勘探地球化学复习资料

化探复习1.勘查地球化学的概念；在地质与地球化学的理论指导下，在各种介质（包括岩石、土壤、水、水系沉积物、生物、气体等）中系统地在不同比例尺与规模上采集地球化学样品，经测试分析和数据处理，发现地球化学异常与其它地球化学指标，据此作为找矿的线索和依据，进而寻找矿床；同时用以解决一些地质等其它问题。2. 勘查地球化学的分类；丰度（Abundance ）：泛指元素在一定的自然体系中的平均含量，也叫克拉克值。浓集系数：它是某元素在矿体中的含量（通常以最低可采平均品位作标准）与其地壳丰度的比值。 浓集系数反映了元素在地壳中局部集中（成矿）的能力。浓集系数较大的元素在矿体周围呈现的地球化学异常强度较大。对于某些伴生的微量元素，如果其浓集系数较主要成矿元素明显地大，则这些伴生元素便是寻找该矿床的良好指示元素。Hg 、Sb 、Bi 、As 成为金矿床的指示元素便是这个原因。 浓度克拉克值：即地质体中某元素的平均含量与其克拉克值的比值。浓度克拉克值1，说明元素富集，反之则分散 。化学元素在不同成分岩浆岩中的丰度变化，反映了岩浆成因和物质来源的差异，以及结晶分异和地球化学演化过程中元素的分配；同时也体现出造岩元素对微量元素含量变化的制约作用。 研究岩浆岩中化学元素的丰度变化具有重大找矿意义。 2、化学元素在各类沉积岩中的分布 （1）碱金属元素（2）碱土金属（3）亲氧元素元素在地质体内的分布形态一般有五种情况：结合在多种矿物中的元素一般服从正态分布；集中在一、二种矿物内的元素呈对数正态分布；多次地化作用迭加形成的含量呈正态分布；单一作用呈正态分布。扩散作用形成的含量呈对数正态分布；对流混匀作用呈正态分布。两次不同地质作用，可引起两种类型相同而参数不同的分布形式。研究分布类型的目的是：正确选择背景值、背景上限以及各种数据处理方法。通过对分布形式检验直接得到某些地化信息。地壳中元素的存在形式和元素的迁移 地球化学环境是使元素所在的地球化学系统得以保持平衡的各种物理化学条件的总合原生环境，是指从天然降水循环面以下直到能够形成正常岩石的最深水平的环境；次生环境，是地表天然水、大气所能够影响范围的环境丰度研究的意义 1判断特殊地球化学过程 2衡量研究区化学元素富集或贫化的程度 3作为选择分析方法灵敏度的依据 4作为矿产资源评价预测的依据 地球化学系统中元素的总量称为地球化学储量。 在地球化学储量中，能被人类开采利用的部分叫作资源，资源中被探明的部分叫作矿产储量。 资源量占地球化学储量的百分比叫作矿化度。 短吨 = 907.18474 公斤=0.91 吨岩石的酸度，是指岩石中含有 SiO2 的重量百分数。岩石的碱度即指岩石中碱的饱和程度通常把 Na2O+K2O 的重量百分比之和，称为全碱含量各岩类的标型元素组合为： 1、超基性岩元素，典型代表是 Cr、Ni、Co、Mg 及 Pt 族。 2、基性岩元素，Cu、Fe 、V、Ti 、P、Mn、Ca、Sc、 Sb 等。 3、亲中性岩元素，Al、Ga、Zr、Sr 等。 4、亲酸性岩元素，种类最多，以 Li、Be、Ta、U 、 Th、K 、Rb 、Cs、F、B 为代表。 5、碱性岩以富含 Nb、Ta、Be 及 REE(稀土元素)为特征。沉积岩可以分为碎屑岩、泥质岩和化学沉积岩三个类型二、元素的赋存形式1、矿物形式：独立矿物（主要造岩矿物） 、副矿物、主矿物中的机械包裹体、固熔体分解物、液相包裹体中的子矿物； 2、非矿物形式：类质同象混入物，元素呈离子、分子、胶体被矿物表面吸附，超显微非结构混入物，有机结合物。三、元素迁移元素迁移的方式1、化学及物理化学迁移 2、机械迁移 3、生物及生物地球化学迁移地球化学异常：是指某些天然物质（岩石、土壤、水系沉积物、生物等）中某一特征元素的含量偏离正常含量或某些化学性质明显的发生变化的现象。地球化学背景及背景区：在化探中将无矿或未受矿化影响的天然物质（岩石、土壤、水系沉积物、生物等）中某一特征元素的正常含量（一般含量）称为背景。而将那些具有正常含量的地区称为背景区或正常区。背景值：指未受矿化影响的某一区域或某一类地球物质内某一指示元素的平均含量。也即某元素背景区内背景含量的平均值。背景上限（异常下限）：背景区某一特征指示元素背景含量的最高限度。二、背景值及背景上限的确定应注意下列原则：尽量选取远离已知矿化地区的样品；按工区不同地质单元统计（如不同时代、不同岩性统计） ；每个单元的样品数在 50100 个或更多些；可将大于 的数据剔除，以免计算结果偏高。1、图解法:长剖面法 直方图解法 概率格纸法 计算法 经验法 多重分形法 85%累计频率法地球化学指标：能够用来找矿或解决某些地质问题的地球化学标志地球化学指标可分为参数性与非参数性两大类。指示元素：在化探工作中能够用来指示矿体的存在或能够指出找矿方向的元素地球化学异常：天然物质中地球化学指标与周围背景有显著不同的现象。具有这种异常现象的地段就叫异常地段。分散晕是指环绕在矿体或异常源周围，赋存在天然物质中的地化异常“晕”是特指在成因上与矿体的形成和破坏有关，在空间上围绕矿体，并以矿体为中心，大致等量地向四周由高浓度向低浓度，有几何形态和内部结构的含义，具有三度空间的概念。一切地球化学分散晕都属异常之列，而所有异常不能尽称为晕。Sx3引起异常的主要原因：与成矿有关的元素（包括成矿元素、伴生元素、常量元素、阳离子、阴离子、络离子、同位素等）在地质地球化学作用过程中迁移，使地球物质中局部含量明显偏离该区的地化背景而形成的异常。由于高背景岩石源及其它地质体作用引起的异常。由于人类活动所导致的污染引起的异常。采样、加工和分析等引起的假异常。只有第一种是与成矿有关的，后三种与矿无关。地球化学异常的分类1.根据异常形成作用的不同 分为：1）原生地球化学异常在成岩成矿作用下形成的异常。2）次生地球化学异常在岩石、矿石的表生破坏作用下，有关元素迁移而形成的异常2.根据异常物质与赋存它的介质之间的相对时间关系，分为： （1）同生地球化学异常异常物质与赋存介质同时形成的地球化学异常。（2）后生地球化学异常介质形成后，异常物质进入而形成的的球化学异常。 3.根据异常与成矿作用的关系，常把地球化学异常分为：（1）矿异常 矿体异常其形成与工业矿体有关；（2）矿化异常其形成与非工业矿化有关；（3）非矿异常其形成与矿无关。根据异常所赋存的介质不同，分为：（1）岩石地球化学异常；（2）土壤地球化学异常；（3）水系沉积物地球化学异常；（4）水文地球化学异常；（5）气体地球化学异常；（6）生物地球化学异常。.根据异常的规模，可分为：（1）地球化学省：由化学元素在地壳中原始分布不均匀性造成的大范围地球化学异常。是规模最大、含量水平最低的异常（2）区域地球化学异常：由一定的地层、构造、岩浆岩、成矿带或表生条件所决定的较大范围的地球化学异常（3）局部异常：规模最小、强度最大的异常。四、背景与异常的关系和特点1.背景与异常的相对性“异常”是相对于“ 背景”而言。2.背景和异常的地域性背景和异常的界限（背景上限）往往是根据所欲寻找的目标而变。地球化学省的异常往往处于最低含量水平上3.背景和异常范围大小的悬殊性区域化探和矿区化探的不同观察对象和工作方法的不同。第五节 勘查地球化学特点及应用范围一、勘查地球化学特点二、勘查地球化学应用范围第二章 岩石地球化学测量 岩石地球化学测量的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岩石地球化学测量的意义各类矿床原生晕最全面地保留了成矿时的地化信息。这对于矿床和异常形成机理的研究和找矿实践的应用都有重要的意义。原生晕是各种类型地化异常物质来源的组成部分，各类次生地化异常都是原生矿体及其原生晕的派生物，即原生晕的继承和发展。原生晕的发育特征是次生异常评价和解释的基础。岩石地化找矿是深部盲矿体寻找必不可少的方法。矿体、蚀变带和原生晕是统一的成矿作用的产物。热液迁移、运动的动力学因素，主要是渗滤作用和扩散作用。A、渗滤作用是热液在压力梯度的作用下，元素通过溶液沿岩石裂隙系统整体、自由地流动迁移过程中，由于化学和物理化学的作用，溶液在所流经的围岩裂隙中留下矿液活动的痕迹 矿体和原生晕。 渗滤是热液迁移的主要方式。晕的规模较大，主要发育在裂隙构造发育的地段。B、扩散作用是在体系里存在浓度梯度的条件下发生的。它是指一个体系的不同部位内，如果某元素的浓度不同，则该元素的质点将自动从高浓度处向低浓度处迁移，直到各处浓度相等为止元素在溶液中的存在形式和活动性金属硫化物在水溶液中的溶解度一般很小，不是以简单的离子形式运移成矿物质呈胶体溶液运移 ，金属硫化物在胶体溶液中的含量比在真溶液中的溶解度大得多。成矿物质呈卤化物气态溶液运移 ，矿石中的金属矿物在其形成以前是呈卤化物形式在溶液中被搬运的 研究表明，金属元素多以络合物形式存在元素的沉淀含矿溶液进入开阔断裂带，外部压力降低，挥发分气体逸出；热液远离岩浆冷却；热液与围岩相互作用，改变了溶液的成分或 PH 值及 EH 值；在近地表氧化是络合物分解；与下渗的地下水或不同来源的热液相遇而起化学反应；沸腾作用导致热液矿物沉淀、析出 4影响元素迁移的因素（1）元素自身的地球化学性质 热液中金属元素主要呈络合物形式迁移，因此元素络合物的稳定性是前述多种地球化学性质的综合反映。可用络合物的电离平衡常数来衡量络合物的稳定性（2）含矿热液本身的性质（3）构造裂隙断裂、破碎带、接触带、地层层理、岩石的节理、片理及气孔构造等构造空间是热液矿床原生晕发育的主要空间部位。（4）围岩性质主要表现为岩石的化学性质和物理性质对元素迁移、沉淀的影响。 一般情况下，化学性质活动的岩石，比较容易与矿液发生强烈的化学反应，成晕物质迅速沉淀，限制了原生晕的规模。 常见岩石化学活泼性的顺序（由强到弱）大致为：石灰岩白云岩炭质页岩超基性岩和基性岩粘土页岩泥质板岩片岩花岗岩砂岩石英岩脆性有利于形成较大规模的晕, 塑性，常常构成阻碍原生晕发育的隔挡层。 岩石的渗透性取决于岩石孔隙度和孔隙之间的连通情况二、热液矿床原生晕的组分特征1指示元素概念 那些能够形成清晰异常的，能够比较直接指示矿体存在空间位置的，能分辨矿石类型的，以及能反映异常形成机理的这样一类元素称为指示元素。 所谓指示元素就是天然物质中能够提供找矿线索和成因指示的化学元素。成矿元素 伴生元素 运矿元素 控矿元素 贯通元素 探途元素2.指示元素存在形式及研究意义 主要的赋存形式： 独立矿物 ;类质同象混入物 ;被吸附离子、自由离子或中性分子形式 3原生晕组合特征矿 床 类 型 矿 石 的 矿 物 组 合 原生晕指示元素组合高温石英脉型黑钨矿黑钨矿、锡石、黄铜矿、黄铁矿、辉铋 矿、毒砂、绿柱石W、Sn、Bi 、Mo、Be 、(Ag)、As、 Li、F、B云英岩型钨锡铌钽矿床黑钨矿、锡石、铌钽 铁矿、绿柱石 Ta、 Sn、Mo、Nb、W、Be、Li 、F锡石硫化物型矿床 锡石、黄铜矿、毒砂、闪锌矿、方铅矿 Sn、Cu 、Bi、 Mo Zn、Cd、In、Ag、Mn、Pb 、As、矽卡岩型铁铜矿床 磁铁矿、赤铁矿、黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿Cu、Zn、Ag、As、Mn矽卡岩型铜矿 黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿、镜铁矿、方铅矿、闪锌矿Cu、Mo、Ag、Au、W 、Pb 、Zn、Mn、As 、Hg斑岩型铜矿 黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿、镜 铁矿、方铅矿、闪锌矿Cu、Mo、Ag、Au、W 、Pb 、Zn、Mn、As 、Hg黄铁矿铜矿 黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、毒砂、辉铜矿Cu、Pb 、Zn 、Ag 、As 、B、Ba、Mn、石英脉型铜矿（热液型）黄铜矿、方铅矿、黄铁矿、闪锌矿 Cu、Pb 、Zn 、Ag 、As 、Bi、Mo、Sn、多金属（铜、铅、锌）脉状矿床黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿 Cu、Pb 、Zn 、Ag 、Cd 、Bi、Sb、As 、Hg、含金石英脉型矿床 黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、方铅矿，闪锌矿、自然金As、 Au、Ag、Cu、Pb 、Zn、 Hg、Sb、裂隙充填型汞锑矿床辰砂、辉锑矿、方铅矿、雌黄、雄黄 Hg、Sb、As、 Pb、Cu、Ba、Ag结论: 黄铁矿是热液矿床中分布最广的共生矿物。在金矿石中，黄铁矿富含金，铜矿石中的黄铁矿富含铜，铅锌矿石中的黄铁矿则贫铜富铅锌三、热液矿床原生晕的内部结构和外部形态原生晕内部结构是指异常范围内指示元素的含量及其在空间上的变化特点2原生晕的组分表征参数（1）异常的连续性 （2）异常的均匀性 （3）异常渐变性 异常含量沿某一方向的变化程度含量变化梯度小，渐变性好；梯度大，渐变性差。 （4）异常峰值（Cmax ）异常中的最高含量值。 （5）平均异常强度 异常范围内元素含量的平均值。（6）异常衬度（K）异常清晰度的度量 上 限 的 倍 数表 示 异 常 峰 值 高 于 背 景上 限 的 倍 数表 示 平 均 异 常 强 度 高 于 背 景 的 倍 数表 示 平 均 异 常 强 度 高 于,max,ocCKc（7）线金属量 线金属量是根据一条测线来估算矿化强度的参数 :（8）面金属量 面金属量是根据一个异常面积来估算矿化程度的参数:测线上的点距， 背景值， x 异常范围里某点的元素含量， 测网中点距和线距的乘积（9）元素含量的标准差（S）和变异系数（V）表示元素含量变化幅度的参数S，V 越大，表明与背景的差距越大，异常强度大，异常越清晰。3原生晕外部形态特征原生晕的外部形态，主要是指异常在平面或剖面所反映出来的外部特征（1）线状异常：原生晕宽度不大（几米十几米） ， 异常长度远大于异常宽度。剖面上为异常峰值明显，上下盘异常不发育。通常在围岩致密，构造简单的条件下形成。由于构造两侧围岩裂隙和孔隙不发育，异常元素主要沿着断裂随热液运移。（2）带状异常 ：若异常长度略大于宽度的，呈透镜状。异常规模大，延长可达数百米，含量峰值不明显。异常呈多峰状，宽度与含矿层出露宽度基本一致。（3）等轴状异常：异常在三维空间上发育相近，内部连续性较好，异常峰值变化均匀，峰宽且明显。内部分带清晰，产出条件多种。规模大的可能是含矿小侵入体的反映（斑岩型矿床） ， （4） 不规则状异常 ：多数热液矿床的原生晕具有复杂的不规则形状。该类异常形态反映出异常形成时，受多组不同方向、不同形态或不同性质构造的复合所控制。四、热液矿床原生晕的分带特征原生晕的分带性是指原生晕的特征（如元素的空间分布，含量情况、面积大小等）在空间上的变化规律。原生晕分带性包括浓度分带和组分分带两方面： 浓度分带：指同一组分的含量（浓度）自矿化中心或异常中心向外有规律变化的现象。这种变化规律在平面和剖面上都能显示出来。衡量浓度变化的参数称为浓度梯度（ dc/dx)，梯度越大，浓度变化越明显，反之则差。有无浓度分带也是评价异常的一个标志。将地球化学异常分成 内带、中带、外带 三个浓度带。采用背景上限（异常下限）的a0、a 1、a 2 倍（即 a0Ca、a 1Ca、a 2Ca)或 anCa 来划分。并视浓度变化的陡度，以异常下限值的 1 倍、2 倍、4 倍三个数值来划分外、中、内带，称三级浓度带。 浓度分带不仅指示了找矿方向，而且有无浓度分带还是区别矿致异常与非矿异常的标志。组分分带是原生晕中不同指示元素在空间分布上有规律变化的现象。A空间分带垂直分带与水平分带组 热液矿床原生晕的垂直分带性，表现为 不同指示元素 在 不同标高上发育的差异 ，及由此导0CxMlsxsx0Cc致的一系列派生规律；在不同的高程上产生不同的元素组合；某些元素对的比值随深度的增加而发生有规律的变化。 原生晕的水平分带是指示元素在现代水平方向上，异常发育的强度、范围的规律性变化特征。矿体原生晕的水平分带则是以水平方向上异常的宽窄来划分的，B成因分带原生晕的分带性划分成轴向分带、横向分带、纵向分带三种类型。 轴向分带沿矿体轴向，即沿矿液运移向上的元素分带。主要是由 渗滤作用 造成的分带。在矿体产状为陡倾斜的情况下，轴向分带则与垂直分带相一致。 纵向分带顺矿体走向所反映的元素分带。 横向分带垂直于矿体走向方向上的元素分带，主要是由扩散作用造成的分带。在矿体产状为陡倾斜的情况下，横向分带与水平分带相一致。垂直剖面图上可将其分为以下几个部分：（1）前缘（或称为“前缘异常”）它是指原生晕中，沿着含矿溶液运动方向上，位于矿体前方的异常地段。 （2）尾晕（或称为“尾部异常”）它是指原生晕中，沿着含矿溶液运动方向上，位于矿体尾部以下的异常地段。 （3）横向晕（或称为“毗邻异常”）它是指原生晕中，在矿体厚度方向上的异常地段。横向晕根据其与矿体的相对位置还可分为上盘晕及下盘晕。 （4）纵向晕（或称为“侧向异常”）它是指原生晕中，沿矿体走向方向上，由矿体向外的异常地段。 3原生晕轴向分带研究方法（1）直观经验对比法 （2）分带性衬度系数法（指同一元素在上截面与下截面原生晕的线金属量比值） （反映了不同截面间该元素富集的方向和富集的程度）(3) 分带指数法 （D= Ml i/ Ml ）指数法中,当两个以上的元素分带指数最大值同时位于剖面的某一中段时:变异性指数（G）Dmax某元素的分带指数最大值； n 中段数（不包括分带指数最大值所在中段） 。Di 某元素在 i 中段的分带指数值（不考虑分带指数最大值所在的中段） ；（4）浓集中心法研究原生晕分带性的意义研究成矿与成晕机理；寻找盲矿体和研究矿体剥蚀深度；指导勘探工程的布置。五、分散矿化原生晕与多建造晕1.分散矿化的原生晕特征 分散矿化，是指除了由矿体和各类地质体所形成的地球化学异常外，还有一类多为具niD1max有热液矿床原生