中国东部主要入海河流河口区地球化学特征：理化指标与水溶态元素浓度

河水理化性质和元素组成特征直接影响到水体利用功能,入海河流元素输送量对近岸海洋生态环境具有重要影响。在中国东部33条入海河流下游河段或河口区布设了水地球化学调查点,分别在2007年夏季(丰水期)、2007年底—2008年初(枯水期)采样并测定了河水酸碱度、电导率值以及溶解态常量和微量元素浓度。研究表明,多数北方河流水体酸碱度、电导率值以及常量元素浓度高于南方河流,与中国土壤及其常量元素组成的南北分带相吻合,反映了我国南北气候分带对河水地球化学特征的控制作用,推断少数河流酸碱度、电导率和常量元素浓度的异常分布与海水混合作用、人为污染等作用有关;部分河流水体中微量元素浓度背离于区域正常浓度,其原因一是与区域地球化学背景有关,二是与城市污染影响有关,通过对比部分城市上、下游水体元素浓度证实城市污染的影响;研究认为丰水期易溶元素Na、Ca、K、Zn、Se浓度较低反映了大量降水的稀释效应,而丰水期河水Al、REE、Fe、Pb、Tl等元素浓度明显高于枯水期,主要与丰水期暴雨形成的地面径流携带大量胶体颗粒进入地表水有关。

中国与欧洲全球尺度地球化学填图分析方法的对比

实施国际地球化学填图项目最关键的是分析问题。欧洲和中国在全球尺度地球化学填图做法上存在较大的差异。中国使用统一的采样介质,即泛滥平原沉积物,并使用几种大型设备作为骨干配合使用多方法分析系统,分析76种元素,这是人类历史上首次制作了元素周期表上除惰性气体元素和人工元素以外的几乎所有元素地球化学图。欧洲恰恰相反,欧洲在采样介质上趋向于多介质,而分析技术上只使用少数几种大型设备;分析方法的单一,使得很多关键元素没有分析出来,如贵金属元素Ag,Au,Ir,Os,Pd,Pt,Rh,Ru;卤族元素F,Cl,Br,I;分散元素Ge,In,Se,Te;与生命密切相关的元素K,N,S,B等。尽管欧洲强调以环境为目的,但很多与环境密切相关的元素都没有分析,所以欧洲的全球尺度地球化学填图的信息量大打折扣。这些不统一的做法,将会制约全球地球化学图的编制。

天山成矿带境内外地球化学特征对比——中国东天山和哈萨克斯坦楚伊犁地区

对天山成矿带中国境内的东天山地区和哈萨克斯坦境内的楚伊犁地区1∶100万比例尺的地球化学填图所揭示的信息进行了对比研究。造岩元素、铁族元素、稀有元素、稀土元素和分散元素在这2个地区的含量和富集程度都非常接近,说明天山地区具有相同的地质背景;贵金属元素Au在楚伊犁地区的含量和富集程度要显著高于东天山地区,楚伊犁地区的Au异常不仅与石英脉型金矿有关,还与黑色页岩微粒金矿化有关;有色金属元素在2个地区差别不大,不同的是Cu异常在东天山以独立或与其他有色金属元素伴生异常存在,而在楚伊犁主要以与贵金属元素伴生异常存在;铂族元素在2个地区含量比较接近,一类异常与基性和超基性岩有关,另一类与黑色岩系有关。尽管这2个地区都还未发现有经济价值的铂族元素矿床,但在楚伊犁地区已经发现与炭质硅质岩有关的微粒金、铂矿化。

中国东部大陆岩石地球化学图揭示的信息

根据中国东部各省(区、市)区域地质志、1∶50万地质图和中国东部地壳与岩石元素丰度研究成果首次编制的中国东部60种元素的岩石地球化学图,基本反映了与特定岩性有关的区域岩石地球化学元素含量分布特征和与大地构造单元有关的区域地球化学元素含量分布特征,直观表达了中国东部空间地理上元素背景含量的宏观分布与变化,以及不同大地构造单元元素背景含量的变化趋势。这一成果为勘查地球化学、环境地球化学,特别是区域化探扫面水系沉积物资料的定量解释提供了基本依据,为基础地质、大地构造、区域成矿研究提供了重要资料,也为地球化学块体理论及其形成机制的研究提供了强有力的支持。

地球化学块体与大型矿集区的关系——以东天山为例

通过在东天山15万km2的战略性深穿透地球化学调查共圈出大于1000km2以上的地球化学块体18处,其中铜-铅-锌-银地球化学块体5处,铜地球化学块体3处,铜-镍地球化学块体1处,金的地球化学块体4处,铀的地球化学块体3处,铂-钯地球化学块体1处,钨地球化学块体1处。有6处地球化学块体与已知矿集区相对应,新圈定的地球化学块体12处,其中有3处发现了新的矿床。根据这些块体与矿集区的对比得出如下结论:所有的已知矿集区都位于地球化学块体的范围之内,地球化学块体为矿集区的形成提供了丰富的物质基础;有矿集区的存在一定有地球化学块体的存在,但反过来有地球化学块体的存在不一定有矿集区的存在,地球化学块体是客观存在的,而矿集区是已经发现了一系列矿床并勘探到一定程度才能称作矿集区,因此,地球化学块体内可能会存在潜在的矿集区,这为利用地球化学块体预测新的矿集区提供了依据。

国际地球化学填图新进展

欧洲和中国在国际地球化学填图中起着积极而重要的作用,而且进展也是最显著的。欧洲地球化学基准值填图计划于1996年被欧洲26个国家地质调查局长论坛(FOREGS)正式批准。经过近10年的工作,于2005年出版了电子版欧洲地球化学图集。中国不仅自己开展了多层次地球化学填图计划,而且还与发展中国家合作开展了全球尺度和成矿带尺度地球化学填图合作。欧洲和中国无论是在全球尺度,还是在区域尺度地球化学填图做法上都存在较大的差异。在采样介质上中国使用统一的采样介质,在分析技术上中国使用几种大型设备作为骨干配合使用多方法分析系统;欧洲恰恰相反,欧洲在采样介质上趋向于多介质,而分析技术上只使用少数几种大型设备。欧洲的做法尽管使用多介质采样获得了元素在更多天然介质中的分布信息,但使用单一分析技术,使得很多关键元素没有分析出来,如贵金属元素Ag,Au,Ir,Os,Pd,Pt,Rh,Ru;卤族元素F,Cl,Br,I;分散元素Ge,In,Se,Te;与生命密切相关的元素N,S,B等。尽管欧洲强调以环境为目的,但很多与环境密切相关的元素都没有分析,所以欧洲的全球尺度地球化学填图的信息量大打折扣。这些不统一的做法,特别是在全球尺度地球化学填图不统一的做法,会影响到以后全球地球化学图的编制。

内蒙古半干旱草原区隐伏矿地球化学勘查方法试验

在内蒙古半干旱草原区准苏吉花隐伏铜钼矿上方开展了土壤细粒级全量测量和金属活动态测量两种地球化学勘查方法的试验工作,结果显示,两种方法圈定的成矿元素主体异常分布范围与深部隐伏矿体的分布较为一致,表明土壤细粒级全量测量和金属活动态测量可以有效地指示隐伏铜钼矿体,可作为该景观区寻找隐伏铜钼矿的有效手段。

深穿透地球化学方法在山东大尹格庄金矿区试验研究

山东大尹格庄金矿埋深距地表距离大于200 m,属典型的隐伏矿床。选择大尹格庄金矿开展金属活动态测量、地球气测量、地电化学测量、土壤全量测量的方法,以检验深穿透地球化学方法勘查隐伏矿的有效性。试验结果显示:在埋深达300 m的隐伏金矿体上方发现了较明显的地球气、水提取与地电化学Au异常,异常与已知金矿体位置吻合程度较高,而土壤全量测量只在蚀变带头部有所反映,显示了深穿透地球化学方法在隐伏矿勘查中的良好应用前景。

AB-DTPA通用提取剂法测定土壤地球化学样品元素有效性的可行性研究

在多目标地球化学调查基础上进行的生态地球化学评价工作已陆续在各省展开,这项工作需要首先解决的问题是大批量土壤样品、多元素指标有效态的分析测试。常规的元素有效态分析方法针对性强,但操作繁琐,并且目前仅有个别重金属元素有国家标准的有效态分析方法,因此需要选择一种可以对不同类型土壤、不同元素指标通用的有效态提取剂。在已有研究工作基础上,为了进一步探讨用AB-DTPA提取量替代常规分析方法测定结果的可行性,对不同酸碱性土壤进行了试验研究,结果证明以AB-DTPA提取的元素有效量结果重现性好,且与标准方法分析结果之间以及与农作物籽实含量之间都有很好的相关性(除As),初步说明用AB-DTPA作为不同类型土壤的多元素有效态通用提取剂,可以满足多目标地球化学调查和生态地球化学评价研究的需要。

全球地球化学数据管理系统:“化学地球”软件研制

"数字地球"已经提出多年,是20世纪末期问世的定量化研究地球的一个新的战略方向。通过借鉴Google Earth,地质学界提出了建设One Geology和OGS-Earth多层次多学科应用平台的概念。进一步提出构建基于化学元素在地壳的分布可视化,建立"化学地球"或者叫做"元素地球"(命名为Chemical Earth),能直观地揭示地壳中元素的分布,反映出不同大地构造单元元素时空分布、演化历史和矿床的物质背景。本项研究主要完成两个方面的内容:(1)研发一个基于ArcGIS Server二维和三维统一的"化学地球"软件平台,类似于谷歌地球(Google Earth)的数字地球软件平台,实现对地球化学数据和图形适时进行二维(平面)和三维(球面)联动;(2)建立地球化学数据库和提供图形化工具,实现对数据库进行多种方式的查询统计,如对不同尺度地球化学图的显示、图形与数据交互查询和采样信息查询等。

干旱荒漠覆盖区隐伏金矿上方覆盖层三维地球化学分布模式

深穿透地球化学已被证明是干旱荒漠区寻找隐伏矿的有效方法,但其对元素在覆盖层中的分布模式的探知还较少。为此,在新疆金窝子金矿运用了空气动力反循环钻探技术,以揭示元素三维分布模式,并了解元素迁移轨迹和迁移机理。形成的元素三维分布图表明:(1)元素异常在矿体上方不同深度覆盖层中具有继承性;(2)在覆盖层垂向剖面上,Au趋向于在顶层和底层富集,中间层含量较低;(3)底部异常主要分布在覆盖层和基岩接触部位的低洼位置;(4)底部异常横向延伸,范围较窄,仅数十米宽,而地表异常分布范围广,可扩展至数千米。

金的地球化学异常与金矿床规模之间关系的统计学特征--以河北省为例

以水系沉积物地球化学调查成果为基础,从统计学角度探讨了河北省金地球化学异常与金矿规模的对应关系。以2.6 ng/g为异常下限,在全省范围内圈定金区域异常28处,局部异常35处。研究发现区域异常与金矿的关系非常密切,100%的大型金矿、81.8%的中型金矿及70.9%的小型金矿都位于区域异常内。局部异常仅与小型金矿的关系密切,小型金矿在局部异常中的产出概率是20%。通过23个金异常面积与金矿储量的相关分析表明,二者相关性非常好,相关系数达0.919,金异常面金属量与金矿储量的相关性也很显著,相关系数达0.924。回归分析表明,金异常面积及异常面金属量与金矿床储量之间符合一元线性相关特征,并分别建立了回归方程。该成果对矿产预测及资源潜力评价具有一定的指导意义。

三江北段地球化学特征研究

根据“三江”地区北段1∶20万区域地球化学勘查资料,结合区域地质背景,对该区元古宇至新生界地层和不同岩体的地球化学特征进行了较为全面的分析。本区主要成矿元素为As、Au、Cd、Hg、Ni、Sb、Ag、Cr、Pb、Sn、W、Zn、Cu;岩体中的Ag、Pb、Sn、Cd、Zn主要与中基性火山活动有关,而Cu、Mo、Bi、Au的成矿作用主要与中酸性岩浆活动关系密切;在新生代地层中Cu含量比岩体中的高,Au含量在中生代岩体中远远大于其他时代的岩体,因而这些地层和岩体最有可能成为矿质来源。

深穿透地球化学迁移模型

深穿透地球化学是针对寻找隐伏矿的需求而发展起来的一门新的地球化学分支学科,其理论基础由连续的几个要素构成:元素向地表的迁移机理→迁移到地表以后的赋存介质和赋存形式→形成异常模式的特征。本文针对元素从深部隐伏矿体向地表的迁移机理,总结了传统的具有代表性的3种迁移模型,包括离子扩散迁移模型、地下水溶解迁移模型和电化学迁移模型,并根据最新的研究成果,提出了地气流迁移模型和多营力迁移模型。这些模型的系统总结和提出对深穿透地球化学理论基础的建立和研究隐伏矿体元素的三维分散模式具有重要理论意义。

长江中下游地区不同尺度铜地球化学异常的意义与大型矿床预测

以长江中下游1∶20万铜区域地球化学数据为基础,研究了铜元素地球化学异常特征,认为不同尺度的地球化学异常图具有不同的研究意义:(1)1∶20万地球化学异常可以圈定矿床异常,用于大型矿床预测。研究区内13个大型矿床中有12个落在具有三层套合结构的地球化学异常中,已知矿床储量与异常面金属量、异常面积之间的相关系数分别为0.94、0.95,显示区域地球化学异常规模与储量之间的较好相关性。(2)1∶50万地球化学异常可以圈定矿区异常,用于在成矿带中预测有利成矿区。(3)1∶100万地球化学异常可以圈定大型矿集区或成矿带,用于矿集区预测。如果把研究区内面积大于1 000km2且含有3个以上已知矿床的异常作为矿集区的话,则长江中下游存在3个大型矿集区:马鞍山—南京矿集区、九江—瑞昌—大冶矿集区和德兴—黄山—安庆—铜陵矿集区(实际上包含德兴和铜陵2个矿集区)。大型矿床多产于多层套合的地球化学异常中,大型矿集区所形成的异常具有至少3层套合结构,浓集中心与大型矿床存在对应关系,这些规律的发现为在不同成矿域预测新的大型矿集区提供了重要地球化学标志。

勘查地球化学80年来重大事件回顾

勘查地球化学诞生于20世纪30年代初期,经历了80年的发展,已经成为一门重要的地球化学分支科学,为矿产勘查做出了巨大贡献。本文对勘查地球化学过去80年发展历程的标志性事件进行了回顾;对勘查地球化学基础理论研究进展和对矿产发现做出的贡献进行了概括总结;对近年勘查地球化学最为活跃的研究领域进行了简要介绍。在20世纪70年代以前勘查地球化学作为一门独立学科已经形成,它的标志性事件是经典教科书的出版、勘查地球化学专业设立、勘查地球化学杂志的创刊、国际勘查地球化学家协会成立和勘查地球化学学术会议定期召开。在基础理论研究方面体现在局部地球化学分散模型和区域分布模式的建立。一些国家大规模区域或国家地球化学调查或填图计划的实施,为全球3次批量矿床发现作出了巨大贡献。近些年勘查地球化学最为活跃的研究领域集中在:(1)在微观尺度上,从纳米水平和分子水平研究化学元素的分散和迁移机理,发展覆盖区找矿的地球化学技术;(2)在区域尺度上,继续开展区域地球化学调查或填图理论与技术研究,为成矿带地球化学评价和靶区圈定提供高质量数据和图件;(3)在全球尺度上,致力于全球地球化学基准建立,为了解全球化学元素分布背景、过去地球化学演化和预测未来全球化学变化提供定量评价标尺。

农业生态地球化学评价系统设计与实现

随着农业生态地球化学调查与评价工作的全面展开,海量数据随之产生,但目前尚没有得到广泛应用或认可的评价系统。笔者在对农业生态地球化学评价系统详细设计的基础上,选用国产流行的G IS软件(M apG IS6.7)为工作平台,完成了评价系统软件的二次开发,进行了土壤生态地球化学评价,介绍了评价所需要的软、硬件配置条件和选择方法,探讨了在评价过程中,实现图形输入、筛选因子、确定权重、计算评价属性值、形成评价图和进行空间属性分析等的基本技术要点和工作流程,该系统主要包括:数据库(实测数据、图形数据),评价系统,属性统计和查询系统。

长江中下游地区1∶20万金元素不同尺度数据的地球化学特征响应

通过对长江中下游地区1∶20万金元素不同尺度数据的地球化学特征响应的研究,认为长江中下游存在地球化学巨省,这个地球化学巨省为长江中下游地区提供源源不断的矿源。同时,讨论了低密度地球化学方法能够用于全国或全球地球化学填图的可行性。

河北省铅锌矿源层与地球化学块体

文章以河北省岩石和水系沉积物地球化学调查成果为基础,讨论了省内铅锌矿源层、地球化学块体的空间分布范围以及地球化学块体与矿源层的关系,旨在为研究区内的铅锌矿产勘查提供指导。研究结果表明,以高于该地区表壳岩石铅锌元素丰度的重要矿床的围岩作为铅锌矿源层的判别标志,侏罗纪、白垩纪火山-沉积岩及燕山期侵入岩、遵化岩群、红旗营子岩群等可确定为铅锌矿源层。以25μg/g为异常下限,圈定出水系沉积物铅地球化学块体7处;以100μg/g为异常下限,圈定出水系沉积物锌地球化学块体4处。在铅锌地球化学块体的内部及边缘,有多处大、中型铅锌矿床产出。在丰宁、围场一带出现大范围的铅元素连续成片的岩石高背景分布,锌元素的岩石高背景分布则位于崇礼和围场地区,铅锌高背景区主要分布于侏罗系-白垩系分布区内。侵入岩铅锌高背景区主要集中在乌龙沟-上黄旗岩浆岩带、军都山岩浆岩带及马兰峪复背斜东、西两端。经研究发现,据水系沉积物所圈定出的异常与铅锌矿床分布的一致性要好于据岩石所圈定的异常。在一个地球化学块体分布范围内,存在着多种地质体,而其中对异常形成贡献最大者可能是矿源层和矿床。矿源层与地球化学块体都强调其在成矿作用中是物质的供应源,不同之处在于,前者与矿床关系更紧密,而后者则与成矿省关系比较密切。