礦產地球化學勘查技術研究

肖長喜++胡冰++牟宗玉

摘 要：本文以礦床勘查地球化學中中存在的相關問題為研究對象，論文首先探討了勘查地球化學的概念內涵，進而分析了勘查地球化學的歷史和發(fā)展形勢，在此基礎上，論文詳細論述了礦產地球化學勘查技術方法，相信對從事相關工作的同行能有所裨益。

關鍵詞：礦床 地球化學 勘查 普查

中圖分類號：P62 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（b）-0088-02

勘查地球化學的理論基礎是成礦物質在成礦過程中，在圍巖中留下元素運移軌跡或在成礦以后，通過分散在四周巖石、土壤、水系沉積物、水、植物及氣體中形成各種類型的地球化學分散模式，根據這些元素變化軌跡或分散模式去追蹤和發(fā)現新的礦床。這一理論基礎的體系可以從下列經典著作或出版物中得到體現。

近幾年以來，我國勘查地球化學的專家在地球化學填圖、深穿透地球化學與隱伏區(qū)礦產勘查、巨量金屬聚集與大型礦集區(qū)定量識別與評價、難識別類型或難識別礦種勘查、地球化學塊體等方面已經取得了很大的進展，并推動勘查地球化學進入到新的一個理論階段。

1 勘查地球化學歷史回顧與發(fā)展形勢

近十多年來，隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，勘查地球化學得到了迅速發(fā)展，但它也面臨如下的挑戰(zhàn)，主要表現在以下幾個方面：（1）全球各種介質中的地球化學基準與全球地球化學填圖。（2）隱伏區(qū)三維地球化學分散模式、深穿透地球化學與隱伏區(qū)礦產勘查。（3）新理論、新方法的研究與推廣。隨著較大比例尺礦產評價工作的開展和新領域的開拓，現有的方法技術尚存諸多問題，需要分類進行專門研究，以推進化探新理論、新方法的研究。例如：難識別礦種或難識別類型的地球化學勘查與評價方法；巨量金屬的聚集機理、地球化學塊體與大型礦集區(qū)或巨型礦床的定量評價。（4）資料的合理利用與開發(fā)。（5）知識及觀念的更新。長期以來化探的主要任務是找礦，這個觀念和思路不能適應新形勢發(fā)展和開拓新領域的需要；面對需要解決的社會經濟問題，化探的發(fā)展應走與地質、物探及相關環(huán)境學科結合的綜合研究之路；面對科學技術發(fā)展的新要求，化探要發(fā)揮自身優(yōu)勢，找到自己的“閃光點、突破點、結合點”，并在綜合研究中站到解決問題的前沿。（6）管理體制等問題。在新的體制和機制下，針對資料利用、項目管理、人員素質、組織協(xié)調等問題，管理工作也要隨之進一步改進。

2 區(qū)域地球化學技術分析

我國的區(qū)域化探走在世界前列，形成了一套基本工作方法。近幾年，全球地球化學填圖和地球化學基準等區(qū)域性研究課題，仍是國際上的熱點。專家們普遍認為，我國76種元素地球化學填圖的試點已取得初步成果，堅持做下去，其意義將不亞于“門捷耶夫元素周期表”。

2.1 區(qū)域化探資料利用率偏低

我國自1979年開始/區(qū)域化探全國掃面計劃0（即地球化學填圖），采樣密度從1個樣/km2至1個樣/幾百km2，覆蓋面積從幾千至上百萬km2。這些巨大的面積以及所提供的巨大信息為新礦床的發(fā)現作出了巨大的貢獻。但是，這些“海量”數據及資料沒有達到共享機制，不利于廣泛的利用和深入研究；資料的利用程度較低，找礦信息未充分發(fā)掘，利用這些資料研究基礎地質、環(huán)境地質問題等方面的潛力有待進一步開發(fā)和利用。

（1）在戰(zhàn)略上將全國地質工作的戰(zhàn)略部署、全球氣候變化、資源環(huán)境變化放在一塊考慮，以1∶500萬～1∶1000萬比例尺，把區(qū)域化探資料與基礎地質、構造作用，以及全球尺度的淺表部和深部地質作用結合起來，作為一個大課題來研究，可為基礎地質提供更多新的信息。（2）把化探資料的區(qū)域背景與地球塊體、不同構造區(qū)、大的成礦帶聯(lián)系起來，從地球演化的角度進行綜合研究，在地質理論和基礎研究中發(fā)揮作用。（3）在區(qū)域成礦作用研究方面，過去利用的元素少，偏重于研究局部異常，很少從大的成礦角度來考慮問題。（4）在地質填圖中解決地層、構造等問題，這種工作已有了新的開端。（5）在環(huán)境、農業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)等方面的應用潛力有待進一步挖掘。

2.2 方法技術的改進是實施各種戰(zhàn)略的保證

（1）新方法的研制應該做到方便、實用，具有可操作性。目前在區(qū)域和局部工作中開發(fā)的一些新方法，如金屬活動態(tài)、地氣法、偏提取等，科研單位尚可使用，到了生產單位和生產實踐中，問題就很多。總的看來，它們還處于研究階段，未達到可以推廣應用的程度。應該從理論和技術上，就深層次的問題探尋解決和完善途徑，使這些方法技術得以完善。（2）相態(tài)分析技術及其應用，對于解決地質問題、找礦問題和環(huán)境問題，對于不同景觀區(qū)和不同階段的工作，都有很大意義。過去，不同部門的單位，針對不同的用途，已進行過大量研究。但是，相態(tài)的分類和標準尚不一致，分析程序各有千秋，直接影響到成果的可對比性和可驗證性。建議通過一些代表性單位的聯(lián)合研究，制定出統(tǒng)一的標準和分析程序，以利于該方法的發(fā)展和應用。（3）化探數據處理是勘查評價的重要環(huán)節(jié)，這類技術在國外發(fā)展迅速，例如：立體勘查和三維GIS技術的資料發(fā)表得很多。據專家估計，我們在三維數據處理方面與國外落后5年左右。在俄羅斯，GEOSCAN，GEOPOLE，SURFER等數據綜合處理方法，在規(guī)范中已作為成圖手段被廣泛使用。我國已有RASMA等技術，但近些年來對數據的綜合處理技術研究得很少，且所使用的軟件較多，但是缺乏系統(tǒng)性和權威性，這種情況應該給予足夠的重視。（4）應該著力改變過去主要憑經驗作評價的狀況，加強數據處理技術的研究，考慮多重分形、模式識別等新技術，建立新的評價方法體系；應該建立自己的數字化地球化學填圖系統(tǒng)，包括GPS平臺、地形圖、遙感圖象、已有地球化學圖、地質圖等，構成一個兼有數據采集、儲存和處理的自動化綜合系統(tǒng)。

3 礦產地球化學勘查技術方法

礦產勘查仍然是我國化探工作的主要任務，主要表現在以下幾個方面。

3.1 開展與區(qū)域化探掃面相銜接的大比例尺礦產評價工作endprint

區(qū)域化探掃面統(tǒng)計資料顯示，自“六五”以來，區(qū)域化探完成646萬km2，1∶5萬化探完成121萬km2，更大比例尺化探完成11.8萬km2，三者的比例是83∶15.5∶1.5；自調查局成立以后，區(qū)域化探完成53.6萬km2，1∶5萬10萬km2，更大比例尺0.17萬km2，三者的比例是83∶16∶1，兩個時期的比例大體相同。從礦產勘查的角度說，1∶20萬以小比例尺工作是“戰(zhàn)略布局”，1∶5萬工作是“短兵相接”，更大比例尺工作才是“刺刀見紅”。

這里存在著一個區(qū)域地球化學資料的應用問題，十幾年的經驗表明，在1∶20萬的基礎上開展1∶5萬工作，效果是相當突出的，因此1∶5萬～1∶2.5萬大比例尺化探異常優(yōu)選和評價系統(tǒng)，是區(qū)域成果評價的繼承和延續(xù)，應作為一個發(fā)展方向和長期戰(zhàn)略任務來抓。

3.2 研制1∶5萬礦產快速評價技術

與1∶20萬工作相比，1∶5萬評價有其特殊性。由于工作區(qū)縮小，干擾因素和景觀特點變化，沿用內地的和區(qū)域上的工作方法可能會出現問題。東天山和岡底斯帶的試點評價工作表明，在一個成礦帶內，景觀有差異，工作方法不一，所獲資料的真實可靠性難以判定，給1∶5萬化探工作造成很大困難。與區(qū)域化探工作和更大比例尺化探工作相比，1∶5萬化探工作的難度要更大一些，應該有細致的方法技術研究。此外，1∶20萬化探測試了幾十種元素，檢查了幾萬個異常，但80%的精力放在了找金礦上，其余信息遠遠未能充分利用。由此可見對1∶5萬礦產快速評價技術還相當薄弱，在今后一段時間是需要重點解決的問題。

3.3 1∶5萬化探方法技術研究課題設置

對1∶5萬找礦，可以劃分三類地區(qū)進行研究。

（1）東部中低山丘陵區(qū)，工作雖相對容易，但并沒有完全搞清楚，只依賴于經驗模式，漏礦的可能性還是比較大的。（2）干旱半干旱荒漠區(qū)，主要指北部和西北部地區(qū)，所發(fā)現的面積大、含量低的異常應很好評價。（3）西部高寒深切割地區(qū)，這里的1∶5萬異常評價方法還不很成熟。

建議在三類地區(qū)各選3～5個省作試點，把1∶20萬評價得出的所有異常都做三級查證，做完以后再做1∶5萬工作，逐個進行評價。把1∶5萬工作階段取得的經驗向全國推廣，提高1∶20萬資料的利用程度。

3.4 隱伏礦勘查和危機礦山深部找礦

尋找隱伏礦是礦產勘查的熱點之一。近些年來，國內外正在積極研究深穿透地球化學找礦方法，識別大型和巨型礦的地球化學定量方法。就我國東部而言，雖然工作程度已較高，隨著工作深入和觀念更新，仍有可能找到新的隱伏礦床。危機礦山的深部找礦，也是一個急迫課題。在這方面，我們以往開發(fā)過不少技術，如原生暈、構造地球化學、熱釋汞、鹵素、相態(tài)分析等，實踐證明這些方法都是行之有效的。但是，這些研究工作進行得較為零散，缺乏系統(tǒng)和持續(xù)的研究和應用，應該采取措施繼續(xù)給予支持。有的專家提出，要加強方法技術的基礎研究，如原生暈的理論成因模型，似乎沒有認真研究過，沒有它，評價工作總是定性的，永遠不會是定量的，就不能像物探一樣搞正反演。

3.5 境內外礦產對比和勘查

近幾年，有些專家指出：應加強境內外礦產對比和勘查的問題研究。如彭齊鳴專家明確指出：我國化探技術位于國際領先水平，應加強境內外的對比研究工作，特別應注重與周邊國家，如蒙古、俄羅斯、哈薩克斯坦、東南亞等國家的化探交流和學習，加強與境內外化探工作的對比和方法技術研究。

4 結語

（1）應該把勘查地球化學數據共享作為一個戰(zhàn)略問題來對待。20世紀80年代以來我們積累了大量的化探數據，沒有得到很好的開發(fā)，難題之一就是沒有共享機制。建議劃分為三個層次進行：地調項目內部使用、國家使用、商業(yè)使用等，并在此基礎上制定相應的使用辦法，形成一個機制或制度。（2）規(guī)劃課題設立和成果評審應強調前瞻性、創(chuàng)新性，對那些“成果已經裝在口袋里”的項目，不應再予立項。（3）在化探的各個應用領域中，應從立項開始，鼓勵和引導化探與地質、物探、遙感及其它相關學科開展綜合研究。（4）化探人才建設亟需關注。一方面，學校培養(yǎng)的化探人才從事化探工作的比例很低（1∶30）；另一方面，基層化探人員的業(yè)務素質遠不能滿足工作要求。應擬定一個提高化探技術人員素質和知識更新的戰(zhàn)略計劃，包括對人員進行化探、物探、地質、環(huán)境知識的綜合培訓，提高職業(yè)道德素養(yǎng)。光靠規(guī)范和檢查不能完全解決問題。

參考文獻

[1] 廖世淼.地球化學勘查新技術研究[J].科技資訊，2014（5）.

[2] 孫秀英.隱伏礦床地球化學勘查新進展研究[J].科技創(chuàng)新導報，2014（12）.endprint

區(qū)域化探掃面統(tǒng)計資料顯示，自“六五”以來，區(qū)域化探完成646萬km2，1∶5萬化探完成121萬km2，更大比例尺化探完成11.8萬km2，三者的比例是83∶15.5∶1.5；自調查局成立以后，區(qū)域化探完成53.6萬km2，1∶5萬10萬km2，更大比例尺0.17萬km2，三者的比例是83∶16∶1，兩個時期的比例大體相同。從礦產勘查的角度說，1∶20萬以小比例尺工作是“戰(zhàn)略布局”，1∶5萬工作是“短兵相接”，更大比例尺工作才是“刺刀見紅”。

這里存在著一個區(qū)域地球化學資料的應用問題，十幾年的經驗表明，在1∶20萬的基礎上開展1∶5萬工作，效果是相當突出的，因此1∶5萬～1∶2.5萬大比例尺化探異常優(yōu)選和評價系統(tǒng)，是區(qū)域成果評價的繼承和延續(xù)，應作為一個發(fā)展方向和長期戰(zhàn)略任務來抓。

3.2 研制1∶5萬礦產快速評價技術

與1∶20萬工作相比，1∶5萬評價有其特殊性。由于工作區(qū)縮小，干擾因素和景觀特點變化，沿用內地的和區(qū)域上的工作方法可能會出現問題。東天山和岡底斯帶的試點評價工作表明，在一個成礦帶內，景觀有差異，工作方法不一，所獲資料的真實可靠性難以判定，給1∶5萬化探工作造成很大困難。與區(qū)域化探工作和更大比例尺化探工作相比，1∶5萬化探工作的難度要更大一些，應該有細致的方法技術研究。此外，1∶20萬化探測試了幾十種元素，檢查了幾萬個異常，但80%的精力放在了找金礦上，其余信息遠遠未能充分利用。由此可見對1∶5萬礦產快速評價技術還相當薄弱，在今后一段時間是需要重點解決的問題。

3.3 1∶5萬化探方法技術研究課題設置

對1∶5萬找礦，可以劃分三類地區(qū)進行研究。

（1）東部中低山丘陵區(qū)，工作雖相對容易，但并沒有完全搞清楚，只依賴于經驗模式，漏礦的可能性還是比較大的。（2）干旱半干旱荒漠區(qū)，主要指北部和西北部地區(qū)，所發(fā)現的面積大、含量低的異常應很好評價。（3）西部高寒深切割地區(qū)，這里的1∶5萬異常評價方法還不很成熟。

建議在三類地區(qū)各選3～5個省作試點，把1∶20萬評價得出的所有異常都做三級查證，做完以后再做1∶5萬工作，逐個進行評價。把1∶5萬工作階段取得的經驗向全國推廣，提高1∶20萬資料的利用程度。

3.4 隱伏礦勘查和危機礦山深部找礦

尋找隱伏礦是礦產勘查的熱點之一。近些年來，國內外正在積極研究深穿透地球化學找礦方法，識別大型和巨型礦的地球化學定量方法。就我國東部而言，雖然工作程度已較高，隨著工作深入和觀念更新，仍有可能找到新的隱伏礦床。危機礦山的深部找礦，也是一個急迫課題。在這方面，我們以往開發(fā)過不少技術，如原生暈、構造地球化學、熱釋汞、鹵素、相態(tài)分析等，實踐證明這些方法都是行之有效的。但是，這些研究工作進行得較為零散，缺乏系統(tǒng)和持續(xù)的研究和應用，應該采取措施繼續(xù)給予支持。有的專家提出，要加強方法技術的基礎研究，如原生暈的理論成因模型，似乎沒有認真研究過，沒有它，評價工作總是定性的，永遠不會是定量的，就不能像物探一樣搞正反演。

3.5 境內外礦產對比和勘查

近幾年，有些專家指出：應加強境內外礦產對比和勘查的問題研究。如彭齊鳴專家明確指出：我國化探技術位于國際領先水平，應加強境內外的對比研究工作，特別應注重與周邊國家，如蒙古、俄羅斯、哈薩克斯坦、東南亞等國家的化探交流和學習，加強與境內外化探工作的對比和方法技術研究。

4 結語

（1）應該把勘查地球化學數據共享作為一個戰(zhàn)略問題來對待。20世紀80年代以來我們積累了大量的化探數據，沒有得到很好的開發(fā)，難題之一就是沒有共享機制。建議劃分為三個層次進行：地調項目內部使用、國家使用、商業(yè)使用等，并在此基礎上制定相應的使用辦法，形成一個機制或制度。（2）規(guī)劃課題設立和成果評審應強調前瞻性、創(chuàng)新性，對那些“成果已經裝在口袋里”的項目，不應再予立項。（3）在化探的各個應用領域中，應從立項開始，鼓勵和引導化探與地質、物探、遙感及其它相關學科開展綜合研究。（4）化探人才建設亟需關注。一方面，學校培養(yǎng)的化探人才從事化探工作的比例很低（1∶30）；另一方面，基層化探人員的業(yè)務素質遠不能滿足工作要求。應擬定一個提高化探技術人員素質和知識更新的戰(zhàn)略計劃，包括對人員進行化探、物探、地質、環(huán)境知識的綜合培訓，提高職業(yè)道德素養(yǎng)。光靠規(guī)范和檢查不能完全解決問題。

參考文獻

[1] 廖世淼.地球化學勘查新技術研究[J].科技資訊，2014（5）.

[2] 孫秀英.隱伏礦床地球化學勘查新進展研究[J].科技創(chuàng)新導報，2014（12）.endprint

區(qū)域化探掃面統(tǒng)計資料顯示，自“六五”以來，區(qū)域化探完成646萬km2，1∶5萬化探完成121萬km2，更大比例尺化探完成11.8萬km2，三者的比例是83∶15.5∶1.5；自調查局成立以后，區(qū)域化探完成53.6萬km2，1∶5萬10萬km2，更大比例尺0.17萬km2，三者的比例是83∶16∶1，兩個時期的比例大體相同。從礦產勘查的角度說，1∶20萬以小比例尺工作是“戰(zhàn)略布局”，1∶5萬工作是“短兵相接”，更大比例尺工作才是“刺刀見紅”。

這里存在著一個區(qū)域地球化學資料的應用問題，十幾年的經驗表明，在1∶20萬的基礎上開展1∶5萬工作，效果是相當突出的，因此1∶5萬～1∶2.5萬大比例尺化探異常優(yōu)選和評價系統(tǒng)，是區(qū)域成果評價的繼承和延續(xù)，應作為一個發(fā)展方向和長期戰(zhàn)略任務來抓。

3.2 研制1∶5萬礦產快速評價技術

與1∶20萬工作相比，1∶5萬評價有其特殊性。由于工作區(qū)縮小，干擾因素和景觀特點變化，沿用內地的和區(qū)域上的工作方法可能會出現問題。東天山和岡底斯帶的試點評價工作表明，在一個成礦帶內，景觀有差異，工作方法不一，所獲資料的真實可靠性難以判定，給1∶5萬化探工作造成很大困難。與區(qū)域化探工作和更大比例尺化探工作相比，1∶5萬化探工作的難度要更大一些，應該有細致的方法技術研究。此外，1∶20萬化探測試了幾十種元素，檢查了幾萬個異常，但80%的精力放在了找金礦上，其余信息遠遠未能充分利用。由此可見對1∶5萬礦產快速評價技術還相當薄弱，在今后一段時間是需要重點解決的問題。

3.3 1∶5萬化探方法技術研究課題設置

對1∶5萬找礦，可以劃分三類地區(qū)進行研究。

（1）東部中低山丘陵區(qū)，工作雖相對容易，但并沒有完全搞清楚，只依賴于經驗模式，漏礦的可能性還是比較大的。（2）干旱半干旱荒漠區(qū)，主要指北部和西北部地區(qū)，所發(fā)現的面積大、含量低的異常應很好評價。（3）西部高寒深切割地區(qū)，這里的1∶5萬異常評價方法還不很成熟。

建議在三類地區(qū)各選3～5個省作試點，把1∶20萬評價得出的所有異常都做三級查證，做完以后再做1∶5萬工作，逐個進行評價。把1∶5萬工作階段取得的經驗向全國推廣，提高1∶20萬資料的利用程度。

3.4 隱伏礦勘查和危機礦山深部找礦

尋找隱伏礦是礦產勘查的熱點之一。近些年來，國內外正在積極研究深穿透地球化學找礦方法，識別大型和巨型礦的地球化學定量方法。就我國東部而言，雖然工作程度已較高，隨著工作深入和觀念更新，仍有可能找到新的隱伏礦床。危機礦山的深部找礦，也是一個急迫課題。在這方面，我們以往開發(fā)過不少技術，如原生暈、構造地球化學、熱釋汞、鹵素、相態(tài)分析等，實踐證明這些方法都是行之有效的。但是，這些研究工作進行得較為零散，缺乏系統(tǒng)和持續(xù)的研究和應用，應該采取措施繼續(xù)給予支持。有的專家提出，要加強方法技術的基礎研究，如原生暈的理論成因模型，似乎沒有認真研究過，沒有它，評價工作總是定性的，永遠不會是定量的，就不能像物探一樣搞正反演。

3.5 境內外礦產對比和勘查

近幾年，有些專家指出：應加強境內外礦產對比和勘查的問題研究。如彭齊鳴專家明確指出：我國化探技術位于國際領先水平，應加強境內外的對比研究工作，特別應注重與周邊國家，如蒙古、俄羅斯、哈薩克斯坦、東南亞等國家的化探交流和學習，加強與境內外化探工作的對比和方法技術研究。

4 結語

（1）應該把勘查地球化學數據共享作為一個戰(zhàn)略問題來對待。20世紀80年代以來我們積累了大量的化探數據，沒有得到很好的開發(fā)，難題之一就是沒有共享機制。建議劃分為三個層次進行：地調項目內部使用、國家使用、商業(yè)使用等，并在此基礎上制定相應的使用辦法，形成一個機制或制度。（2）規(guī)劃課題設立和成果評審應強調前瞻性、創(chuàng)新性，對那些“成果已經裝在口袋里”的項目，不應再予立項。（3）在化探的各個應用領域中，應從立項開始，鼓勵和引導化探與地質、物探、遙感及其它相關學科開展綜合研究。（4）化探人才建設亟需關注。一方面，學校培養(yǎng)的化探人才從事化探工作的比例很低（1∶30）；另一方面，基層化探人員的業(yè)務素質遠不能滿足工作要求。應擬定一個提高化探技術人員素質和知識更新的戰(zhàn)略計劃，包括對人員進行化探、物探、地質、環(huán)境知識的綜合培訓，提高職業(yè)道德素養(yǎng)。光靠規(guī)范和檢查不能完全解決問題。

參考文獻

[1] 廖世淼.地球化學勘查新技術研究[J].科技資訊，2014（5）.

[2] 孫秀英.隱伏礦床地球化學勘查新進展研究[J].科技創(chuàng)新導報，2014（12）.endprint