勘查地球化學復習題.doc

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勘查地球化學復習資料 序言 1. 勘查地球化學概念：（一般了解） 2. 地球化學異常：地質體或天然產物中地球化學指標明顯偏離正常的現(xiàn)象。 3. 地球化學背景：地質體或天然產物中地球化學指標明顯正常的現(xiàn)象。 4. 地球化學異常分類（根據(jù)賦存介質）： （1） 巖石地球化學異常；（2）土壤地球化學異常：（3）水系沉積物地球化學異常：（4）水文地球化學異常；（5）氣體地球化學異常：（6）生物地球化學異常 5. 地球化學特點： （1） 通過微觀領域的研究，用直接信息進行勘查 （2） 以現(xiàn)代分析測試技術為主要手段 （3） 方法適用性強 （4） 快速，經濟，效率高 6. 展簡史：一般了解 第一章 1.克拉克值的勘查地球化學意義： （1）克拉克值是地質體中元素分散與富集的一種尺度 （2）克拉克值是勘查地球化學測試方法靈敏度的總標準 （3）可用于預測全球礦產資源 2.濃度克拉克值=地質體或區(qū)域中元素的豐度/克拉克值 3.濃集系數(shù)=礦石最低可采平均品味/克拉克值 4.計算法步驟： （1）選取正常樣品： 根據(jù)地質觀察和研究，選取未受礦化，蝕變影響或影響相對較弱地段樣品的分析結果作為計算對象。 （2）處理離群含量： 利用迭代法提出那些含量小于均值減去3倍均方差（xixP+3S）d的樣品，被剔除的樣品不再參加計算 （3）進行正態(tài)分布檢驗，確定背景值（CO）和背景上限值（CA） a.數(shù)據(jù)如果服從算術正態(tài)分布，則：CO= CA= CO+ks k 一般取2 b.數(shù)據(jù)不服從算術正態(tài)分布，則把數(shù)據(jù)轉換成對數(shù)，然后再進行檢驗。如果服從對數(shù)正態(tài)分布，則： ClO= ClA= ClO+ks l k 一般取2 c.如果數(shù)據(jù)既不服從算術正態(tài)分布，又不服從對數(shù)正態(tài)分布，則可以用圖解法原理來計算背景值及其上，下限值。 5.異常強度：異常強度可用異常峰值（CMax）、異常平均值（Cp）、異常襯度（CP/CA或CP/Co）來表示。 6.富集系數(shù)：數(shù)值上等于CP/Co反映的是相對于異常形成過程中元素的富集程度。 7.異常濃度分帶：自礦化中心或異常中心向外，一種元素的含量在空間上有規(guī)律的變化的現(xiàn)象。 分帶方法：內帶：反映礦床（體）的賦存部位；中帶，反映蝕變礦化范圍；外帶，反映蝕變礦化的影響范圍。實際工作中，通常用式子“CAan)劃分濃度帶，其中a=2、3、4…;n=(0、1、2)或n=(2、3、4) 8.變異系數(shù)（V）：V=S/CP100% 其中S為均方差，CP為平均含量；一般認為，V越大，說明元素的再分配作用較強，對成礦有利。 9.相關系數(shù)（r）：表征兩個變量之間關系的密切程度。兩個變量之間是否存在相關性，可用不同信度下的臨界值（ra）衡量。如果|r|> ra，則認為兩個變量之間顯著相關；反之，則沒有顯著相關。其中|r|<1。 10.金屬量：（1）線金屬量： 其中，li為第i點樣品影響的距離，CI為第i樣品的元素含量，CO為背景值，CA為背景上限值。 從上式可以看出線金屬量是利用一條測線的異常來估算礦化強度的參數(shù)，參加計算的樣品必須是異常點，即Ci>=CA (2) 面金屬量： 式中，Si為第i樣品所影響的面積，Ci>=CA。從上式可以看出，面金屬量是利用一定面積異常估算礦化強度的參數(shù)。 如果是規(guī)則采樣（Si=Sj，i=/j）公式可簡化為： （3）金屬量是一個非常重要的參數(shù)，廣泛應用于地球化學異常評價中，金屬量既包含元素的含量信息，又包含異常的空間大小信息，因此也作為異常規(guī)模用于不同異常間的對比和評價中。 11.組合指數(shù)：指地球化學性質各自相似，地球化學活動性各自相近的兩組元素間含量或襯度或富集系數(shù)之比。包括： （1）累乘指數(shù)，例如：(AsSbHg)/(MoWSn)。元素符號表示該元素的含量 （2）累加指數(shù)，例如：（As+Sb+Hg）/(Mo+W+Sn).元素符號標志該元素的襯度（或富集系數(shù)） (3) 意義：與單個元素含量相比，組合指數(shù)可以壓低由分析誤差等各種偶然誤差引起的“噪音”，強化異常規(guī)律，因此廣泛應用于地球化學異常的研究和評價中。 第二章 1.巖石地球化學異常的研究意義： （1）各類礦床的巖石地球化學異常最全面的保留了成礦時的地球化學信息，這對于礦床和異常形成機理的研究和找礦實踐中的應用都有重要意義。 （2）巖石地球化學異常（包括礦體）是各類次生地球化學異常物質來源的主要組成部分，各類次生地球化學異常，都是巖石地球化學異常的派生產物。 （3）尋找深部的盲礦體，巖石地球化學勘查是必不可少的方法。 2.成暈元素的遷移 在熱液礦床成礦過程中，成暈元素主要是呈液相遷移，元素在液相條件下的遷移方式有兩種，既滲透遷移和擴散遷移 （1）滲透遷移：由于溶液的壓力梯度，元素及其化合物隨溶液沿著巖石裂隙系統(tǒng)，整體自由的流動而遷移。 （2）擴散遷移：指元素在靜止的溶液中，由于濃度差，由濃度高處向濃度低處遷移。 3.影響元素遷移成暈的因素 （1）元素的地球化學性質 元素的地球化學性質，如離子半徑，極化性質，電負性，化合物，能量性質等影響元素在熱液中的活動性。 （2）含礦熱液性質 含礦熱液對元素遷移成暈的影響，主要反映在熱液的溫度，壓力和濃度等方面。 （3）構造裂隙 構造裂隙對成暈元素的遷移影響較大，可以從兩個方面來考慮，一是構造裂隙為含礦溶液遷移提供了通道；二是構造裂隙的變化，影響了溶液的壓力，破壞了原來的平衡，使成礦元素析出沉淀。 4.指示元素 （1）概念：天然物質中能夠作為找礦線索的元素 （2）條件：a,對找礦有一定指示意義；b,成暈明顯（一般來說，濃集系數(shù)大的元素成暈明顯）；c,在當前的測試技術條件下，分析簡便，經濟。 （3）分類：根據(jù)成礦過程中元素的遷移距離的不同，指示元素可以劃分為： A，近程指示元素：W、Mo、Sn、Be、Co、Ni B，中程指示元素：Cu、Pb、Zn、Ag C，遠程指示元素：Sb、Hg、Ba、As、I、Br 6. 原生暈的微量元素（一般了解） 7. 原生暈的形態(tài)（一般了解） 8. 影響原生暈規(guī)模的因素 （1）礦化強度 礦體或礦床的規(guī)模不同，暈的規(guī)模也不同。大型礦床的原生暈大，反之小。 （2）構造裂隙 構造裂隙發(fā)育，有利于成暈元素以滲透方式遷移，形成規(guī)模較大的暈。 （3）圍巖性質 圍巖性質不同，可影響成暈元素的遷移，從而也影響原生暈的規(guī)模，圍巖的化學性質活潑，異常規(guī)模較小。圍巖的脆性大，空隙發(fā)育，空隙之間的連通性好，則形成規(guī)模較大的暈 （4）元素的地球化學性質 在其他條件相同的情況下，元素的地球化學性質不同，所形成的原生暈規(guī)模也不同，活動性強的元素可形成規(guī)模較大的原生暈 （5）異常的剝蝕程度 異常的剝蝕程度不同，更確切的講，異常相對于礦體的位置不同，我們所觀察到的異場規(guī)模也不同。 9. 原生暈分帶 （1）概念：異常的分帶包括濃度分帶和組分分帶。濃度分帶：反映某一元素的含量在空間上有規(guī)律的變化現(xiàn)象；組分分帶：各種元素的異常在空間分布上有規(guī)律變化的現(xiàn)象。 （2）組分分帶的構成： a.前緣—沿含礦溶液的運動方向上位于礦體上方（或前方）的異常地段，也稱“頭暈” b.尾暈—沿含礦溶液的運動方向上位于礦體下方（或尾部以下）的異常地段，也稱“后尾暈” c.橫向暈—沿礦體厚度方向上的異常地段，可分為“上盤暈”和“下盤暈” d.縱祥暈—沿礦體走向方向上，由礦體向外的異常地段，也稱“側向暈” 在勘察地球化學中，沿著“前緣—礦體—尾暈”方向上原生暈的分帶稱之為“軸向分帶”；沿著礦體厚度方向上原生暈的分帶稱之為“橫向分帶”；沿礦體走向方向上原生暈的分帶稱之為“側向分帶”或“縱向分帶”。 10. 分帶指數(shù)法的計算 （1）計算每個元素在各中段（也稱水平或斷面）線金屬量（Mij） （2）進行線金屬量標準化（Aij） Aij=10a*Mij 標準化的基本思路是把不同元素線金屬量同一到一個數(shù)量級. (3) 不同元素的標準化線金屬量按中段求和（Bi） Bi= (4) 求分帶指數(shù)（Dij） Dij= Aij/ Bi  (5) 根據(jù)MaxDij所在中段位置初步排除分帶序列 （6）利用變化度(Dj)區(qū)分出位置重疊元素的前后位置 Gj= 式中，Gj的計算為矢量計算，即Dij在最大值所在截面的上面和下面，其值符號相反，通常取最大值所在截面以下的取正，最大值所在截面以上的取負。 （7）缺陷和不足： A.參加計算的元素種類或個數(shù)的多少，可能改變元素在分帶序列中的相對位置，這可能影響不同人（或不同時間）所做的工作，因互相之間元素種類或個數(shù)不同時可能產生差異 B.某個元素在部分中段（或截面）中沒有異常時，計算分帶序列可能失去意義（計算Gj）時分母為0 C.通過標準化過程，人為地給出每個元素的標準化權系數(shù)，其得出結果的數(shù)學意義和地球化學意義不明確 11.重心法 （1）計算線金屬量 （2）計算每個元素的異常重心 式中，Hj為第j元素異常的重心標高；hj為第i截面（或中段）的標高；n為截面（或中段）的個數(shù)。 （3）利用異常重心（Hj）的高低排出分帶序列 （4）優(yōu)點：該方法定量描述異常重心位置，地球化學意義和數(shù)學意義明確，計算過程簡便，適用性強，參加計算的元素種類或個數(shù)的多少，以及某個元素在部分截面（或中段）中沒有異常等情況均不影響該方法的使用。 12.原生暈的橫向分帶（一般了解） 13.原生暈的軸向分帶（一般了解） 14.綜合分帶序列的標志方法 （1），首先對每個元素給出局部分帶序列號（Aij） （2），計算每個元素的序列總和（Bj） Bj= （3），根據(jù)Bj的大小排出綜合分帶序列 15.巖石地球化學勘查的應用條件 主要應用于金屬礦產的勘查，目前已經成為尋找盲礦體的最重要手段之一。應用巖石地球化學勘查能尋找多種礦產。此外，巖石地球化學勘查還可以用于研究其他地質問題。 巖石地球化學勘查可用于礦產勘查的各個階段，但主要用于礦床勘探，礦床開采，詳查，普查評價等階段 應用巖石地球化學勘查的自然條件，最基本的是有基巖出露，或被覆蓋的地段有工程揭露，以便能夠觀察和采集樣品。 16.強化異常的方法 （1）改進采樣方法 采集構造破碎帶內或裂隙中的充填物，大大提高異常強度，有助于發(fā)現(xiàn)普通巖石樣品難以發(fā)現(xiàn)得異常。其次，為了強化異常，還可以用富含成礦成暈元素的重粒級礦物代替巖石樣品，進行分析，此即為“重粒分析法”。 （2）利用特殊參數(shù) 利用組合指數(shù)，多元統(tǒng)計參數(shù)等多元地球化學參數(shù)，也可以達到強化異常的目的。 （3）利用合理的分析方法 采用合理的分析方法也是強化異常的方法之一。例如，偏提取分析方法 17.分散礦化引起的異常特征： （1）分散礦化的異場規(guī)模小 （2）分散礦化異常的濃度分帶不明顯，沒有明顯的濃集中心。 （3）分散礦化的異常元素組合比較簡單。 （4）分散礦化異常中，組分分帶不明顯。 18.異常侵蝕截面水平的研究（剝蝕程度的研究） 礦致異?？赡苡邢旅?中情況：a.在前緣，深部有盲礦體；b.在礦體的上部，礦體向深部延伸較大；c.在礦體的下部，礦體向深部延伸非常有限；d.在尾暈，礦體已經被剝蝕飴盡。 （1）定性研究： 異常中元素組合式判斷異常所處相對位置的重要標志，具體解釋為：（1）在異常中主要出現(xiàn)遠程指示元素組合，則可能屬于a 情況；（2）見到礦體，并且在異常中不僅出現(xiàn)中程指示元素組合，而且也出現(xiàn)遠程指示元素組合，則可能屬于b情況；（3）見到礦體，但在異常中不僅出現(xiàn)中程指示元素組合，而且也出現(xiàn)近程指示元素組合，則可能屬于c情況；（4）如果見不到礦體，并且在異場中主要出現(xiàn)近程指示元素組合，則可能屬于d情況。 （2）定量研究： 近年來比較重視定量評價異常的侵蝕截面水平，其常用的數(shù)學表達式為 Y=a+Bx 式中，Y為異常與礦體的相對距離；X為組合指數(shù)；a.b為回歸系數(shù)。 第三章 1.土壤分層 A層：也稱為淋溶層或腐殖層，位于土壤剖面的最上部，生物活動的影響強烈，腐殖質含量最高。富含碳酸的有機酸，在降水過程中，此層土壤中的元素發(fā)生強烈的淋濾和溶解作用。該層可進一步劃分為兩個亞層。 B層：也稱淀積層，位于A層的下部，一般為棕色或黃褐色，主要由砂質粘土組成。與A層相比，B層的生物活動減弱，有機質含量減少。從A層淋濾下來的各種微量元素，在B層被吸附發(fā)生沉淀富集，因此在金屬礦產的土壤地球化學測量中往往把B層土壤作為樣品。 C層：也稱母質層，位于B層的下部，也是位于土壤剖面的最下部，由尚未明顯淋濾、沉淀影響的風化碎屑物組成。 2.次生暈的形成作用 （1）概念：次生暈是指由于礦體及原生暈的表生破壞，在礦床上覆土壤中形成的，以成礦有關元素含量增高為特征的地球化學異常地段。 （2）遷移方式： A.機械分散：表生作用下成暈元素呈固體碎屑物形式遷移和分散。其遷移的主要元素是表生環(huán)境下活動性弱的元素（Au,Sn,W,Cr,Ti），可進一步分為機械擴散和機械搬運： a.機械擴散：指成暈元素組成由于物理風化營力，以固體質點形式向周圍介質易位。 b.機械搬運：指在中立的作用下，成暈組分以固體碎屑形式向下坡移動 B.水成分散：在表生作用下，成暈組分在水中呈液相形式遷移。水成分散作用對于硫化物礦床的次生暈最為典型，包括溶解，遷移和沉淀三個階段。 a.溶解：在表生環(huán)境下，金屬礦物的可溶性是水成分散的重要前提。 b.遷移：成暈組分被溶解轉入地下水或土壤中水中，可通過擴散，滲透，毛細管作用等方式遷移分散。 擴散方式：在氣候濕潤，上覆土壤飽含水分的情況下，由礦體及原生暈形成的土壤與普通土壤之間，在成暈元素濃度方面存在較大差異，從而溶解于水中的成暈元素自礦體處向外方向擴散遷移。 滲透方式：一方面表現(xiàn)為成暈組分分隨土壤中水和地下水沿斜坡向低處遷移，另一方面表現(xiàn)為成暈組分隨同大氣降水的垂直向下運動而遷移。 毛細管作用方式：在氣候干燥，蒸發(fā)強烈的情況下，因毛細管作用，土壤層下部的水攜帶成暈組分不斷地向地表方向移動，其結果是在地表產生異常。 c.沉淀：成暈組分以各種形式（穩(wěn)定絡合物，簡單離子，鹽類形式，有機化合物）遷移的過程中，由于環(huán)境的變化破壞了原來的平衡，是液相組分轉變?yōu)楣滔嘟M分沉淀。 C.生物分散：生物分散主要從兩個方面考慮：一是植物對成暈組分的分散作用，二是微生物對成暈組分的分散作用。 3.次生暈的分類 依據(jù)異常的賦存介質類型不同 （1）殘留暈：產于殘-坡積層中的土壤地球化學異常，賦存異常的介質基本屬于原地物質，殘留暈形成過程中，機械分散，水成分散，和生物分散這三種分散方式均有找礦意義。 （2）上置暈：產于運積層中的土壤地球化學異常，賦存異常的介質屬于異地物質（冰川、洪水的沉積物和風積物等）在上置暈中，只有水成分散和生物分散有找礦意義，機械分散無找礦意義。 依據(jù)異常與礦體的相對位置不同（會畫圖） （1） 礦上暈：暈中心在礦體上方的土壤地球化學異常。 （2） 側疑暈：暈中心偏離礦體的土壤地球化學異常。 （3） 脫離暈：礦體與次生暈互相脫離的土壤地球化學異常。 4.最佳層位的確定依據(jù)： （1）：指示元素的含量較高 （2）：異常的清晰度好，能夠有效的發(fā)現(xiàn)與礦有關的異常。 （3）：指示元素分布的均勻性好，以減小采樣誤差和樣品的原始重量 意義：（1）：不同深度和粒度中指示元素分布不相同，選擇合理的深度和粒度，才能有效地發(fā)現(xiàn)礦體 （2）：大規(guī)模工作前必須做深度，粒度試驗，或獲得已有資料。 5.殘留暈與礦體的空間關系 （1）在地形平緩的條件下，可能有以下兩種情況： A,礦體直立，異常濃集中心在礦體上方 B,礦體傾斜，異常濃集中心偏離礦體 (2)在斜坡，情況較為復雜，主要為兩種情況： A,地面坡向與礦體傾向相反，異常濃集中心側移距離遠 B,地面坡向與礦體傾向一致，異常濃集中心側移距離小 6.上置暈的主要特征 特征：上置暈產于運積層中，賦存異常的土壤屬于異地物質，所以上置暈屬于后生異常。因此，對于尋找下伏運積層下面的礦床來說：機械分散作用是沒有意義的。上置暈的形成作用有兩種：一是水成分散作用，包括擴散作用、毛細管作用和電化學作用；二是生物分散作用。 指示元素含量：在上置暈中，通常是C同生>>C后生，所以采用“偏提取方法”，只是分析其中的C后生。這種只提取后生含量的方法，雖然異常絕對值低，但是異常襯度高，可形成明顯的異常。與全量分析相比，偏提取方法分析的元素總量絕對值雖然很低，但是相對強度高，異常規(guī)模大，有利于異常的發(fā)現(xiàn)和追索。 7.土壤地球化學勘查的應用條件 當運積層的厚度小于5m時，水成分散和生物分散作用較強。相對易于發(fā)現(xiàn)異常。當運積層厚度超過25m時，傳統(tǒng)意義上的水成分散和生物分散作用很弱，只能用鉆孔采樣或采用特殊的測量方法。 8.鐵帽的地球化學評估 地球化學方法對真假鐵帽的鑒別能力很強。 第四章 1分散流：由于礦體、原生暈的表生破壞，在礦體附近水系沉積物中形成的，成礦有關的元素含量增高的地段稱“礦床分散流”，簡稱分散流。 2 水系的分級：（1）在1:50000地形圖或類似比例尺的航空照片上可以辨認的最小水系為一級水系；（2）同級水系匯合才能升高一個級別 3 橫穿河谷方向的指示元素分布 （1）河谷部位常年接受上游下來的物質，指示元素代表性強，且含量高。 （2）河漫灘處，指示元素含量變化大，其物質一般來說是洪積物。 （3）山區(qū)小河谷，只能代表一側 4 沿河流縱向指示元素含量變化 沿著河流縱向分布可以將分散流分為“頭部”和“流帶部”。 （1）頭部特征：毗鄰礦床、指示元素含量高、分布不均勻，含量曲線呈鋸齒狀 （2）流帶部特征：頭部以下異常地段、指示元素含量低、分布均勻、每當一條新的水系匯入，使指示元素含量陡然降低，結果含量變化曲線呈階梯狀下降，直至背景。 5 分散流的規(guī)模 分散流的規(guī)模受以下幾個因素的影響 （1）礦化強度：大型礦床，分散流的長度可以為12km-14km;小型礦床，分散流的長度為0.3km-0.6km。 （2）元素性質：對于化學遷移的元素來說，在水中活動性大的元素的異常規(guī)模大 （3）礦床所處的位置：a,礦床（體）沿一條水系的流向分布，則礦體組分不斷的集中加入該水系，使單個分散流的長度很長。b,如果礦床（體）橫跨幾條水系，或礦床（體）在分水嶺處，則單個水系的分散流長度（l1）比較小，但總長度比較大。 （4）礦床（體）位于較大水系附近，由于背景區(qū)的物質加入過多，指示元素含量明顯“稀釋”使分散流的含量降低，甚至異常消失。 （5）小型脈狀礦體的金屬量小，進入水系中的礦石成分非常有限，通常分散硫含量不高，一般誤認為是偶然誤差。