金屬礦產(chǎn)地球化學(xué)勘查方法的現(xiàn)狀與動向研究

鄧 浩，韋光平

（江西有色地質(zhì)勘查五隊，江西 九江 332000）

近年來，人們生活水平的提升促使現(xiàn)階段礦產(chǎn)需求量逐漸增大，推動金屬礦產(chǎn)地球化學(xué)勘查技術(shù)全面發(fā)展，形成較多的方法。地球化學(xué)勘查在有色、稀有等貴金屬礦產(chǎn)勘察方面具有較高的應(yīng)用價值，具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢，可以較為準(zhǔn)確的獲取相關(guān)的因素，明確各項元素的有效態(tài)活動分量指標(biāo)，為工作人員提供良好的輔助。

1 金屬礦產(chǎn)地球化學(xué)勘查常用的方法

1.1 水系沉積物地球化學(xué)測量法

水系沉積物地球化學(xué)測量法（Stream sediment geochemical survey）是現(xiàn)階段常見的方法，在應(yīng)用過程中具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢，可以精準(zhǔn)的開展各項工作，并且該方法與現(xiàn)階段的地表水系水化學(xué)測量被人們綜合的稱為地球化學(xué)測量（geochemical drainage survey)，在實踐應(yīng)用過程中不斷的改進(jìn)，以提升整體的勘測質(zhì)量。如現(xiàn)階段的采樣方式呈現(xiàn)出多元化，常見組合樣、隨機(jī)化、網(wǎng)格化、低密度以及超低密度采樣等，可以有效的減少誤差，做好樣品數(shù)量分析，克服外界因素產(chǎn)生的干擾。該技術(shù)在發(fā)展中不斷的進(jìn)行調(diào)整與分析，根據(jù)計外界的環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，以提升技術(shù)的適應(yīng)能力，達(dá)到測量的要求[1]。

1.2 土壤地球化學(xué)測量法

土壤地球化學(xué)測量法（Geochemical soil survey）也是常見的一種方法，在應(yīng)用過程中主要是通過測量土壤中的微跡元素進(jìn)行處理，分析其地球化學(xué)特征，及時發(fā)現(xiàn)與礦化相關(guān)的內(nèi)容，尋找到礦床。相對來說，該方法與景觀、地貌、氣候、土壤等因素存在明顯的關(guān)聯(lián)，深入進(jìn)行探討，以獲得相關(guān)的信息。例如在運(yùn)積層的土壤測量過程中，應(yīng)根據(jù)實際的有效性進(jìn)行分析，明確其區(qū)測的條件，分析該條件產(chǎn)生的影響，針對性的應(yīng)用，以提升整體的測量質(zhì)量[2]。

1.3 巖石地球化學(xué)測量

巖石地球化學(xué)測量法（Geochemical rock survey）是現(xiàn)階段常見的技術(shù)，在應(yīng)用過程中可以合理的測量巖石中含有的微跡元素含量，利用其數(shù)值來明確其呈現(xiàn)出的特征，及時發(fā)現(xiàn)與礦化存在的關(guān)系，合理的開展處理。該方法在應(yīng)用的數(shù)十年中不斷被創(chuàng)新改革，形成全新的技術(shù)體系，在元素分帶序列計算、截面深度侵蝕估算等方面可以合理的進(jìn)行探索，明確其實際情況，獲取精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息。近年來我國對該技術(shù)的應(yīng)用加強(qiáng)重視力度，并對其技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，如提出的“點(diǎn)線式”的采樣布局，提升了整體的適應(yīng)性，降低當(dāng)前的成本，實現(xiàn)快速的測量[3]。

1.4 地球化學(xué)樣品析法

該方法現(xiàn)階段的應(yīng)用方向較為廣泛，并且呈現(xiàn)出應(yīng)用多元化，可以在較多的環(huán)境中進(jìn)行測量，如在室內(nèi)的測量，運(yùn)用高精度的測量技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)入到測量的領(lǐng)域中，如X熒光光譜儀，全面進(jìn)行元素分析，標(biāo)志著我國地球化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制工作的開啟。當(dāng)前的多元素分析系統(tǒng)包含的內(nèi)容較多，如X 射線熒光光譜法、石墨爐原子吸收光譜法、比色法、火焰發(fā)射法、原子熒光光譜法等，可以為工作人員提供良好的輔助技術(shù)。在進(jìn)行野外測定過程中，為適應(yīng)野外環(huán)境產(chǎn)生的影響，現(xiàn)階段不斷對其技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，取得較為明顯的進(jìn)展。如現(xiàn)有的野外地球化學(xué)多元素分析系統(tǒng)，可以快速的進(jìn)行各項內(nèi)容分析，并利用各種輔助工具與設(shè)備高效的處理，提升現(xiàn)階段的測量效率[4]。

1.5 地球化學(xué)數(shù)據(jù)分析法

該方法在應(yīng)用過程中，主要是利用現(xiàn)階段的統(tǒng)計學(xué)與概率論的相關(guān)內(nèi)容建立數(shù)據(jù)模型，通過三維模型、數(shù)據(jù)庫、信息學(xué)、數(shù)學(xué)計算模擬以及地理信息系統(tǒng)等為基礎(chǔ)，從多個角度創(chuàng)新，做好整體的篩選，合理的開展優(yōu)化，將異常的信息篩選出來，實現(xiàn)信息的多元化處理，達(dá)到測量的目的。與地球化學(xué)數(shù)據(jù)分析法相關(guān)的知識理論較為復(fù)雜，需要進(jìn)一步的對技術(shù)開展創(chuàng)新，形成完整的體系，針對性的優(yōu)化，打造全新的模式，尋找出最合理的方法，實現(xiàn)異常元素的組合分析，利用其特征來反應(yīng)當(dāng)前的空間，獲取最終的評價指標(biāo)。如下圖為中沙首次合作地球化學(xué)勘查法，如圖1 所示。

圖1 中沙首次合作地球化學(xué)勘查法

2 金屬礦產(chǎn)地球化學(xué)勘查待完善的方法

實際上，在我國金屬礦產(chǎn)地球化學(xué)勘查過程中，還存在較多的方法具有較強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿Γ擃惙椒ǖ膬?yōu)勢較為明顯，但也存在明顯的不足，還需要進(jìn)一步的改進(jìn)完善，以提升方法的勘察質(zhì)量。

2.1 氣體地球化學(xué)法

氣體地球化學(xué)法（Gas geochemistry）出現(xiàn)于20 世紀(jì)30 年代，在出現(xiàn)后深受人們的重視，被應(yīng)用在測量以氣體形式存在以及遷移的各項指標(biāo)因素，如Hg，Rn，CO2，O2，SO2，CH4，H2S，COS，可以有效的明確其實際情況，具有較高的技術(shù)應(yīng)用價值。該方法在應(yīng)用過程中主要是利用氣體自身的穿透能力進(jìn)行處理，如蘇聯(lián)曾有效的利用現(xiàn)階段的野外快速氣體分析儀測量土壤中各種元素的含量，如二氧化碳、氫氣等，通過綜合的氣體研究來分析減少氣態(tài)組分、不連續(xù)波動，滿足現(xiàn)階段的需求。但在實際的應(yīng)用過程中，該其技術(shù)容易受到外界因素的干擾，如氣候因素、景觀因素、土壤因素以及微生物因素等，還需要根據(jù)實際情況進(jìn)一步的處理，由此現(xiàn)階段由于該技術(shù)的結(jié)果觀測問題，導(dǎo)致其方法至今尚未進(jìn)入常規(guī)化行列，還需要進(jìn)一步的創(chuàng)新[5]。

2.2 生物地球化學(xué)法

生物地球化學(xué)法（Biogeochemistry）出現(xiàn)于20 世紀(jì)70 年代，可以根據(jù)實際情況深入的分析相關(guān)的深層次礦化信息，進(jìn)而該技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在特殊景觀地區(qū)，該類地區(qū)常見較厚的覆蓋層，如深林、黃土、草原、荒漠等，整體的測量難度較大，實現(xiàn)整體的優(yōu)化，達(dá)到測量的目的。但受植物種類、多樣性等因素影響，其采樣實驗較為復(fù)雜，在采樣、分析以及異常等方面還存在較大的難度，導(dǎo)致該技術(shù)至今還無法常規(guī)應(yīng)用，需要進(jìn)一步的創(chuàng)新，以保證其發(fā)揮出自身的技術(shù)優(yōu)勢[6]。

2.3 水化學(xué)法

水化學(xué)法（Hydrogeochemistry）在應(yīng)用過程中主要是通過自身的優(yōu)勢采集地表水或者地下水，對水中的微跡元素進(jìn)行分析，以明確與礦化相關(guān)的異常，尋找礦床。例如在我國吉林省的南部玄武巖覆蓋區(qū)域通過該技術(shù)的應(yīng)用分析，進(jìn)行巖石地球化學(xué)剖面、壤中氣汞氣測量過程中開展追蹤評價，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)了相關(guān)的金礦氣化體。但該方法在應(yīng)用過程中還存在明顯的不足，如該方法受到地域分布因素的限制，并且容易受到季節(jié)性的變化影響，最終影響測量效果。

3 金屬礦產(chǎn)地球化學(xué)勘查迅速發(fā)展的深穿透法

進(jìn)入到二十一世紀(jì)，各個國家逐漸加強(qiáng)對礦產(chǎn)的重視力度，積極對相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新，產(chǎn)生較多先進(jìn)的方法，如電化學(xué)法，該方法與有機(jī)質(zhì)相結(jié)合，測量金屬的活動態(tài)，形成較多的技術(shù)，該類方法被稱為深穿透地球化學(xué)法（Deep penetration geochmistry）。

3.1 地氣法

地氣法（NAMEG）該方法主要是利用地殼中垂直向上的產(chǎn)生的細(xì)微氣流進(jìn)行測量，其氣流攜帶較強(qiáng)的化學(xué)性納米級金屬顆粒，化學(xué)性較強(qiáng)，通過在對比在有機(jī)環(huán)境與地表氧化形成的顆粒對比明確其異常，進(jìn)而獲得勘察信息，通常被廣泛的應(yīng)用在隱伏礦化或者深部礦，具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢。該技術(shù)在20 世紀(jì)80 年代被提出，具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢，可以不受地表巖石、生物以及植物因素的影響，甚至可以應(yīng)用在較為特殊的沙漠、戈壁、草原、平原等場所，具有較高的技術(shù)應(yīng)用價值。該方法主動的測量現(xiàn)階段的地表大氣，合理的進(jìn)行大規(guī)模的測量，各個國家均合理的應(yīng)用其技術(shù)，以滿足實際的需求。如德國、美國、蘇聯(lián)、法國以及我國等積極的應(yīng)用該技術(shù)，從多個角度創(chuàng)新，明確其技術(shù)原理，獲取高質(zhì)量的數(shù)據(jù)信息，達(dá)到最終的目的。

3.2 活動態(tài)偏提取法

活動態(tài)偏提取法（Partial extraction of mobile forms）出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，被廣泛的應(yīng)用，利用溶劑的優(yōu)勢溶解離子態(tài)或者化合態(tài)的金屬，在特定的狀態(tài)下具有較高的應(yīng)用意義。例如，現(xiàn)階段的活動態(tài)測量法可以靈活運(yùn)用水、樹脂、活性炭、有機(jī)物等優(yōu)勢進(jìn)行處理，獲得相關(guān)的活動態(tài)金屬，以達(dá)到測量的目的。活動態(tài)金屬離子法也是常見的技術(shù)，在應(yīng)用過程中主要是通過弱酸或者酶來提取相關(guān)的活動態(tài)金屬離子，將其應(yīng)用在礦床上具有較強(qiáng)的技術(shù)價值。酶浸析法也是常見方法，該方法常見于美國，主要是利用現(xiàn)階段的氧化還原內(nèi)容來提出相關(guān)的元素，達(dá)到勘察的目的。

4 結(jié)論

綜上所述，在當(dāng)前的時代背景下，地球化學(xué)法被廣泛的應(yīng)用，可以有效的進(jìn)行金屬礦產(chǎn)勘察，利用技術(shù)優(yōu)勢尋找深埋的礦產(chǎn)，以滿足人們的需求。但在發(fā)展中部分技術(shù)還存在明顯的不足，需要進(jìn)一步的創(chuàng)新，優(yōu)化傳統(tǒng)的不足，促使地球化學(xué)勘查技術(shù)性提升，取得突破性的進(jìn)展，逐漸向元素活動態(tài)方向發(fā)展，降低外界因素產(chǎn)生的影響，如森林、沼澤、黃土、高寒地區(qū)等，全面開展數(shù)據(jù)采集，滿足實際的需求。