金属矿产勘查技术发展现状与思考.pdf

第 1 7卷 第 3期 2 0 0 2年 9月 5 4 0～5 5 0 地球物理学进展 PROGRES S I N GEOPHYS I CS Vo 1 ． 1 7 No． 3 S e p t ． 2 0 02 金属 矿 产 勘 查 技 术 发 展 现 状 与 思 考 陈永 清 ， 夏庆 霖 1 ． 中国地 质调查 局发 展研 究 中心 ， 北 京 1 0 0 0 8 3 ； 2．中 国地质 大学 ， 武 汉 4 3 0 0 7 4 [ 摘 要 】 近 年 来 ， 以 寻找 金属 矿 产 为 目的 发展 起 来的勘 查新技 术 可概 括 为 1 以 寻找 隐 伏 矿 为 目标 的 覆盖 区地 球 物理 勘查 技 术 ， 其 中 包括 “ 三 维地 震” 和“ 高光 谱 遥 感” 技 术 ； 2 地球 化 学勘 查 新 技 术 ， 其 中 包括“ 深 穿透 地球 化 学技 术” 、 “ 地 球 化 学信 息的 综合 解释 和地 球 化 学填 图技 术” ； 3 “ 找 矿 信 息提取 和 综合” 技 术 等 ． 限 于篇 幅 ， 本 文仅 对 地 球 化 学勘 查新 技 术 的研 究 现 状进 行 了 分析 ， 同 时对 下列 问题 进行 了思考 1 在 一 个地 区开展 地球 化 学找 矿 工作 首 先要 确 立合 适的 取 样 介质 ， 取 样 介 质 的确 立应 以 查明 成矿 成 晕元 素的 形 成机 制 和赋 存 状 态 为 基 础 ； 2 加 强不 同景观 条件 下不 同矿 种和 不 同矿床 类 型 的 异 常 特 征 和 异 常模 式研 究 ， 建 立 区 分矿 异 常和 非 矿 异 常 的模 式识 别模 型 ； 3 加 强不 同景 观地 质 务件 下 ， 不 同勘 查 尺度 的地球 化 学填 图技 术研 究 ， 以 实现迅 速 掌握 全局 ， 逐 步 缩 小 靶 区 的 找 矿 战 略 ； 4 加 强 地 球 化 学 信 息 与 地 质 、 地 球 物 理 和 遥 感 信 息 相 结 合 的 信 息 综 合 技 术 的 研 究 。 应 用 综 合 信 息 定 量 圈 定 和 评 价 找 矿 靶 区 ， 减 少 矿 产 勘 查 的 不 确 定 性 ． [ 关键 词 ] 金 属矿 产勘 查 ； 隐伏矿 预 测 ； 综合 找 矿信 息 [ 中图分 类 号 ] P 6 2 4 [ 文献标 识 码 ] A [ 文章 编号 ] 1 0 0 4 ． 2 9 0 3 2 0 0 2 0 3 0 5 40 1 1 近年来 ， 金属矿产勘查技 术伴 随着探测技术 、 测试技 术和计算 机技术 的进步 而得到 了迅 速发展 ， 譬如“ 三维地震技术 l 1 l ， ’ 、 “ 高光谱遥 感技 术l 2 l ，’ 、 “ 深 穿透 地球化 学技 术l 3 l ，’ 、 “ 找矿信 息提取 和综合技 术 J ， ’ 以及“ 地球化 学填图技 术l 5 J ， ’ 等 ． 限 于篇 幅 ， 文 章根 据近年 来 国际矿 产 勘 查 学 术 讨 论 会 信 息 ， 结 合 有 关 杂 志 ， 重 点 分 析 以 寻 找 金 属 矿 产 为 目的地 球 化 学 勘 查 技 术 现 状 ． 主 要 内容 包 括 1 以 寻 找 隐伏 矿 为 目标 的 覆 盖 区 地 球 化 学 勘 查 ； 2 元 素 的 赋 存 状 态 和 地球 化学性质研究 ； 3 地球化学 信息 的综合解 释 ； 4 区域地 球化学填 图 ． 1 以寻 找 隐伏 矿 为 目标 的覆 盖 区地 球 化学 勘 查 这一领域 主要包 括 1 取样介质研究 和应用 ； 2 找 矿信息 的偏提取技 术 ； 3 酶提 取技 术 ； 4 深 穿 透 地 球 化 学 技 术 ． 1 ． 1取 样 介 质 研 究 和 应 用 澳大利亚学者 A．P w a等 1 9 9 9 在 澳大 利亚 新南 威 尔 士 C o b a r地 区应 用 风化 层 R e g o l i t h 中的酸不溶物作为取样介 质 寻找金 和 贱金 属矿 床 ． 他们 在 C o b a r 地 区 的 Mc k i n n o n s和 Wa g g a T a n k矿床及其勘探 区 ， 将风化层 样 品 中酸不 溶物 先后用 王水 和硫 酸处理 后作 为取 样 介质 以确 定围绕金和贱金属 矿化的地 球化学 标 志 g e o c h e m i c a l s i g n a t u r e s ． 研 究 表 明 0 3 由石 英 、 燧石和少量 云母组 成这些不溶残 留物保 留了与矿化 和蚀 变事件 有关 的初始 地球 化学 特 征 ． ②C o a r 地 区的金 和贱金属矿床产在早 泥盆纪碎屑沉积岩 和火 山碎屑沉积岩 中 ， 常见 的蚀 变 类 型 是 硅 化 和带 有碳 酸 盐 化 和 绢 云母 化 的 绿 泥 石 化 ． 在 风 化 层 内 ， 粘 土 矿 物蚀 变 是 最 有 意 [ 收稿 日期 ] 2 0 0 1 ． 0 8 1 9 ； [ 修 回 日期 ] 2 0 0 2 ． 0 2 2 0． [ 基金 来源 ] 国家“ 十五” 攻 关课J 2 0 0 1 B A 6 0 9 A 02 和 国土 资源部 重点 基础研 究项 目 1 9 9 9 0 5 I合 资助 ． [ 作者 简 介] 陈 永清 。 男 。1 9 6 0年生 。 教 授 。 1 9 9 4年 毕业 于 长春地 质学 院数 学地质 专业 。 获博 士学 位 ． 现主要 从事 矿产 资源 勘 查评 价工作 ． 维普资讯 3期 陈 永清 ， 等 金属 矿产 勘查 发 展现 状 与思考 ‘ 5 4l ‘ 义的 ． ③在勘查 区 ， 风化剖 面厚 度 大约 8 0～1 0 0米 ， 风 化层 主要组 成 矿物 是 石英 、 粘土 矿 物 主 要 是 伊 利 石 、 白云 母 、 黄 铁 矿 和 赤 铁 矿 ， 其 他 物 质 有 残存 含 铁 层 、 富 高 岭 土 带 、 含 铝 土 矿 一 黄钾 铁 钒 和 针 铁 矿 腐 殖 土 等 ． ④ 在 岩 石 和 风 化 层 元 素 的 分 布 上 ， Mc k i n n o n s和 Wa g g a T a n k矿 床 具 有 类 似 的地 球 化 学 特 征 ， 并 存 在 两 组 有 意 义 的元 素 组 合 ． 第 一 组 c u 、 z n 、 P b 、 N i 、 A s 、 Mo 、 A g 、 s b 、 B a 、 B i 和 w 是 与 矿 有 关 的 并 环 绕 矿 化 带 和 矿 化 带 内富 集 分 布 ； 第 二 组 K、 F e 、 c a 、 ． r i 、 Mn 、 C 1 、 G a 、 R b 、 S r 、 Z r 、 Y、 V、 A 1 、 N a 、 Mg 、 T 1 和 F 在 矿 化 带 附 近 和 周 围 的 岩 石 和 风 化 层 中 的 酸 不溶 物 中通 常 是 贫 化 的 ． 某 些 元 素 像 K、 A l 、 c a 、 N a 、 R b和 s r 等 的贫 化 被 认 为 由于 后 期 硅 化 交 代 了长 石 和 云母 使 其 从 热 液 系统 中流 失 ． 尽 管 经 历 了 风 化 作 用 ， 但 这些 特 征 被 认 为是 原 生 地 球 化 学 分 散 的结 果 ． 研 究 结 论 表 明 经 王 水 3 HC 1 1 H N O 3 和 H 2 S O 4相 继 处 理 后 的样 品 中 的 酸 不 溶 物 主 要 由石 英 、 燧 石 和 微 量 的云 母 组 成 ， 这 些 残 留 物 能 被 用 于 在 高 度 风 化 的 区 域 识 别 与 金 和 贱 金 属 矿 化 有 关 的地 球 化 学 晕 ． 巴 西 学 者 M．L ．C o s t a等 1 9 9 9 7 J 对 巴西 C a r a j a s 地 区 砖 红 土，崩 积 层 ，红 土 型 铁 壳 和 铁 帽 中 的 A u A s B 一 c u 一 s n w 地 球 化 学 组 合 对 原 生 矿 识 别 的 重 要 性 进 行 了 研 究 ． 研 究 区 发 育 红 土 建 造 ， 并 被 发 育 于 热 湿 赤 道 气 候 条 件 下 稠 密 雨 林 所 覆 盖 ， 基 岩 由 太 古 代 高 级 变 质 地 体 、 绿 岩 带 和 构 造 后 花 岗 岩 组 成 ． 富 金 铁 帽 赋 存 于 红 土 层 ． 金 被 发 现 于 红 色 砖 红 土 ， 铁 壳 ， 铁 帽 和崩 积 层 中 ． 为 了 查 明 这 些 物 质 作 为地 球 化 学 取 样 介 质 指 示 原 生 矿 存 在 的能 力 ， 在研 究 区 实施 了 多 元 素 地 球 化 学 测 量 用 不 同 方 法 分 别 测 试 了 2 7种 元 素 ． 根 据 表 层 物 质 的性 质 ， R 型因子分析签别 出几种 元素组合 A s C u Mn P b B A u W F组 合对应 于赋存在砖红 土 、 铁壳 和 崩 积 层 中 的元 素 的原 生 组 合 特 征 ；C r ． V ． G a ． Mo ． N i Z n S e ． S c ． Hg ． S n C 1 一 Y ． Z r 组 合 反 应 了 一 般 的 红 土 演 化 特 征 ． 结 论 表 明 砖 红 土 与 崩 积 物保 留 了 隐 伏 原 生 矿 的 地 球 化 学 特 征 和 信 息 ， 它 们 能 被 用 作 理 想 的 找 矿 取 样 介 质 ． 澳 大 利 亚 学 者 K． M． S c o t t 等 1 9 9 9 l 8 』 在 “ 澳 大 利 亚 中 维 多 利 亚 G o o r n o n g S o u t h金 矿 床 及 其 对 隐伏 矿 勘 查 的启 示 ” 一 文 中 ， 对 至 少 在 5 m厚 的运 积 物 覆 盖 层 之 下 的 G o o r n o n g S o u t h金 矿 化 的研 究 为 中维 多 利 亚 运 积 物 覆 盖 区 矿 产 勘 查 提 供 了 良 好 的 案 例 ． A u矿 化 与 A s 、 s b和 w 有 关 ， 且 A u和 A s 在 腐 岩 中 的 丰 度 分 别 1 0 p p b和 1 0 0p p m 足 以 圈 定 出 矿 化 体 ． 这 些 元 素 的分 散 晕 产 在 上 覆 的 冲 积 层 中 ， 但 其 产 出模 式 是 多 样 的 ． 金 富 集 于 表 层 土 富 粘 土 的 细 粒 一6 3 m 部 分 ， 而 A s富 集 于 粗 粒 2 m m 的含 铁 部分 ． 这 些 元 素 在 土 壤 中 的 异 常 是 风 化 基 岩 中异 常 的 2倍 ． 由于 土 壤 的细 粒 部 分 可 能 遭 受 风 成 物 质 污 染 ， 因 此 对 该 区 浅 覆 盖 层 区 ， 粗 粒 部 分 可 能 是 最 经 济 实 用 的取 样 介 质 ． 在 中维 多利 亚 的 一 些 区 域 ， 机 械 分 散 可 能 比热 液 分 散 更重要 ． 在深覆盖 区域热液分散可能是 主要 的分 散作用 ， 这还有 待于进一步检验 ． 总 之 ， 1 在 G o o r n o n g S o u t h金 矿 化 区 ，A s ， s b和 w 与 A u矿 化 有 关 ． 2 在 风 化 层 样 品 中 A u和 A s 的 丰 度 是 风 化 岩 石 和 运 积 物 中有 用 的指 示 元 素 ． 3 A u优 先 浓 集 在 土 壤 富 粘 土 的 细 粒 部 分 ， 而 A s 则 优 先 浓 集 在 土壤 富 含 铁 质 的粗 粒 部 分 ． 土 壤 中 粗 粒 部 分 上 述 元 素 产 生 的 异 常 在 规 模 上 是 其 基 岩 异 常 的 二 部 ， 因 此 ， 粗 粒 部 分 是 覆 盖 区区 域 勘 查 的 良好 介 质 ． 澳 大 利 亚 学 者 K． G．Mc Q u e e n等 1 9 9 9 9 J 对 南 澳 大利 亚 风 化 碳 酸 盐 堆 积 的 性 质 和 分 布 以 及 它 们 在 地 球 化 学 勘 查 中作 为 取 样 介 质 的 潜 力 进 行 了研 究 ． 风 化 碳 酸 盐 岩 堆 积 广 布 于 奥 洲 大 陆 的 南 部 ， 并 作 为 取 样 介 质 成 功 地 应用 于 Y i l g a r n和 G a n w l e r 克 拉 通 的 金 矿 勘 查 ． 碳 酸 盐 岩 中 A u的组合既可指示 区域异常亦可指示局 部异 常 ． 风化 碳酸盐 岩堆 积物 在研究 区对 A u 维普资讯 542 地球物理学进展 l 7卷 和 含 A u多 金 属 矿 化 都 是 一 种 重 要 的 勘 查 技 术 ． 当 制 订 取 样 战 略 和 区 域 以 及 局 部 异 常 下 限 时 ， 需 要 考 虑 碳 酸 盐 岩 地 貌 学 、 矿 物 学 、 以 及景 观 环 境 的 变 化 性 ； 考 虑 碳 酸 盐 岩 成 因和 分 散 途 径 ． 在 应 用 该 技 术 之前 ， 应 进 行 定 向 调 查 研 究 ． 研 究 结 论 表 明 1 风 化 碳 酸 盐 岩 堆 积 物 在 西 新 威 尔 士 半 干 汗 地 区能 被 用 于 寻 找 A u的取 样 介 质 ． 2 在 C o b a r 地 区 风 化 碳 酸 盐 岩 中 ， A u的 区域 异 常 显 然 反 映 了 A u在 碎 屑 物 和 地 下 水 中 有 意 义 的 侧 向分 散 ． 这 种 宽 阔 的 异 常 能 被 用 于 圈 定 矿 化 区 的 勘 查 靶 区 ． 加拿大学者 G．M e l o ，J r 等 1 9 9 9 0 l 对 巴西 北 东部半 干汗条 件下 水 系沉积 物 中金及其 组 合 元 素 的 分散 晕 进 行 了研 究 ． 在 巴西 半 干 旱 的 北 东 地 区 开 展 了 找 寻 金 矿 化 的 水 系 沉 积 物 定 向测量 ． 在 源头的金矿 化 以厘米 至米 厚的含金硫化物石英 脉产 出 ． 含 金硫化物石英 脉位于 N N E ． S S W 向的 剪 切 带 中 容矿 岩 为 矽 线 石 一石 榴 子 石 一黑 云 母 片 岩 ． 采 样 在 夏 季 河 流 干 枯 的 时 候 进 行 ， 在 每 个 采 集 站 ， 采 集 3 ～5处 高 能 量 组 合 样 品 ， 粒 度 一2 mm． 在 实 验 室 中 ， 样 品 被 干 筛 至 一20． 5 0 0 mm，一0 ． 5 0 00． 1 8 0 m，一0 ． 1 8 0 m m0． 1 0 6 mm，一0． 1 0 60． 0 6 3 m m和 一 0， 0 6 3 m m 部 分 ． 所 有 小 于 5 0 0 m m部 分 被 分 析 A u ，A s ，H g ，S b ，C d ，C o ，C u ，F e ，P b和 z n ． 金 异常表现为顺 流衰减模 式 ， 在 1 ． 3 k m，金从 4 05 5 p p b降低至 5 p p b． 异常顺流分散模式 被观测对 A s 、c u 、P b 、z n 、c o和 c d在所分析 的所 有粒 度部 分对金 来说 顺 流延 伸 3 k m存 在 很 少 的 不 规 则 性 ，限 制 了研 究 沉 积 物 粒 度 部 分 的 数 据 表 明 ， 金 的 分 布 与 沉 积 物 密 切 相 关 ， 当 一0． 0 6 3 m m部 分物质增加时金的浓度 降低 ，而其 它贱金 属元 素则不存 在这 种尖 系 ． 基于 上 述 报 道 的 结果 ，在 干 旱 地 区深 部 风 化 层 的 有 限 发 展 和水 系 盆 地 内细 粒 物 质 的 滞 流 隐 藏 了 金 的 长 分 散 流 的 发 展 ， 在 这 种 情 况 下 淘 洗 浓 集 重砂 和 探 途 元 素 的重 要性 可 能 会 增 加 ． 结 论 表 明 ， 在 巴西 北 东 部 半 干 旱 季 节 性 河 流 中 一0 0 6 3 m m沉 积 物 部 分 比 更 粗 部 分 给 出 了 更 强 的 A u 和探途元 素的异常分散 2 ． 5 k m ． 分散异 常 的差异性 可 能源 于作 为 重砂物 的金 和样 品细 粒 部分 的 反相关 关 系 ． 探 途元 素随样 品 中细粒部 分丰度 的增 加而增 加 ， 但 在水 系盆 的下游 部 分 ， 金 异 常 逐 渐 被 稀 湿 ． 加 拿 大 学 者 K． A．L a u r u s 等 1 9 9 9 l- 1 l _ 对 加 拿 大 N u n a v u t 地 区 冰 积 物 和土 壤 中 的金 分 布进 行 了 研 究 ． 金 矿 化 在 表 生 沉 积 物 中 表 现 为 两 种 截 然 不 同 的 金 异 常 1 区 域 冰 积 物 中 的 弱 金 异 常 5～6 5 p p b ， 异 常 带 自矿 床 向 冰川 移 动 方 向 可 延 伸 2 k m； 2 最 强 烈 的 异 常 发 生 在矿 化 带 附 近 ， 由冰 缘 作 用 形 成 冻 胀 ， 融 冻 泥 流 作 用 ， 土 流 作 用 ， 冰 缘 作 用 仍 在不断 的修 改和重新分布 富金的风化岩层 ． 在 区域 冰碛物局部矿 床中 ， 大 部分金寄居在 2 5 m运 积 物覆 盖 区 ， 在 矿 化 上 方 亦 有 强 土壤 A u异 常 1 5 5 p p b ， 但 A u的溶 解 度 低 于所 有 其 他 的富 碳 酸 盐 土壤 ． 这 些 异 常 可能 源 于 含 A u碎 屑 的 机 械 搬 运 ． 河 流 水 系 聚集 了 M n氧化 物 和 非 品质 F e氧 化 物 ， 它 们 通 常 富 集 多 种 微 量 元 素 ． 这 就 导 致 主 要 土 壤 异常 ， 使 用选 择性 或偏提取可 以提 高异常的强度 ， 但 显然 这些异 常与埋 藏 A u矿化 有 关 ． 运 积覆盖物 的厚度 显示 出特别 的意义 ， 厚度 大于 1 0 m的运积 物覆盖 区在地 表并不 显示 与矿 化 有 关 的 A u异 常 ． 结论 表 明 通 常 偏 提 取 显 示 了 假 正 异 常 ， 没 有 能 力 显 示 埋 藏 矿 化 ． 在 Y i l g a r n地 盾 运 积 物 覆 盖 区 ， 偏 提 取 对 A u勘 查 没 有 能 提 供 任 何 优 势 ． 在 研 究 区 ， 偏 提 取 在 埋 藏 矿 床 定 位 方 面 ， 仅 在 常 规 方 法 有 效 的地 方 取 得 了成 功 ． 尽 管 偏 提取 方 法 提 高 了异 常 衬 度 和 异 常 的敏 感 性 ， 但 对 在 运 积 物 覆 盖 区 A u勘 查 没 能 提 供 实 质 性 的 优 势 ． 1 ． 3酶 提 取 技 术 酶提取技术 E n z y m e l e a c h 是 由 J ． R． C l a r k等于 2 0世 纪 8 0年代末 和 9 0年代初研制 出的 一 种 利 用 葡 萄 糖 氧 化 酶 提 取 矿 物 颗 粒 表 面 的 非 晶质 锰 的 氧 化 膜 寻 找 隐 伏 矿 的方 法 ， 最 初 被 用 于 探 测 B层 土 壤 中 的及 敏 感 地 球 化 学 异 常 ． C l a r k 1 9 9 9 _ l J 在 “ 用 于 矿 产 和 石 油 勘 查 酶 提 取 数 据 解 释 的 概 念 和 模 式 ” 一 文 中对 近 年 来 的研 究 成 果 进 行 了 系统 总 结 ． 由于 其 异 常 模 式 完 全不 同于传 统的地球化学数据 ， 因此 ， 作者强调模式识别是合理解 释酶提取数据 的关键 ． 许 多 矿 床 被 深 埋 于诸 如 湖 积 层 或 更 年 轻 的 火 山 岩 等 厚 层 覆 盖 物 之 下 ， 另 一 种 情 况 是 矿 体 或 油 储 处 于 地 表无 任何 迹 象 显 示 的岩 层 深 处 ． 但 在 一 定 的地 质 时 间 内 ， 与下 伏 矿 体 有 关 的 极 少 量 痕 量 元 素 能 通 过各 种 机 制 运 移 到 地 表 ， 并 趋 向 于被 沉 淀 于 土 壤 中 的 矿 物 颗 粒 上 的各 种 氧化物所捕获 ． 在这些捕 获痕量 元素陷阱 中， 最有效 的一种就是非 品质 M n O ， ， 它仅 占土壤 中 锰 的氧 化 物 总 量 的 一 小 部 分 ． Mn O 的 非 品 质 沉 淀 物 对 能 够 迁 移 到 地 表 的 各 种 阴 离 子 、 阳 离 子 和 极 性 分 子 应 该 是 一 种 非 常 有 效 的捕 捉 陷 阱 ． 由 于这 种 捕 捉 物 质 的效 力 ， 酶 提 取 异 常 的 定 位 通 常独 立 于 土 壤 中 可 被 提 取 的 量 ． 酶 提 取 是 利 用 酶 催 化 反 应 选 择 性 溶 解 土 壤 中 Mn O ， 最活泼 的形式 ， 即化 合物的非晶质形式 ． 因此 ， 样 品中非常少量 的 Mn O 被溶解 ， 且 在提 取液 中 出现 痕 量 的 H O 有 助 于 降 低 F e的 溶 解 度 ． 由于 这 种 选 择 性 ， 被 确 定 的许 多 痕 量 元 素 的 背 景 提 取 浓度 低 至 1 0～9数 量 级 ． 这 样 ， 异 常 对 背 景 具 有 显 著 的衬 度 ． 形 态 上 ， 存 在 三 种 可 辨 认 的异 常 形式 1 晕 异 常 h a l o a n o m a l i e s ； 2 顶 置 异 常 a p i c a l a n o m al i e s ； 3 组 合 异 常 c o m b i n a t i o n ． 成 因 上 ， 亦 存 在 三 种 类 型 a 氧 化 异 常 有 时 涉 及 到 氧 化 晕 ， 在 那 里 形 成 形 态 晕 o x i d a t i o n a n o m a l i e s ； b 扩散 异常 d i f f u s i o n a n o m a l i e s ， 起 源于高度浓 集源 的逐 步动力 分散 ； c 机 械／ 水 成 分 散 异 常 m e c h a n i c a l ／ h v d mm o r p h i c d i s p e r s i o n a n o m a l l e s ． 氧化异常可能是 由发育于地下还原体顶 部 的非 常敏感 的电化学元 所 引起 ． 这种 异常 的 维普资讯 54 4 地球物理学进展 1 7卷 特 征 是 对 一 套 元 素 ， 即“ 氧 化 套 ” ， 其 中包 括 C l 、 R r 、 I 、 A s 、 S b 、 Mo 、 W 、 R e 、 S e 、 T e 、 V、 U、 和 rI 1 h等 具 有 很 高 的衬 度 值 ． 稀 土 元 素 亦经 常 伴 生 于氧 化 套 元 素 中 ． 在 同 样 的 土 壤 样 品 中 ， 贱 金 属 亦 能 形 成 异 常 ， 但 通 常 具 有 很 低 的 衬 度 ． 异 常 衬 度 常 常 是 非 常 明 显 的 ， 在 某 些 情 况 下 超 过 背 景 的 5 0倍 ． 氧 化 异 常 通 常 围绕 埋 藏 的还 原 体 形 成 非 对 称 晕 或 偏 置 晕 ， 晕 内 中 心 低 的 位 置 对 应 于 下 伏 的还 原 体 ． 业 已 发 现 ， 相 关 的 还 原 体 位 于 地 下 2 K m． 通 常 晕 中元 素 异 常 衬 度 和 异 常 元 素 的数 量随还原体深度 的增 加而降低 ． 这一结论适合任何还 原体 斑 岩 c u矿床 ， 贱 金属块状硫 化 物 矿 床 ， 热 液 金 矿 床 ， 脉 状 金 矿 床 ， 油 储 ， 地 热 系 统 ， 贫 块 状 硫 化 物 ， 贫 浸 染 状 黄 铁 矿 蚀 变 ， 断 层 内部 作 为 孤 立 的 马鞍 状 存 在 的或 作 为 地 堑 存 在 于两 条 正 断 层 的贫 瘠 的黄 铁 矿 页 岩 块 体 或黑色 页岩块 体 ． 任何 比围岩含有更多 的可 氧化物 质 的岩体都 具有 产生 上述其 中一 种异常 的潜 力 ． 晕 中 的一 套 痕 量 指 示 元 素 通 常 源 成分 不 具 备 指 示 意 义 ． 但 是 ， 存 在 于 某 些 痕 量 元 素 中 的 相 对 差 异 ， 和 某 些 真 正 的稀 土 元 素 ， 譬 如 R e ， 在 异 常 中 的 出现 能 提 供 关 于 异 常 源 地 球 化 学 的 线 索 ． 证 据 假 定 在 电化 学 电流 元 正 极 形 成 的挥 发 分 卤化 物 和 卤素 气 体 沿 岩 石 中 的 节理 和 断 层 能 迁 移 到地 表 ， 并 穿 透 可渗 透 的 覆 盖 物 ， 在 其 表 面 形 成 这 些 氧 化 物 异 常 ． 作 为 沿 电 化 学 梯 度 被 推 进 的 阳离 子 这 种 电化 学 机制 的 产 物 与 氧 化 套 元 素 晕 有 关 的贱 金 属 “ 兔 耳 ” 异 常 能 够 形 成 ． 电化 学 梯 度 基 于 不 同 的 电极 势 也 似 乎 产 生 不 同 的 变 异 ， 这 些 电 极 势 需 将 氯 化 物 、 溴 化 物 和 碘 化物 氧 化 成 C 1 、 B r 2 、 和 I ． 这些 异 常 模 式 通 常 环 绕 某 些 大 型 矿 床 和 油 储 分 布 ． 产 生 于 电 化 学 元 分 布 区 的 C O 2流作 为 携 带 者 有 助 于 氧 化套 挥 发 分 迁 移 到地 表 ． 顶 置异常是酶提取 异常中最常见 的形态异 常 ， 其 中大多数 异常和断层有 关 ． 作 为代表异 常 源 的 痕 量 元 素 异 常 被 发 现 于 异 常 源 的正 上 方 ． 如果 异 常 源 是 矿 床 ， 表 明矿 床 特 征 的 矿 产 品 、 探途 元素和和蚀变痕量 元素都能够在地表形 成异常 ． 当一个顶 置异常被 发现 与一个富硫 化 物 矿 床 有 关 ， 这 是 因 为某 些 东 西 正 在 阻 止 一 个 强 氧 化 物 晕 的形 成 ． 这 矿 床 对 强 氧 化 物 电 流 元来说太 深以至于难 以发展 ． 在这矿床和地 表之 间可能存在一个诸 如永久冻土 的屏 障 ， 或 者 矿 床 的顶 部 已经 被 深 风 化 作 用 所 破 坏 ． 富集 于 下 伏 矿 床 中 的 金 属 和 探 途 元 素 作 为 这 些 元 素 在 细 菌 作 用下 生 物 甲基 作 用 的结 果 可 能 被 转 移 到 地 表 ． 许 多 元 素 的 二 甲基 和 三 甲基 化 合 物 作 为气 体 是 高 度 活 动 的 ． 因此 ， 深 埋 富 硫 化 物 矿 床 上 方 的 许 多 顶 置 酶提 取 异 常 起 源 于痕 量 元 素 的 气 相 运 移 ． 在 油储 中 以 卟啉 为 特 征 的 痕 量 元 素 通 常 在 油 储 上 方 形 成 顶 置 异 常 ． 碳 氢 化 合 物 的 微 渗 透 将 携 带 这 些 化 合 物 到 地 表 ． 矿 化 断 层 、 切 割 矿 化 的 断 层或 切 割 地 球 化 学 异 常 岩 石 的 断层 将 伴 随 地 下 断 层 亚 露 头 在 地 表 产 生 线 形 异 常 ． 如 果 断 层 通 过 氧 化 物 电 流 元 或 在 其 附 近通 过 ， 那 么 ， 氧化套 元 素在 断层 经 过 的上 方 一起 形 成 高衬 度 的异常 ． 假定 不 活 动 的诸 如 z r 、 N h 、 H f 、 和 T a等 高 场 强 元 素 在 亚 地 表 氧 化 作 用 正 持 续 发 生 区域 中 的 断 层 正 上 方 亦 常 常 形 成 极 高 衬 度 的异 常 ． 组合异 常具有顶置异常和 氧化 异常的双重特 征 ． 它们 通常 被发现 亚地 表弱 至 中等强度 的氧 化 电 流 元 发 育 区 ． 随 着 氧 化 电流 元 强 度 的增 加 ， 表 明 异 常 元 特 征 的痕 量 元 素 越 来 越 多 的 迁 移 到晕 异 常 中 ， 直 到 顶 置 晕 消 失 ． 各种 地质环境和地 质作 用能使酶提取异常 复杂化 ， 从 而增 加了解释 的不确 定性 ． 氧化 晕 通常在形状 上是不规则 的 ， 或者是非对称 的 ， 因此 ， 易于导致对异 常模式 的错误解 释 ． 相邻 的 矿 化 体 之 间 产 生 的氧 化 晕 互 相 影 响 ． 石 墨 容 矿 岩 对 氧 化 电 流元 具 有 强 烈 的淬 火 效 应 ， 从 而 导 致异 常衬度 的消失 ， 并使异常元似乎 显得 比实 际深度 更深 ． 由于矿床 顶部 的强 烈风 化作用 、 维普资讯 3期 陈 永清 ， 等 金属 矿产 勘查 发 展现 状 与思考 ‘ 5 4 5 ‘ 潜水 面的变化 以及其他 因素 ， 异常模 式能 随时间发生实质性转 变 ． 在 同一地区活动 的和残 留 的 异 常将 使 异 常 解 释 复 杂 化 ． 亚 地 表象 强 氧 化 的沉 积 单 元 能 削 弱 甚 至 完 全 阻 止 酶 提 取 异 常 的 形 成 ． 1 ． 4深 穿透 地 球 化 学 技 术 关 于 深 穿 透 地 球 化 学 技 术 概 念 和 方 法 技 术 ， 谢 学 锦 和 王 学 球 等 1 9 9 9， 2 0 0 0 ， 在 有 关 著 作 和 文 章 中有 过 专 门 系 统地 论 述 ， 故 这 里不 再 赘 述 ． 2元 素 的赋 存 状 态 和地 球 化学 性 质 美 国学 者 R． J ． B o w e l l 等 1 9 9 9 J 对 美 国 内华 达 G e t c h e l l 矿 山金 的赋 存 状 态 进 行 了 研 究 ． 结 论 表 明 该 项研 究 至 少 揭 露 了 G e t c h e l l 矿 山 金 的 三种 赋 存 状 态 1 呈 亚 微 粒 至 微 粒 金 赋 存 于 石 英 硫 化 物 和 其 它 矿 物 中 ； 2 化 学 上 金 赋 存 于 黄 铁 矿 富 A s的边 缘 ； 3 游 离 的 自然 金 颗 粒 8 0 h a m ． 第 一 种 方 式 从 露 天 矿 至 脉 状 矿 是 最 常 见 的 ． 第 二 种 方 式 与 页 岩 中 富 黄 铁 矿 交 代 矿 床 具 有 密 切 关 系 ． 第 三 种 方 式 比较 少 见 ， 主 要 被 限制 在 重 新 活 化 的角 砾 状 氧 化 矿 石 重 新 活 化 的 高 角 度 断层 带 的 硫 化 物 矿 石 中 ． 金 出 现 在 砷 黄 铁