地球化学探测:从纳米到全球

Geochemical exploration:From nanoscale to global-scale patterns

文中简要总结了勘查地球化学的发展历程,阐述了从纳米尺度到全球尺度地球化学探测的最新进展。勘查地球化学从诞生初期研究手标本化学成分,到研究矿床尺度原生晕,到20世纪70年代以后研究化学元素的区域分布,到90年代以后开始研究全球尺度化学元素分布。进入2000年以后,为了更深层次理解这些宏观地球化学模式是如何受元素的微观行为控制的,开始了纳米尺度地球化学探测。目前纳米尺度地球化学和全球尺度地球化学研究成为地球化学探测的两个前沿研究领域。笔者从微观、区域和全球不同尺度地球化学探测,各列举一个前缘领域进行了介绍。(1)在微观尺度上,从纳米水平研究化学元素的存在行为、分散和迁移机理,列举了有关纳米铜和纳米金晶体颗粒的发现及其对隐伏矿勘查的意义;(2)在区域尺度上,阐述了盆地砂岩型铀矿地球化学调查理论与技术进展;(3)在全球尺度上,列举了全球地球化学基准研究的最新进展,初步总结了全球尺度化学元素分布与地质背景、矿产资源、气候变化和人类活动的关系。

The authors describe frontiers of exploration geochemical research fields from nanoscale to global-scale patterns. Geochemical exploration initiated research on chemical compositions of hand specimens and local primary geochemical halos in the early stage, focused on regional geochemical distribution since 1970s, and on global-scale geochemistry since 1990s. Into 2000s, geochemists initiated a better understanding of micro- and nano-scale mechanisms governing the laws of these macro-seale （local, regional and global） geochemical patterns. This paper centers on the latest progresses in the 3 research fields： （1） nano-scale insight into migration mechanism of elements, particularly focused on findings of nanometer crystals of copper and gold; （2） regional-scale geochemical exploration for sandstone-type uranium deposits in basins; （3） global-scale geochemical baselines and their relations with geological background, mineral resources, climate changes, and human activities.