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《勘查地球化学》中国地质大学（北京）地球化学教研室《勘查地球化学》绪论2学时岩石地球化学测量4学时水系沉积物测量6学时土壤地球化学测量4学时水化学测量2学时气体地球化学测量2学时地气测量2学时生物地球化学测量1学时课程安排《勘查地球化学》偏提取技术2学时石油化探2学时地球化学数据库3.06学时GIS在化探中的应用2学时自学4学时课程安排勘查地球化学第一节绪论勘查地球化学早期称地球化学探矿，简称化探。由于近年来在理论上、方法上、技术上及效果上的迅速进展，它己具有独立的理论基础、专有的术语和工作方法，己经从一种单纯的直接找矿方法发展成为一间新兴的独立应用学科…勘查地球化学。由于地球化学找矿（化探）这一术语已深深扎根于专业文献及口语之中，所以，目前仍在延用。一概念勘查地球化学第一节绪论国内外的一些学者对地球化学找矿下过各种定义，其申比较有代表性的西方国家的定义是:“地球化学找矿是基于系统地测定天然物质的一种或数种化学性质的任何矿产勘查方法”。(H·E·Hawkes等，1962)。苏联学者认为，地球化学找矿是根据基岩及覆盖层中、地下水及地表水流中、植物中和壤中、气中的含矿物质不明显的微观分散晕以发现矿床的一种我矿方法(B·q·克拉斯尼科夫，1955)。现在，勘查地球化学（即地球化学找矿）是一种以地球化学异常作为主要研究对象，以矿产普查为主要目的，并兼顾其它基础地质研究的系统地球化学调查。一概念勘查地球化学第一节绪论实际上，勘查地球化学是通过采集各种介质样品，采用各种分析方法样品中元素或参数含量，研究地质体中元素或参数分布（地球化学背景和异常），来进行矿产普查或解决其它基础地质研究问题的地球化学调查。其理论基础（核心）是元素地球化学分散作用：一概念勘查地球化学第一节绪论勘查地球化学理论基础（核心）是元素的地球化学分散作用：一概念元素分散作用原生分散作用(岩石)表生分散作用(其它）岩石地球化学测量岩石地球化学测量定义以岩石为采样对象，通过研究岩石中化学元素分散、集中所形成的地球化学特征来进行矿产勘查的一种地球化学方法。概念第一章岩石地球化学测量应用条件基岩出露地区浅覆盖区(段)有工程揭露的地区应用范围在区域地质调查和矿产普查阶段：发现有利的含矿层或含矿构造，预测区域成矿远景;在矿区详查阶段：寻找盲矿、评价岩体含矿性和含矿构造、判断矿化体剥蚀深度。应用条件与范围第一章岩石地球化学测量找矿类型1、金、银、铜、铅、锌、砷、锑、汞、镍、钨、锡、铋等贵金属和有色金属2、铌、钽等稀有和稀土金属3、铬、钒、锰等黑色金属矿产的找矿工作应用条件与范围第一章岩石地球化学测量第一节地球化学背景与异常异常下限区分异常和背景的界限叫做异常下(上)限，也叫背景上(下)限，是根据背景变化按一定置信度所确定的异常起始值。确定异常下限方法：目视法（经验法）、长剖面法、直方图图解法、概率格纸图解法、计算法等。第一章岩石地球化学测量第一节背景与异常下限确定异常下限确定方法－目视法目视法适合于在地表或直接出露的强矿化地段应用。这些地区(段)地球化学异常往往非常发育，异常明显区别于背景，使人一眼就能看出。第一章岩石地球化学测量第一节背景与异常下限确定异常下限确定方法－长剖面法在地质观察基础之上的，以对比矿化地段与非矿化地段的元素含量变化曲线来确定背景值和背景上限的方法。在已知矿化地段做一条或几条通过矿化体的长剖面，使之延伸到无矿化地区。在无矿化地段元素含量波动范围的中间作一条平行于横坐标的直线，与纵坐标相交处即为背景值;在无矿化地段元素含量波动范围的顶部作一条平行于横坐标的直线，与纵坐标相交处即为背景上限。这一方法简单易行，但需要经验配合，并且仅适用于局部地区或矿区范围的化探工作。第一章岩石地球化学测量第一节背景与异常下限确定长剖面法051015202530Cu背景值异常下限第一章岩石地球化学测量第一节背景与异常下限确定异常下限确定方法－直方图法直方图图解法是建立于元素在地质体中成正态分布或对数正态分布的理论基础之上的。具体做法是将背景区样品含量由低到高按一定含量间隔分组，并统计各组样品的频数。再以元素含量为横坐标，样品频数为纵坐标绘制元素含量分布的频率直方图，再根据正态分布(或对数正态分布)曲线确定众数值和标准差的方法。用众数值代表背景值，从众数值的位置向右量取标准差的一定倍数(一般为2～3倍)确定背景上限。第一章岩石地球化学测量第一节背景与异常下限确定异常下限确定方法－直方图法05101520253035246.210162535Au0.6Pmax第一章岩石地球化学测量第一节背景与异常下限确定异常下限确定方法－概率格纸法概率格纸是一种特殊的坐标纸，它的纵坐标以正态分布积分函数值分度投影元素含量，由小到大对应的累积频率，横坐标以普通分度或对数分度投影样品的元素含量。如果研究对象是单一样品总体(如背景样品)，实测数据投影点应基本在一条直线上，这也是借以检验数据是否服从正态分布的方法。其中50%分位数又叫做研究对象的中位数，代表地球化学背景特征;84.1%分位数相当于平均值加一倍标准差;97.7%分位数相当于平均值加二倍标准差。第一章岩石地球化学测量第一节背景与异常下限确定异常下限确定方法－计算法计算法也是基于地质体中元素含量呈正态或对数正态分布基础之上的，采用统计学计算法用背景区的平均值(或几何平均值)和标准离差来反映元素的地球化学背景和异常下限。背景上(下)限的计算公式为:Ca=Co士kS注意：计算背景平均值时，要剔除高值点。第一章岩石地球化学测量第二节岩石地球化学异常的形成热液活动过程中，富含成矿组份和伴生组份的汽水热液在内外营力的作用下，沿一定的构造通道迁移。当外界条件在较短距离内发生比较剧烈的变化，迁移平衡被打破，各元素便在一定的空间部位沉淀析出。在形成矿体和蚀变带同时，形成范围更大的地球化学异常带迁移方式主要为渗滤作用和扩散作用第一章岩石地球化学测量第二节岩石地球化学异常的形成渗滤作用渗滤是指元素及其化合物在压力差的作用下随溶液运动而迁移的过程，所形成的岩石地球化学异常叫做渗滤晕扩散作用扩散是指热液体系存在浓度差的条件下，成矿成晕物质组份自动从高浓度区向低浓度区迁移过程第一章岩石地球化学测量构造因素断裂、破碎带、接触带、地层层理、不整合面、岩石的节理、片理和孔隙等构造空间即是含矿溶液迁移的通道，又是成矿物质沉淀成矿的有利场所，也是矿床原生晕形成的主要空间部位。构造对成矿成晕的控制不仅是一个被动因素，也是造成系统内部变化因素，是热液迁移运动的驱动力之一。第三节影响岩石地化异常发育的因素第一章岩石地球化学测量岩性因素1、围岩的物理、化学性质影响化学反应的发生。2、岩中矿物成分对蚀变类型有决定性影响，控制着原生晕中的元素组合。如由铁镁矿的岩石常常发生绿泥石化，微斜长石往往蚀变为绢云母。不同的蚀变矿物之间有着物理化学性能，如元素组成、吸附性能等，形成不同的元素组合。3、岩石的孔隙度和连通性。孔隙度大且连通性好，才有利于热液迁移、孔隙度小、连通性差，则不利于热液迁移和渗透，容易形成“隔挡层”。第三节影响岩石地化异常发育的因素第一章岩石地球化学测量矿液的性质热液中成矿元素的浓度，元素的迁移形式，热液体系的温度、压力等特征影响原生地球化学异常的形成。规模大的热液矿床总是形成规模较大的原生异常，这可用热液中成矿物质浓度较高或成矿作用时间长来解释。第三节影响岩石地化异常发育的因素第一章岩石地球化学测量第四节热液矿床岩石地化异常组分特征一、指示元素指示元素种类：成矿元素伴生元素运矿元素控矿元素第一章岩石地球化学测量第四节热液矿床岩石地化异常组分特征一、指示元素远程、近程指示元素由于元素活动性的差异，热液作用过程中元素的迁移有远有近。根据晕中指示元素浓集部位相对于矿体的空间距离关系，将指示元素分为近程指示元素和远程指示元素。第一章岩石地球化学测量第四节热液矿床岩石地化异常组分特征二、指示元素存在形式独立矿物矿石和蚀变矿物中的混入物矿物表面吸附或被孔隙水溶解第一章岩石地球化学测量第四节热液矿床岩石地化异常组分特征二、指示元素存在形式独立矿物Pb方铅矿Cu黄铜矿Hg辰砂第一章岩石地球化学测量第四节热液矿床岩石地化异常组分特征二、指示元素存在形式矿石和蚀变矿物中的混入物黄铁矿中镍闪锌矿中铬磷灰石中稀土元素第一章岩石地球化学测量第四节热液矿床岩石地化异常组分特征二、指示元素存在形式矿物表面吸附或被孔隙水溶解花岗闪长岩中Pb、Zn、Mo、U第一章岩石地球化学测量第四节热液矿床岩石地化异常组分特征三、指示元素组合含金石英脉矿床：As、Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Hg斑岩铜矿：Cu、Mo、Ag、W、Pb、Zn、Mn、As第一章岩石地球化学测量第五节热液矿床岩石地化异常形态特征一、原生晕形态及术语原生晕剖析前缘部分（前缘晕）尾部（尾晕）下邻（下盘晕）上邻上盘晕第一章岩石地球化学测量第五节热液矿床岩石地化异常形态特征一、原生晕内部结构异常的连续性051015202530Cu051015202530Cu连续性好异常连续性差异常第一章岩石地球化学测量第五节热液矿床岩石地化异常形态特征一、原生晕内部结构异常峰值051015202530Cu异常峰值第一章岩石地球化学测量第五节热液矿床岩石地化异常形态特征一、原生晕内部结构异常的均匀性051015202530Cu051015202530Cu均匀性好异常均匀性差异常第一章岩石地球化学测量第五节热液矿床岩石地化异常形态特征一、原生晕内部结构异常平均强度＝异常范围内某元素含量总和异常范围或地段里的样品总数第一章岩石地球化学测量第五节热液矿床岩石地化异常形态特征一、原生晕内部结构异常衬值＝异常强度背景平均值第一章岩石地球化学测量第五节热液矿床岩石地化异常形态特征一、原生晕外部结构线状异常和带状异常2002503003504004505005506006502002503003504004505005506006500.81.01.52.03.010.0292308324340356372388404420线湾阳河下沟郭米寺N衬值0400800米图16郭米寺—湾阳地区地气普查Cu异常图第一章岩石地球化学测量第五节热液矿床岩石地化异常形态特征一、原生晕外部结构等轴状与不规则状异常578950057905005791500AgCu513500514500515500578950057905005791500Pb513500514500515500Zn5001000150025354515030060050010001500ng/gg/gg/gg/g05001000mm(m)黑龙江西吉诺森林沼泽景观网格法土壤测量结果第一章岩石地球化学测量第六节热液矿床岩石地化异常分带特征一、浓度分带同一组分的含量在矿化中心或异常中心向外有规律变化的现象。为便于资料对比，一般采用内、中、外带三级划分岩石地球化学异常。一、浓度分带第一章岩石地球化学测量第六节热液矿床岩石地化异常分带特征二、组分分带原生晕中不同指示元素在空间分布上有规律变化的现象。垂向分带垂直方向上分带现象(标高)水平分带水平方向上分带现象。第一章岩石地球化学测量第六节热液矿床岩石地化异常分带特征二、组分分带矿床原生晕垂直分带最早由前苏联的卡布卢科夫等（1973等）在某铀矿床上观察到,远晚于矿床分带现象的发现（1936年，艾孟斯）。第一章岩石地球化学测量第六节热液矿床岩石地化异常分带特征二、组分分带原生晕分带的研究作为化探二十世纪70年代中期最重要的成果而载入史册，主要工作由苏联学者C.B.格里戈良完成。第一章岩石地球化学测量第六节热液矿床岩石地化异常分带特征二、组分分带轴向分带沿矿体轴向，即矿液运移方向上元素分带，渗滤作用所造成的分带；纵向分带顺矿体走向所反映的分带现象纵向分带垂直于矿体走向上的元素分带扩散作用造成的分带第一章岩石地球化学测量第六节热液矿床岩石地化异常分带特征二、组分分带轴向分带沿矿体轴向，即矿液运移方向上元素分带，渗滤作用所造成的分带；纵向分带顺矿体走向所反映的分带现象垂向分带垂直于矿体走向上的元素分