治、區域環境背景評價中。在技術上主要用數理統計的方法，區分人為污染的元素和自然污染的元素及其組合，強調多元素的協同作用。
2.新技術、新方法的開發
隨著找礦難度的加大，地球化學找礦工作面臨著在隱伏區礦產勘查研究的新任務，需要研究和開發具有較大探測深度的地球化學方法，1997 年召開的第 18 屆國際化探會議上稱之 「深穿透(Deep Penetrating)」地球化學方法。近年來，各國的地球化學工作者進行了不懈的努力，使隱伏區的地球化學勘查技術取得了長足的進展，即方法技術向著簡單回歸，但賦予了新含義。
目前發展比較快的方法主要是:
(1)氣體地球化學測量方法
氣體具有較強的穿透能力，因此，氣體地球化學測量方法被人們認為是最有前途的方法之一。其研究對象主要包括 Hg 蒸氣、CO2、O2、烴類氣體、S － C － O 的化合物。作為礦化指示標志的大部分氣體是間接的找礦標志，因為它具有更大的不確定性和多解性。《勘查地球化學》雜志於 1990 年第 38 卷出版了 《土壤和岩石中氣體地球化學》專集，在該專集中 Keser 對氣體地球化學測量方法的現狀作了客觀的評價: 「土壤中氣體地球化學方法遠非是礦產勘查的常規工具，需要進行更多的研究工作來解釋現已觀察到的異常模型」，「在研究的初期階段，要正確認識氣體化學測量方法的現狀和前景，現在人們對氣體地球化學測量方法的期望過高」。總的來說，氣體地球化學測量方法在礦產勘查中尚未進入實用階段。
(2)偏提取技術
偏提取技術是相對研究元素總量而言的，20 世紀 60 ～70 年代，國際勘查地球化學界就熱衷於各種偏提取技術的研究，但因受分析技術的限制，難以提取出真正想提取的部分，或者因偏提取的步驟復雜而難以在實際中應用。90 年代以來，偏提取技術再度受到重視，尤其是關於金的偏提取備受重視。
(3)同位素地球化學探測技術
質譜技術的迅速發展大大降低了同位素分析費用，因此，利用同位素作為成礦預測的工具成為可能。確定礦化區的同位素指紋，有助於從區域到局部區域的勘查目標。
3.多源信息的融合
強調地球化學找礦方法與物探、遙感等技術的融合也是當前地球化學找礦發展的趨勢。
4.野外現場測試手段的開發
若在野外就可獲取元素的含量，顯然對地球化學找礦工作者而言是最佳方式，這樣可以大幅度地提高野外工作效率。目前比較有前景的方法是現場 X 射線熒光測量技術。
本 章 小 結
1.地球化學找礦是在地球化學的基礎之上發展起來的，主要是為礦產勘查服務的一門學科或技術，傳統上所說的勘查地球化學、化探與地球化學找礦可以說是同一概念。
2.據研究對象的不同，地球化學找礦可分為岩石地球化學找礦、土壤地球化學找礦、水系沉積物地球化學找礦等。
3.地球化學找礦的特點表現為依託於分析測試技術，研究微觀對象(元素)，找尋隱伏礦藏，具有較低成本和較快的速度; 但也表現出受自然地理條件和景觀條件的影響很大，應用上受一些限制。
4.地球化學找礦主要工作任務是通過元素分布、組合、賦存狀態等的研究，力圖為礦產勘查異常區的劃定、礦體追索提供理論依據。為了達到此目的地球化學的一般工作方法為地質觀察與采樣、數據的統計分析、地球化學指標的研究、地球化學圖表編制，最終為進一步工作提供依據。
5.地球化學找礦未來發展總體表現為研究手段的精細化、評價方法的多樣化與數據獲取的多源化。
復習思考題
1.地球化學找礦有何特點? 結合所學分析一下其與其他學科的關系。
2.地球化學找礦的方法有哪些?
3.根據國內外地球化學找礦的發展史，談談你對地球化學找礦的看法。
㈩ 地球化學找礦方法
根據找礦遠景區的地球化學特徵、地球化學異常和相應成礦地質特專點，在小比例尺圈定的屬銅異常高值區帶內篩選出有指示性的地球化學異常組合，然後根據含礦建造特徵，作大比例尺地球化學原生暈、次生暈測量，進一步提取礦化信息（如暈的分布特徵、控制因素、指示性元素分帶性及其與礦化的關系等），確定找礦方向的地帶、目標層、段。
資料顯示，滇中祿豐—武定地區昆陽群褶皺基底層中的東川式銅鐵礦多金屬礦的主要含礦層（因民組和落雪組）中，具有Cu、Mn、Co、Pb、Ag、Ni、Be等元素的高背景值和較強的Cu、Mn、Ag異常。在不同階段的找礦工作中，利用地球化學找礦法，獲取有用的礦致異常，對於尋找礦化地段具有重要作用。