勘查地球化学复习资料

1 某地质体的平均含量与克拉克值相比称为浓度克拉克值，所以，某元素浓度克拉克值＞1，表示它相对富集或集中，＜1则为亏损或分散。 成矿元素在岩浆岩中的富集倾向： （1）在超基性岩中富集的元素有：Cr、Ni、Co、Pt族元素。 （2）在基性岩中富集的元素有：Cu、Mn、V、Ti、Sc等。 （3）在酸性岩中富集的元素有：Li、Be、Rb、Cs、Tl、Sr、Ba、Y、TR、U、Th、Ta、W、Sn、Pb。 （4）富集倾向不明的元素有：Au、As、Ge、Sb。 显然，寻找与岩浆岩有关的矿产时，需要考虑上述成矿专属性。 ★地球化学异常：所谓地球化学异常是指某些地区的地质体或天然物质（岩石、土壤、水、生物、空气）中，一些元素的含量明显地偏离正常含量或某些化学性质明显地发生变化的现象。 岩石风化成为土壤过程中元素富集情况总体上可分为三类： （1）风化成壤过程中明显集中的元素。大多是一些在地表能形成稳定矿物的元素，如Sn、Li、Be、Cr、Mo。 （2）风化成壤过程中明显分散的元素。大多是一些浓度克拉克值小于0.8的元素。如Na、Mg、Cu、Ni、Zn等，主要为碱金属元素和亲铜元素。 （3）风化成壤过程中富集分散不明显的元素，大多是一些浓度克拉克值为1.0左右的元素。如Pb、Mn、Si、Ba等。 在各类地质体中，无论是岩石还是土壤，普遍具有常量元素呈正态分布，微量元素呈对数正态分布特点。 1．矿物岩石中的常量元素服从正态分布，微量元素大多服从对数正态分布。 2．当元素近似均匀地分散在各种矿物中时，元素在岩石中呈正态分布，当元素集中在某种矿物中时，元素在岩石中则呈对数正态分布。 3.在单一地球化学作用下，或者虽然经历了多次地球化学作用，但属于均匀作用时，各类元素仍然服从正态分布或对数正态分布，这是一个需要认真理解的重要地球化学规律。对指导找矿极有帮助。 地球化学指标是指能够用来找矿或解决某些地质问题地球化学标志 ①单元素指示指标：就是那些在周期表中可用于指示找矿的各种元素。 ②元素组合： 基于： 其一，单一元素信息较薄弱； 其二，单项指标使用较多时，所反映的信息容易混乱； 其三，一定的矿床类型往往有特定的元素组合相对应。 因此，常常使用一些元素组合指标作找矿标志。如Au、Ag、As、Sb、Hg是大多数热液成因金矿床的特征元素组合。 注意：在确定元素组合时，由于不同元素的含量级别不同，所以需要进行归一化处理，调整到同一量纲。经过处理后，还可以根据元素组合或因子进行定量评价。 ③比值：为了更直观、明了地反映信息场与矿体之间的对应关系，常使用一些比值判断矿化情况和矿化剥蚀情况。 ④环境指标：是指一些反映成矿环境的指标，如Eh、pH、气液包裹体、成矿温度等。 ★地球化学异常评价的主要依据： 1、异常评价的地质依据 1)地层岩性——许多矿床的形成与一定时代的地质和与一定的岩性有关。 2

2)构造——异常所处的构造类型及部位，是异常评价的重要方面之一。以目前的资料看，许多矿床特别是内生矿床的分布受一定的构造及部位控制。褶皱、断层、层理、裂隙不仅控制矿体的分布而且对矿床地化异常的发育程度影响甚大 3)岩浆岩——找矿实践证明，许多内生及表生地化异常的分布与岩浆岩有密切关系。研究岩浆岩的岩石化学特点、结晶分异程度、时代、形态规模、内部构造、侵入深度及剥蚀深度等等，对于确定找矿指示元素，预测矿床的可能赋存部位将有很大的参考价值。 4)地貌和第四纪特点——地貌特点及第四纪的堆积类型(结构)对次生地化异常的发育和异常的迁移影响很大，化学元素的次生富集或贫化与地貌特点有一定的关系。 5)水文地质——研究地下水的补给情况，移动方向及迁移的道路上可能与矿体相遇的情况，潜水面随气候季节的变化情况，裂隙水和井泉的分布等等情况。根据地下水的酸碱度(pH值)和化学成分的组合变化规律，评价水化学异常的矿化作用性质，迎着水流方向寻找矿体 。 6）矿床的原生露头、旧矿遗迹和见到种种围岩蚀变类型或铁帽等等矿化标志。 2、化探依据 异常区指示元素的组合关系（包括分带性）、异常强度、异常点的集中程度、异常形态和规模大小等特点是化探对比分类的依据。 ★勘查地球化学的应用范围： 1、岩石地球化学找矿法： (1)解决地质问题，如地表和深部的地球化学填图。 （2）岩体含矿性评价、构造含矿性评价矽卡岩含矿性评价。 （3）研究矿床原生地化异常的组合和分带特点，确定找矿指标。 （4）评价次生地化异常以解决深部盲矿的找矿问题。 2、残坡积层地化找矿法 ： 从大面积普查到小范围找矿评价都广泛使用。 3、水系沉积物地化找矿法： 在大面积普查或初步勘探工作应用，主要用于确定找矿靶区。 4、气体地球化学找矿： 用于苔原覆盖层、森林地区的航空气体找矿和进行矿区构造填图，划定有利矿化富集的断裂交错点，寻找深部盲矿体和圈出已知矿化带的延伸地段。 5、稳定同位素地球化学找矿法： 目前处于初步实验阶段，用于圈定铅锌矿区的矿化范围指出找矿方向。 6、水化学找矿法： 主要应用于地形切割水系发育的地区，寻找多金属硫化矿床和某些稀有金属矿床等。 7、生物地球化学找矿法： 研究程度和找矿效果较其它方法为差，应用还不普遍。 岩石地球化学找矿： 是应用岩石地球化学测量了解岩石中元素的分布，总结元素分散与集中的规律，研究其与成岩、成矿作用的联系，并通过发现异常与解释评价异常来进行找矿的。 ★原生晕：成矿溶液在就位成矿的过程中必定改变围岩的矿物组成和结构构造，产生近矿围岩蚀变使成矿有关组分带入和围岩某些组分释出，改变围岩的元素分布，特别是改变围岩中微量元素的分布，形成原生晕。 ★热液矿床原生晕的基本特征： 热液矿床原生晕随元素迁移方式的不同而具有不同的特点，元素的渗透迁移是以裂隙和孔隙的发育为重要条件，所形成的原生晕具有沿裂隙带和渗透性岩层延伸的特点，成晕规模较大。由于岩石中裂隙和孔隙分布不均匀，成晕元素的含量呈跳跃式的变化。扩散迁移成晕的特点是成晕元素含量沿扩散方向下降很快，自中心高浓度处(或矿体)向四周呈几何级数下降。成 3

晕规模较小。在原生晕的形成过程中，经常是这两种方式同在，但因地质条件的不同而有所侧重。一般是沿构造线方向以渗透迁移为主，在矿体两侧致密岩石中以扩散迁移为主，初期含矿溶液上升以渗透为主，后期含矿溶液流动停滞，则以扩散为主。 成矿溶液在就位成矿的过程中对矿体围岩产生影响： ① 改变围岩的矿物组成和结构构造，产生近矿围岩蚀变现象； ② 使成矿有关组分带入和围岩某些组分释出，改变围岩的元素分布，特别是改变围岩中微量元素的分布，形成原生晕。 在围岩中微量元素的液相迁移主要有渗透和扩散两种方式： (一)渗透迁移： 渗透迁移是由于压力差而造成的。当围岩中存在着压力差时，作为溶质的成矿有关的组分与溶液一起沿着岩石的裂隙和孔隙流动而产生迁移。地壳不同深度的压力差是促使含矿溶液沿构造通道向上部岩层迁移的主要原因，而构造活动时岩层破裂产生的局部压力差，则能引导含矿溶液离开主要通道向围岩裂隙中压力低的各个方向迁移。 (二)扩散迁移： 扩散迁移就是由于浓度差引起成矿有关组分的迁移。当含矿溶液与围岩粒间溶液接触时，因为两者的浓度不同，成矿有关的组分由原来浓度高的成矿溶液，向浓度低的围岩粒间溶液方向迁移，直到浓度达到平衡为止。 在原生晕的形成过程中，经常是这两种方式同在，但因地质条件的不同而有所侧重。一般是沿构造线方向以渗透迁移为主，在矿体两侧致密岩石中以扩散迁移为主，初期含矿溶液上升以渗透为主，后期含矿溶液流动停滞，则以扩散为主。 通常各元素的活动性具有Mn→CO→Ni→Zn→Fe→Pb→Cu→Ag→Au→Hg 引起含矿溶液物理化学条件变化的因素有： 1．含矿溶液进入开扩断裂带，外部压力降低，挥发物质气化逸出，造成有关物质沉淀； 2．热液随远离岩浆而冷却； 3．热液与围岩相互作用，改变了溶液的成分或pH及Eh； 4．在近地表处氧化使络合物分解； 5．与下渗的地下水相遇而起化学反应。 影响元素在岩石中迁移的主要因素： （一）含矿溶液的性质 1、含矿溶液中元素的原始浓度越大，则与围岩的浓度差越大，因而元素的扩散迁移作用越强，元素的渗透迁移相对减弱。 2、温度增高，元素的扩散速度加大 。 3、压力差越大，越有利于元素的渗透迁移。 (二)构造 断裂构造的影响首先表现在它为含矿溶液活动提供了通道，使含矿溶液能藉以上升，并在围岩中进行渗透、扩散。其次由于构造的活动，还能改变局部地段的物理化学条件，促使含矿溶液中的成矿元素沉淀 。 (三)围岩性质 主要表现为岩石的化学性质及物理性质对元素迁移的影响。一般情况下岩石的化学性质活泼，有利元素富集而形成富矿，从而限制了元素迁移，不利于形成规模较大的矿床原生晕。 岩石的物理性质首先反映在机械性质方面，如脆性岩石，裂隙易于发育，有利于元素渗透迁移，形成规模较大的晕；塑性岩石即使产生裂隙也容易封闭，使元素渗透迁移受限制。 岩石孔隙率大，孔隙间联通情况好，则有利于元素的渗透迁移；反之，孔隙率小，联通情况差，则对元素的渗透迁移不利。 4

★岩石地球化学测量的主要应用领域： 岩石地球化学测量目前主要应用于矿产的普查评价阶段。对有矿化、蚀变或物探、化探异常的找矿远景地段，进行岩石地球化学找矿工作，可寻找盲矿体，并对矿化蚀变带或物化探异常区的找矿远景作出评价。在普查找矿阶段，岩石地球化学找矿可用以评价地质体(岩体、地层、断裂带、蚀变岩等)的含矿性。 （一）评价矿化带寻找盲矿体 1、研究成矿成晕过程，建立评价指标，指导盲矿寻找。 2、研究晕的分带性，确定剥蚀程度，指导找盲矿。 3、研究矿石及原生晕组份特征，预测矿石类型。 4、研究原生晕的形成机理，预测深部矿化规模。 （二）研究成矿地质条件和评价地质体的含矿性。 1、评价地层的含矿性 2、评价侵入体的含矿性 3、评价断裂构造的含矿性 4、评价蚀变岩石的含矿性 （三）用于区域地质研究 1、地层的划分与对比 2、沉积环境的分析 3、侵入体的划分，对比和成因分析 4、变质岩原岩类别的判断

土壤地球化学找矿是通过分析土壤中元素的分布，总结元素的分散与集中的规律，研究其与基岩中矿体的联系，通过发现土壤中的异常与解释评价异常来进行找矿的。这里所指土壤，主要是残破积的地表疏松覆盖物，同时也包括塌积的、冰积的、湖成的、风成的以及有机成因的地表疏松覆盖物。 一、风化作用 风化作用是成土的动力因素 可分为三种类型：物理风化、化学风化及生物风化 1、物理风化特点：气温的变化引起岩石的热胀与冷缩，水在岩石中冻结而膨胀 引起；不改变成分。 2、化学风化特点 ：实质上是在水的作用下矿物岩石的分解，水及水中溶解的氧和二氧化碳气体有重要作用，包括水化、水解，氧化、溶解，酸的作用，胶体的形成，交换反应等 ；化学成分发生改变。 3、生物风化：生物风化不仅是植物根系的生长可扩大岩石的裂隙，加速物理风化，更重要的是植物分泌的有机酸，大大地增强岩石的化学分解；生物风化的实质是因生物作用而产生的物理风化和化学风化。 土壤是在岩石风化的基础上通过成壤作用逐渐形成的。土壤由矿物质、有机质及土壤溶液和土壤空气等部份所组成，其中，矿物质和有机质是土壤的主体和物质基础。土壤矿物质，包括原生矿物(如石英、云母等)和次生矿物(如高岭石、蒙脱石等)两大类；土壤的有机质，包括非腐植质(如蛋白质，碳水化合物，脂肪等)和腐植质两类有机物质。 土壤根据其成熟程度通常可分为三层：淋滤层（A）、淀积层(B)、母质层(C) 次生晕：地下深部形成的矿体、矿化及原生晕，和围岩一样在表生带经受各种风化作用。其中的元素随着矿物的破碎或溶解，都会向外迁移产生次生分散，而形成次生晕。