勘查地球化学1.

勘查地球化学（讲义一）贾大成吉林大学地球探测科学与技术学院•第一章勘查地球化学基本原理•第二章岩石地球化学测量•第三章土壤地球化学测量•第四章水系沉积物地球化学测量•第五章水文地球化学测量•第六章气体地球化学测量•第七章其它地球化学测量•第八章勘查地球化学野外工作方法•第九章化探分析方法简介•第十章化探资料整理方法•第十一章地球化学异常解释与评价第一章、勘查地球化学基本原理•绪论•第一节元素在地壳中的分布•第二节地壳中元素存在形式和元素迁移•第三节地球化学异常与地球化学找矿•第四节地球化学指标与评价•第五节勘查地球化学特点与应用范围绪论•1、勘查地球化学•以地质学、地球化学为理论基础，通过系统测试矿体及其周围三度空间与成矿有关化学元素的分布、分配、组分分带、存在形式以及物理化学参数（T、P、pH、Eh）等，并用这些标志进行找矿的一门科学。•2、研究对象•1）地球化学异常；•2）如何在给定的自然和经济条件下，合理、有效地应用勘查地球化学技术方法，达到预定的找矿目标或其他目的。•3、研究内容•1）地球化学异常的发育特征；•2）地球化学异常形成机制；•3）地球化学异常的观测技术；•4）地球化学异常的评价方法。第一节元素在地壳中的分布•一、元素的分布与分配•1.分布：指元素在各种宇宙体或地质体中的含量。是描述一个总体的量，如把地壳作为总体看，则元素在地壳中的含量称为元素在地壳中的分布。•2.分配：指元素在各种宇宙体或地质体中各部分或各地段中的含量。是描述一个总体中局部的量，如把地壳作为总体看，则地壳中各岩石中元素的含量称为元素在各类岩石中的分配。•二、元素在岩石圈中的分布量•1、克拉克值•元素在地壳中的平均分布量称为克拉克值，或丰度。•不同元素克拉克值的单位不一致；•不同元素在地球各层圈的分配不一致；•不同元素在不同岩石类型中的分配不一致；•影响元素分布不均匀性因素：地质作用、元素本身。•2、浓度克拉克值•地质体中某元素的平均值与克拉克值的比值。•如果浓度克拉克值大于1，说明该元素在地质体中相对集中。•3、浓度系数•各种矿产最低可采品位与克拉克值的比值。•反映元素在矿床中的集中程度。铁仅富集6倍就能成矿，而Bi、B则要富集上万倍。•三、元素在土壤中的分布量•从岩石到土壤过程中，元素的聚集与分散差异很大。•1、在风化成壤过程中明显集中的元素，主要是在表生带能够形成稳定矿物的元素，其土壤浓度克拉克值大于1.2，如Sn、As、Cd、Be、Cr、Ga、Zn、Li、Ag、Mo等；•2、在风化成壤过程中明显分散的元素，其土壤浓度克拉克值小于0.8，如I、Hg、Na、Mg、Co、Ca、Cu、Ni、K、Fe、V、P等，主要是易容是贱金属和亲硫元素。•3、在风化成壤过程中聚散不明显的元素，其土壤浓度克拉克值为1左右（0.8-1.2），如Pb、Ti、Al、Mn、B、Si、Ba等。•三、地质体中元素含量的概率分布•对勘查地球化学而言，所有元素含量都是实测的结果。对于任何一种岩石或矿物中元素的含量测量结果，都不可能是一个固定值，在排除各种可能识别的干扰影响因素外，仍有起伏和波动，这种波动带有随机性质，对于这种随机变化不能用简单的线性变化规律去描述。•线性变化规律可以用平均值代表总体变化，而随机变化，只用平均值不能反映数据的全貌。•如三个含量为50、50、50，其平均值为50；对于20、80、50，其平均值为50，但从含量分布上看，一个为直线，一个为折线，两组数据变化不同。•化探样品除了研究元素平均值外，更重要的是反映元素含量在地质体中的波动变化，数理统计学就是描述随机变化的方法，因此利用数理统计的概率分布能够较好地解决这一问题。•描述一组随机变量，最严格的办法就是求得这一组数据的概率分布函数，即概率P与含量X的依赖关系：•在化探数据处理时，从原始分析数据出发，首先把含量分成间隔，然后统计落在各间隔内的样品数(频数)，再除以样品总数(n)，求出频率，以频率对间隔作图，就得出常用的直方图。•检验直方图是否呈正态分布，直方图是对密度函数的一个近似表达。如果呈正态分布，则有正态分布密度函数中对数学期望（μ）和标准差（σ）的估计值公式：•1）对数学期望（μ）的估计值公式•算数平均值C=1/n∑Ci——对数学期望（μ）的估计值•2）对标准差（σ）的估计值公式•标准离差S=[1/n-1∑(Ci-C)2]1/2——对标准差（σ）的估计值•利用算数平均值和标准离差S，分别代入•中的μ和σ，就得到一条拟合曲线，用该曲线与实测的直方图相比较，看其符合程度，可以判断实测分别是否服从正态分布，即分别形式检验。•只有服从正态分布的数据，才能使用数理统计的方法。•常量元素分析结果服从正态分布，微量元素直方图往往偏向高含量方向延伸，形成正向不对称分布，但服从对数正态分布。•大多数化探数据都是按对数正态分布规律进行的，这与元素所经历的地球化学过程及其在地质体中的分布情况有关：•1）结合在多种矿物中的元素服从正态分布；•2）集中在1-2种矿物中的元素服从对数正态分布；•3）由多次地球化学作用叠加形成的含量呈正态分布，单一地球化学作用含量服从对数正态分布；•4）扩散作用形成的元素浓度呈正态分布；•5）二次不同地质作用可以引起二种类型相同而参数不同的分布形式。•地质体中元素含量的概率分布形式是地球化学找矿工作中计算背景值、异常下限等的理论依据。•背景值≠平均值第二节地壳中元素存在形式和元素迁移•五、元素迁移•六、元素迁移的影响因素•七、元素的沉淀第三节地球化学异常与地球化学找矿•一、地球化学背景•二、地球化学异常•三、地球化学异常分类•三、地球化学找矿第四节地球化学指标与评价•一、地球化学指标•地球化学指标：指能够用来解决某些地质和找矿问题的地球化学标志。•包括：1）指示元素的异常含量、指示元素的组合、不同指示元素的比值；•2）某些特征的指示矿物的组合；•3）某些矿物中微量元素的含量分布特征；•4）反映成矿条件的物理化学参数值，如温度、压力、氧化-还原电位及介质的酸碱度；•5）同位素的含量及其比值等。•二、指示元素分类•指示元素：天然物质中能够作为找矿线索，以及解决某些地质问题，具有指示意义的元素。•三、指示元素的选择•四、指示元素组合•1、简单含量组合关系•利用Ni、Cu、Co三个指示元素的含量关系区分矿异常和非矿异常。当Ni＞Cu＞Co时为矿异常，当Ni＞Co＞Cu时为非矿异常。•2、简单比值关系•如某矿的3条指标：Pb＞300；As＞100；Cu/Pb＜0.2为矿异常；Cu/Pb＞0.2没有工业意义。•3、多元素比值关系•如Sb×As;Zn×Cu;(Sb×As)/(Zn×Cu);(Sb+As)/(Zn+Cu);•五、地球化学异常评价第二章岩石地球化学测量•岩石地球化学测量是对基岩（包括基岩的裂隙和断裂充填物）中的元素含量进行系统测定，研究其在基岩中的分布、分配及变化规律，以发现基岩中与矿体有关的异常来找矿以及解决某些地质或其他问题的方法。•原生晕的形成•热液矿床原生晕特征•岩石地球化学测量应用第一节原生晕的形成•一、原生晕•1、原生晕：是在成矿作用过程中与矿体同时形成的，分布在矿体周围基岩中的某些元素含量增高地段。•2、元素地球化学异常：是在成矿作用过程中形成，赋存在矿体周围基岩中的异常。•二、原生晕形成•1、渗透迁移•2、•2、扩散作用•三、元素沉淀•四、影响元素迁移的因素第二节热液矿床原生晕特征•一、原生晕形态特征•二、原生晕组分特征•三、原生晕含量特征第三节岩石地球化学测量应用•一、岩石地球化学测量应用条件•二、岩石地球化学测量应用•1、矿化带评价与盲矿体寻找•1）成矿成晕过程与评价指标建立•2）原生晕分带的研究与剥蚀程度的确定•3）矿石及原生晕组分特征•4）原生晕形成机理•2、成矿地质条件和地质体的含矿性•1）地层的含矿性评价•2）侵入体含矿性评价•3）断裂含矿性评价•4）蚀变岩石含矿性评价•3、区域地质研究•1）地层划分与对比•2）沉积环境的分析•3）侵入体的划分、对比和成因分析•4）变质岩原岩类型的判别•三、岩石地球化学测量野外工作方法第三章土壤地球化学测量•土壤地球化学测量是对土壤中元素的含量进行系统的测定，研究元素在土壤中分布、分配和变化规律，以发现土壤中与矿有关的地球化学异常来找矿以及解决某些地质问题或其他问题的方法。•风化作用与土壤•次生晕的形成•矿床次生晕特征•土壤地球化学测量应用第一节风化作用与土壤•一、风化作用•二、土壤及分层•1、土壤：指由风化作用、成壤作用逐渐成形的，覆盖在基岩上面能够生长植物的疏松层。•2、土壤分层•三、元素在土壤中的分布、分配•1、元素在土壤中的分布•1）元素在土壤中的平均含量是不均匀的。•2）•2、元素在土壤中的分配第二节次生晕的形成•一、次生晕形成•1、次生晕•已经形成的矿体或矿化及原生晕，在表生带与围岩一同遭受风化作用，随着矿物的破碎和分解，其中的元素发生迁移，在一定的条件下，一些与成矿有关的元素可以在矿体上方或附近的土壤中聚集，形成这些元素含量增高的地段即为次生晕。•2、次生晕形成方式第三节矿床次生晕特征•一、次生晕形态和规模特征•二、次生晕组分特征•1、指示元素•二、次生晕与矿体关系•三、影响次生晕的因素第四节土壤地球化学测量应用•一、应用条件•二、野外工作方法•三、土壤地球化学测量的应用•1、被覆盖矿体的寻找与矿石类型、矿化规模的预测•1）评价指标的确定，含矿异常与无矿异常的区别•（1）矿石表生变化的研究，含矿异常评价标志的确定•（2）矿体及矿化、蚀变岩石的组成特征的研究•（3）统计对比异常内指示元素的线金属量，确定评价指标•2）次生晕分带性研究•（1）轴向分带；（2）走向分带；（3）横向分带•3）次生晕中元素异常含量的研究•4）地质体含矿性的研究与找矿远景的评价•（1）地层的含矿性•（2）断裂的含矿性•（3）岩体的含矿性•2、铁帽组分的研究•3、地质问题与间接找矿•1）岩体、岩相带•2）断裂构造第四章水系沉积物地球化学测量•水系沉积物地球化学测量是对水系（河流、溪流、干沟）底部沉积物中元素的含量进行系统的测定，研究元素在水系沉积物中的分布、分配和变化规律，以发现水系沉积物中与矿有关的地球化学异常，并用以找矿，以及解决某些地质问题及其他问题的方法。•分散流的形成•分散流特征•水系沉积物地球化学测量应用第一节分散流的形成•一、分散流形成•矿体及其原生晕、次生晕中的元素，在地表水和地下水的冲刷、溶解作用下，使成矿有关的元素部分被水代入水系中，然后，在一定的条件下又沉淀出来，在河流和溪流底沉积物中形成某些元素（主要是成矿元素及其伴生元素）含量增高的地段，即形成分散流。•二、分散晕形成过程第二节分散流特征•一、指示元素特征•二、季节性气候对指示元素含量的影响第三节水系沉积物地球化学测量应用•一、应用条件•二、野外工作方法