气体地球化学勘查在巴—麦地区砂岩型铀矿找矿中的应用

塔里木盆地内部砂岩型铀矿找矿十分迫切。针对该盆地地质构造相对复杂、沉积地层厚度大、勘查手段受到沙漠-荒漠地貌的限制、勘查程度较低和地表成矿信息弱的特点,在巴楚隆起—麦盖提斜坡带地区(巴—麦地区)开展能指示深部地层环境的H_(2)S、CH_(4)、H_(2)、CO_(2)和4He气体地球化学区域测量研究。结果表明,几种土壤气体浓度能够较为清晰地显示各自异常分布范围,并指示盆地地层中可能的铀异常信息,气体地球化学测量方法是一种相对高效的盆地区域地表勘查方法。在综合测区断裂分布、油气藏、水文等地质条件和气体化学反应性质的基础上,分析气体浓度异常成因及分布综合特征,测区东北部、东南部及色力布亚断裂和巴什托断裂所夹持部分地段具有几种气体组份浓度异常叠加,地层中可能发育氧化-还原地球化学障,是有利的找矿预测区,为该地区砂岩型铀矿勘查提供参考依据。

海南岛温泉气体地球化学特征研究

为了查明海南岛温泉气体的起源,探讨海南岛温泉与琼北新生代火山活动的关系,通过对海南岛温泉气体成分和氮(N)同位素组成进行分析研究。结果表明:海南岛温泉气体以N 2为主,含量都在87%以上,个别样品达到90%以上,且均有CO_(2)共存。海南岛温泉气体δ^(15)N值均大于0,且断裂带集中地区的样品,其δ^(15)N值普遍偏大,而断裂带相对稀疏地区的样品,其δ^(15)N值相对较低,说明温泉气体主要受断裂带控制,主要来源为地壳和大气。此外,海南岛温泉气体不论是气体组合还是氦同位素特征,都与腾冲、长白山及五大连池活动火山区地热流体逸出气体明显不同,前者气体组合以N_(2)为主,后者主要以CO_(2)为主,前者He含量高,3He/4He低,而后者He含量低,3He/4He高。综合温泉气体成分和同位素特征,认为海南岛温泉气体主要为地壳和大气来源,少量为幔源混入,其温泉气体释放活动属于正常的断层气体活动,与琼北新生代火山活动关系不大。

多组分气体地球化学测量技术在加甘滩金矿应用研究

甘南地区金矿探矿历史久远,所用勘查技术手段种类繁多,但甘南地区覆盖区面积大,覆盖厚,针对厚覆盖区技术手段相对较少。多组分气体地球化学测量技术可检测深部向上逸散的气体成分含量,从而反应深部成矿环境。本文通过多组分气体地球化学测量技术对加甘滩金矿区内气体异常特征及外围覆盖区气体异常特征进行了分析研究,预测了该区的找矿前景,试验了该方法的有效性。

延怀盆地土壤气体地球化学特征

报道了延怀盆地422个测点的土壤气测量结果,讨论了各气体组分的区域地球化学特征及其控制因素,并探讨了气体地球化学背景场与区域地震地质的关系.2007年9—10月在首都圈西北部延怀盆地进行了野外土壤气体测量,获得该地区土壤气中Rn,Hg,CO2,H2,He和CH4的地球化学背景值分别为8105.8(±5937.4)Bq/m3,9.7(±5.8)ng/m3,395.9(±35.3)×10-6,4.0(±2.3)×10-6,15.9(±10.4)×10-6和12.7(±8.1)×10-6.延怀盆地土壤Rn,Hg,He和CO2气体地球化学背景场在空间上呈现东部高、西部低(以延矾盆地北缘断裂为界)的特征.控制土壤气体地球化学背景场的主要因素是气体组分的来源、地壳结构、断裂构造、地层和微生物作用.延怀盆地内东部上地壳内存在的低速体,构造活动性较强,深部来源的Hg和He,以及来源于花岗岩的Rn等对土壤气的贡献较大,是盆地东部土壤地球化学背景值较高的原因.这与延怀盆地东部地震活动性较强相对应.研究结果为研究区地震地球化学流动测量和异常判识奠定了基础.

五大连池火山区气体地球化学特征

根据泉（池）水中气体的组分和同位素组成，讨论了五大连池火山区气体的来源和运移。１９９７年８月从五大连地火山区泉（池）中采集了９个气、水样品，同年９月测定了游离气和水溶气的气体组分、Ｈｅ同位素比值和ＣＯ２的Ｃ值。气体以ＣＯ２为主，多数样品的ＣＯ２体积分数大于８０％。Ｈｅ和ＣＨ４的体积分数变化范围大，分别为０．７×１０－６～３８０×１０－６和４．０×１０－６～１８０×１０－６。３Ｈｅ／４Ｈｅ比值分布在１．０Ｒａ～３．３Ｒａ之间（Ｒａ＝１．４×１０－６，大气对流层３Ｈｅ／４Ｈｅ比值）。４Ｈｅ／２０Ｎｅ比值均比大气中的高，分布在０．３５～１０１１之间。ＣＯ２的 １３ｃ（ＰＤＢ）值与地幔或岩浆ＣＯ２的值一致，为－９．６‰～－４．２‰。这些均表明，泉水为渗入地下的大气降水，经过不同深度和不同岩层渗流出露地表；气体为幔源组分和地壳组分的混合物，利用二元混合模型估计，至少１３％～３７％的Ｈｅ源于地幔；ＣＯ２可能为幔源岩浆脱气后残留的ＣＯ２；Ｎ２、Ｏ２和Ａｒ主要为大气来源；研究区地球深部气体和热仍在大量地向地壳浅层和地表逸散。

长白山天池火山近期气体地球化学的异常变化

气体地球化学监测结果显示,2002—2003年地幔来源CO2、He和CH4的含量出现明显的异常变化;2003年火山区深断裂型泉群逸出气体He的3He/4He比值都出现了异常升高,2004年该比值明显降低。热储型长白聚龙泉群逸出He中3He/4He比值2003年上升缓慢,2004年持续上升,其中逸出He中幔源He含量在2004年明显增加。2002—2004年天池火山区逸出气体及其He同位素异常变化与该区地震活动呈一定的对应关系,其中锦江泉群在2004年下半年地震活动趋势减弱后,异常明显减弱;而长白聚龙泉群在地震活动减弱后,异常反而明显增加,显示热储型泉群岩浆来源气体异常释放明显滞后于深断裂型泉点。上述异常特征对识别和判定火山区深部岩浆异常活动及预测未来火山地震可能有重要意义。

地震烈度的气体地球化学标度初探

本文从构造动力地球化学理论出发,提出建立地震烈度气体地球化学标度的设想。即通过现场测量和实验方法,建立某些近地表气体释气通量与岩土受迫振动参数之间的定量关系。据此,在震后一定时间内,利用观测震中及外围地区气体地球化学组份浓度的高低,协助判定地震烈度值的大小。文中给出了一些地震现场观测与室内外试验的结果。此外,针对背景值、场地条件等各种因索对确定标度的影响,提出了若干可能的解决途径。同时还讨论了确立这一新概念的意义。

金沙江-红河断裂带温泉气体地球化学特征

金沙江-红河断裂带是青藏高原东南缘地热活动强烈、地震活动水平高、各种矿产丰富的深大断裂带。为了探索该断裂带的温泉气体地球化学时空变化特征,2015年3月~2019年7月,经过5次野外考察,采集了54个温泉逸出气体样品,对其化学组分和氦、氖与碳的同位素变化的测试结果表明:(1)金沙江-红河断裂带内温泉气体氦同位素比值(3He/4He)变化范围是0.04~0.62Ra(Ra=空气3He/4He=1.39×10^-6),计算获得的幔源氦最大比例达到7.5%,揭示该断裂带内的地质流体主要来自于壳源,幔源氦有从北向南呈现增加的趋势。以CO2为主要组分的温泉,其δ13CCO2值变化范围是-23.6‰^-1.9‰(vs.PDB)。结合区域地质条件分析,这些CO2主要来自三叠系灰岩,所占比例范围是70.1%~89.7%,而幔源CO2的比例最高可以达到4.2%。(2)金沙江-红河断裂带温泉气体的氢气浓度和氦同位素在三处断裂交汇区都出现高峰值,分别是金沙江断裂与巴塘断裂、中甸断裂与红河断裂、红河断裂与小江断裂和奠边府断裂的交汇处。与区域地震活动性的对比分析结果表明,金沙江-红河断裂带内深部流体上涌相对强烈的区域,深部流体对区域地震活动性具有重要的控制作用。

川西南碳酸盐岩储层流体包裹体气体地球化学研究

采用真空磁力破碎包裹体与质谱计在线连接的方法 ,分析了四川盆地西南威远气田、资阳气田和隆昌气田不同时代碳酸盐岩储层中流体包裹体的化学成分和碳同位素组成 ,并结合储层地质特征 ,研究了储层流体的来源。研究表明 :流体包裹体气体成分主要以CH4和CO2 为主 ,不同时代的储层原岩流体包裹体的成分明显不同 ,同一时代储层原岩及次生脉体中气体的含量变化不一。二叠系储层原岩流体包裹体气体成分以甲烷为主 ,CH4含量一般在80 %以上 ,而震旦系储层原岩则以CO2 为主 ,CO2 含量大于 6 0 %。震旦系储层沥青脉中的包裹体CH4含量最低 ,储层原岩包裹体CH4含量次之 ,次生白云岩及方解石脉体中的包裹体CH4的含量均大于前两者 ;而CO2 的含量却刚好于此相反。依据储层原岩、次生矿物脉体和沥青脉中包裹体CH4和CO2 碳同位素组成的变化 ,讨论了二叠系 (P 3 12A、P 3 12B)和震旦系 (Z4、Z3 、Z2 )

缅甸其培电站坝址断裂带气体地球化学特征及工程应用

依据气体化学组分和同位素组成分析,结合水文地质资料,分析了缅甸其培电站坝址钻孔随承压水逸出的气体、平硐揭露的断裂带气体的地球化学特征,并探讨其形成和对工程的影响。研究结果表明:坝址断裂带气体有CO2型和N2型2类,以CO2为主的气体中CO2的摩尔分数为89.37%～98.83%,N2的摩尔分数为0.7%～10.42%;含有微量的甲烷,摩尔分数为0.2%～0.47%。CO2的δ13 CV-PDB=-4.947‰～-5.387‰,δ18 OV-PDB=3.364‰～3.613‰,CO2为深部幔源无机成因。δ15 N值在-0.082‰～7.263‰之间,变化范围较大,有浅部生物成因气体混入。CO2气体形成于深部,沿断裂带运移,在浅部与承压水混合,主要在河床逸出。深部起源的CO2气体是恩梅开江断裂在坝址的地质活动性的显示。河床是气体逸出的主要部位,气体产出量大,对坝址工程处置有较大影响。

气体地球化学新进展——纪念著名气体地球化学专家David R.Hilton教授

尽管气体地球化学属于一个相对年轻的分支学科，其研究领域却非常广泛，几乎涉及地球各层圈的物质组成、循环及能量交换等许多重大基础科学问题j尤其在当今大气环境恶化、能源资源紧缺、人类健康遭受威胁的严峻形势下，气体地球化学研究的广度和深度均在不断增加，并逐渐形成了一个独立、完整的学科体系，相应的分析测试技术也突飞猛进，学术活动非常活跃，专业研究者和专业群体与日俱增，其中涌现出了一些知名学者，为推进气体地球化学理论研究和分析测试技术的发展做出了卓越贡献。

气体地球化学方法在震后趋势判断中的应用

初步讨论了气体地球化学方法在顺义 4.5级地震震后趋势判断中的应用。研究表明 ,震中区土壤 Hg释放量快速衰减 ;延庆龙庆峡水库翻花冒气异常释放的主要气体 CH4 来源于生物成因 ,而非地震前兆异常。据此认为顺义地震之后 ,首都圈构造活动水平没有增强的趋势 ,并于1 996年 1 2月 2 7日提出未来 1 5天内首都圈发生 MS≥ 5.

金属矿气体地球化学测量技术新进展

气体地球化学测量方法由于气体的强穿透性,可将大量的与深部矿化作用有关的物质携带到地表,可直接或间接指示各种地质成矿过程,而受到勘查地球化学的重视。经历数十年的发展之后,气体地球化学测量在测量指标、方法及影响因素研究方面都取得了长足进展。特别是近年来由于分析技术提高,使得很多超微含量的气体测定成为可能,一些新的气体测量方法相继提出,在寻找隐伏矿或盲矿方面获得了较好的效果。笔者对气体测量发展史、气体测量方法、指标及影响因素进行了简单总结,并重点介绍了一种新的气体测量技术(SDP)的测量原理、使用方法及应用实例。

氡、氦等气体地球化学在地震科学研究中的进展

系统回顾了氡、氦的气体地球化学特征及其在地震科学研究中的应用情况。在分析氡、氦等地下气体在地壳中浓度变化的影响因素基础上，总结出氡、氦等地下气体浓度变化具年变（或日变）规律，且受多种因素诸如其自身的地球化学行为、气候条件、地质构造及区域应力场等的综合影响。归纳了近３０年来在氡、氦的理论和实验研究以及氡异常的形成机理研究方面所取得的进展。氡、氦等地下气体在地震监测预报及基础研究方面日益发挥出越来越重要的作用，但对其自身的认识还远远不够，提出了今后应在氡、氦等地下气体的异常迁移、实验研究、资料处理过程中对干扰因素的排除以及开展深部气体运移与地震活动的关系等方面开展研究的建议。

深部物质运动的气体地球化学特征

根据氦同位素地球化学资料讨论了中国东部和云南腾冲地区上地幔的脱气。尽管地球脱气作用主要发生在地球形成时的十亿年间，但是后期的脱气作用仍是影响大气圈演化的主要因素。在两种力学性质不同的构造带──中国东部大陆裂谷和位于欧亚板块与印度板块缝合带的腾冲火山区，采集了天然气样，并分析了气体组分和氦同位素组成，较高的￣３Ｈｅ／￣４Ｈｅ值和地质、地球物理资料表明天然气和温泉气中的氦相当一部分是来自上地幔。来自上地幔的氦和其他气体自第三纪以来不断在气藏中聚集或向大气中逃逸。伴有源于上地幔的岩浆活动的地幔脱气是深部物质运动的具体表现形式，它对新生代气候演变可能有直接影响。

气体地球化学测量方法在皂火壕砂岩型铀矿勘查中的应用试验研究

在鄂尔多斯盆地东北部皂火壕铀矿床孙家梁地段进行土壤SO_(2)、H_(2)S、CO_(2)、Rn、He气体地球化学测量试验,讨论了各气体组分在氧化-还原带不同亚带内地球化学分布特征及其控制因素,探讨了气体地球化学圈定砂岩型铀矿氧化、还原环境及矿体范围的可能性。孙家梁地段土壤气体H_(2)S、SO_(2)、CO_(2)、Rn背景值分别为0.03×10^(-6)、0.049×10^(-6)、120.6×10^(-6)、2804.4Bq∕m^(3),异常下限分别为0.078×10^(-6)、0.115×10^(-6)、3997.5×10^(-6)、3670.1Bq∕m^(3)。CO_(2)、H_(2)S、SO_(2)等非放射性气体浓度从氧化亚带到过渡亚带总体上呈逐渐上升,而后在还原亚带下降并趋于稳定。在过渡亚带(矿体)及还原亚带与过渡亚带接近位置附近有明显的4 He含量异常显示,然后在过渡亚带基本处于空气中4 He浓度水平。SO_(2)、H_(2)S、CO_(2)、Rn等气体地球化学测量可以用于圈定砂岩型铀矿氧化、还原环境及矿体大致范围,特别是4 He含量能够在地表测量中明显指示砂岩型铀矿化。气体地球化学方法是一种高效追踪矿体分布范围和区域勘查的地表勘查方法。

五大连池地区泉水气体地球化学特征

根据五大连池地区泉水的气体组分和同位素组成,讨论了五大连池地区泉水所含气体的来源和运移。2005年9月从五大连池地区泉水中采集了10个水化学样和5个气体化学样,经过测试分析,可知五大连池泉水分3种类型,CO2气体的含量多少是决定泉水类型的主要因素。气体组成用MAT-271测定,气体碳同位素用MAT-251测定,氦气体含量与同位素组成用MI 1201 IG惰性气体同位素质谱仪测定。研究结果表明:泉水气体中主要以CO2为主(>80%),1δ3C值比较重(-5.26‰^-8.24‰),属于幔源CO2;He同位素特征(R/Ra)变化在2.66~3.06之间,均大于1,有幔源He的加入。所以五大连池地区泉水气体CO2来源于地幔,是地幔岩浆房中岩浆结晶分异的结果。

用气体地球化学方法探讨活断层的有关问题

探讨了以氡为主的断层气测量结果与断层活动性的关系;并讨论了土质、土壤、含水量、取样深度等对断层气氡测量的影响。

陇东南地区温泉气体地球化学特征

为了探究甘肃东南部温泉的成因,通过气体地球化学的方法研究对比了该区温泉、冷泉和地表水中溶解气的组分及其同位素特征.结果表明:陇东南地区出露的温(冷)泉和地表水具有相似的气体组分特征,均以氮气为主(介于70.47%~78.33%);温泉水的δD~δ^18 O数据点沿着兰州大气降水线分布,没有明显漂移;δ^13 CCO2特征和CO2含量表明CO2属于有机生物成因.可见陇东南地区温泉水与深部围岩的同位素交换作用不强,温泉水的来源属于大气降水补给.其形成可能是地表水在深循环过程中受热后,由于频发的地震产生有利于地下水和温泉气上升、运移的通道,使的泉水沿裂隙溢出而来.

乌鲁木齐市城区隐伏断裂气体地球化学探测

利用气体地球化学方法对乌鲁木齐市城区7条隐伏断裂的重点地段进行了11个剖面的定位探测。结果发现，断裂带中地球脱气现象十分强烈，而远离断裂脱气则迅速减弱。11个剖面中9个剖面的土壤气氧在断裂主方异常显著，6个剖面的土壤气汞对断裂反映明显。经过数据处理和对比分析，有6条隐伏断裂在地面延伸的位置得到了较精确的判定。应当指出，地下水和人为开挖等因素对城市隐伏断裂的气体地球化学探测有较明显的干扰。