固体矿产勘查中的常规地球化学方法.ppt

一、矿产勘查的地球化学观 二、固体矿产勘查中的常规地球化学方法 三、地球化学异常评价的基本方法 四、地球化学勘查的误区,严 己 宽,一、矿产勘查的地球化学观,认识矿产勘查中地球化学方法的特点对于更好地使用它很有帮助，这里主要介绍勘查对象与勘查方法的地球化学观。 一）、勘查对象的地球化学观： 介绍成矿空间层次、成矿演化、异常系统的地球化学观。,1、成矿空间层次与地球化学勘查,从矿田-矿床-矿体， 规模越来越小，从出露 矿体到深隐伏矿体，地 面信息越来越弱。矿田 乃至矿床，包括部分小 型出露矿都可以用中小 比例尺化探方法发现。,1、成矿空间层次与地球化学勘查,发现出露或浅隐伏矿体采 用中大比例尺土壤与水系沉 积物测量一般都是有效的， 但对于深隐伏矿体（通常大 于200米）的勘查尽管有构 造地球化学、地球气、地电 化学、可提取金属量等多方 法可供选择，但都存在影响 因素多,多解性突出等问题。,2、成矿地球化学演化,虽然现在强调壳幔相互作用对区域成矿的影响，但是地壳地球化学继承与演化的观点对于揭示成矿规律，指导找矿仍然非常重要。比如新凉亭铜铅锌多金属矿具有上部富铜锌下部富铅锌的特点，前者是对于,2、成矿地球化学演化,区域东西向Cu、Zn地球化学块体（富集）的继承，后者则与燕山期酸性岩浆成矿活动有关，表现出成矿的演化性。在浅部看到富铜锌就简单地按照一般单期成矿矿石分带规律认为到了矿尾是不合适的。,3、地球化学异常系统,勘查的目标是矿床，把矿床及其异常系列从各种地质地理背景中识别出来。从原生晕-次生晕-分散流，离开矿床越来越远，原有成矿信息的变化越来越大，这种变化具有双重性。,3、地球化学异常系统,有人认为矿床及原生 晕是成矿系统的一部分， 成矿后改造不属于成矿 系统研究范畴。但是从 矿产勘查角度看，次生 晕、分散流、成矿后期 地质构造活动等都属于 找矿系统研究的对象。,二）勘查方法的地球化学观,包括适用性观点、信息观与发展观 1、勘查方法的适用性依赖于以下两点： 1）、矿体是否存在与周围地质体不同的地球化学特性，即是否存在异常发育的前提。 2）、所采集的数据能否把矿体从背景中区分出来，即能否较好地识别异常。 目前广东常规化探方法比较适用的固体矿产主要是铜、铅、锌、钨、锡、金、钼、锑、稀土、银和铀，其次有铌、钽，对于品位要求高达1%以上的锰、非金属矿硫、萤石和重晶石等只有次要指导意义。,2、勘查方法信息观,矿产勘查手段很多，所 取得信息对于找矿来说提 供的信息量是不一样的。 资料解释的目的就是在明 确方法优缺点的情况下给 出目前条件下的认识，指 出对象的可能性与存在前 提。 地球化学勘查是一种随着 找矿深度增加从直接找矿 走向间接找矿的微观方法,3、勘查方法技术发展观,1）、纵观地球化学勘查百年来的发展，几乎每一次重大突破都离不开样品分析技术的发展。 目前常用元素全量的定量分析配套技术已经非常成熟，现场分析技术的发展大大加快了异常查证的步伐，多目标地球化学调查的开展促进了元素有效态与形态分析技术的发展。,3、勘查方法技术发展观,2）化探信息提取方法的发展离不开相关技术的进步，如近些年逐步进入实用的分形、神经网络技术、混沌理论等。 3）化探信息解释水平的提高离不开最新成矿理论与地球化学理论的应用，如地球动力学理论、成矿系统理论、地球化学块体理论、成矿系列理论、地质异常理论、大火成岩省理论等。,二、固体矿产勘查中的常规地球化学方法,1、主要手段是测量元素含量，发现含量分布与成矿的关系。 2、生产中常规而又最常用的方法是土壤测量与水系沉积物测量； 其次是岩石测量、气体测量、水化学测量和偏提取测量。 生物测量与地电化学测量等方法非常少用。,二、固体矿产勘查中的常规地球化学方法,主要介绍土壤测量与水系沉积物测量 一）、选区 二）、工作准备 三）、野外工作 四）、分析质量监控 五）、资料整理与报告编写,土壤测量与水系沉积物测量,主要适用规范 DZ/T0167-2006 区域地球化学勘查规范 DZ/T0011-1991 地球化学普查规范（1:50000） DZ/T 0145-1994土壤地球化学测量规范 DZ／T0153―95《物化探工程测量规范》 其它适用规范包括地球化学勘查术语，地球化学勘查图图示式、图例及用色标准，地球化学勘查技术符号等。 重点是野外工作方法,一）、选区,除了区域化探扫面和某些专项工作，一般而言化探工作是属于矿产勘查项目的的一个子项，工作范围已经被选定；即使如此，也存在一个工区同时开展2种方法的可能性与必要性。 了解方法的优点与局限性，做好资料的收集与分析非常重要。,1、方法的优点与局限性,1）水系沉积物测量： 以冲积物为主要采样对象。优点是样品代表性佳，通行条件和异常追踪条件较好，是快速开展大面积找矿的理想方法。 适用于1、2级水系或干沟发育的有冲积物可采的山地丘陵区。,1）水系沉积物测量,水系的分级 一般将不少于300-500米长 度的无分支河流或干沟称为一级水系。按照1+1=2， 1+2=2 ，2+2=3这种对等进级方式从上游到下游推算水系等级。,,1）水系沉积物测量,水系沉积物测量不适用于： 样品对所在采样格子的地质体代表性不佳的平原台地区； 冲积物不发育的宽缓丘陵区 采矿等污染较大或二、三级以上水系发育的地区。,2）土壤测量,采样对象以残积物、坡积物为主。优点是异常找矿意义较明确，最适用于在土壤发育的中低山丘陵区开展中小面积(普)详查(≥1/5千)或异常查证工作； 其次是在区域化探( ≤ 1/10万)工作或普查阶段( 1/5万~1/2.5万)水系沉积物测量难于进行的地区作为辅助勘查手段。,2）土壤测量,缺点是采样量 相对较大，样 品代表范围小， 规则网采样在植 被发育时通行困 难。右图是理想 采样条件。,2、资料的收集与分析,加强资料的收集与分析研究可以为确定样品分析项目提供依据，发现隐伏半隐伏矿的找矿远景区。 目前全省1/20万区域地质、水文地质、区域重力、航磁、区域化探都已覆盖；有近1/3地区开展了1/5万区域地质和中大比例尺物化探工作，为选区提供了较充分的依据。,二）、工作准备,1、编写工作设计 2、人员设备准备 3、勘查登记,1、编写工作设计,按照任务书或委托书的要求，依据前面所列规范标准编写设计。 设计是项目验收的最重要依据，要充分反映委托方的要求，同时也要从工作区实际情况出发，在规范允许或没有明确规定的情况下保留尽可能大的灵活性。,原有物化探测量规范比较传统，随着时代的发展，野外定点普遍使用GPS,其中的航迹记录可以作为监控野外定点质量的一种依据。,1、编写工作设计,1、编写工作设计,出现问题较多的条款通常包括： 采样密度：宜规定一个合理的数值范围或最小值而不是一个定值，避免争议。 比如1：5万水系沉积物测量采样密度一般为4个/km2 ，设计中可以规定为3.9-4.1个/km2 。,1、编写工作设计,采样布局：室内布设的采样线或点可能在野外到不了位或采不到要求的介质，为此应规定： 1）、点线偏移原则、尺度和表示方法； 2）、变更采样介质的条件和控制数； 3）、空格或跳点的前提、数量与批准权限等。,,,1、编写工作设计,采样点标志： 强调控制性的点（如最上游点、最远点）标志的重要性。不同条件下宜采用不同的标志方式以利于长期保存。组合样点要求在每个分样采集点做标记 。标志上一定要写明点号。,1、编写工作设计,样品重量： 规范要求过筛后样量150g，但是采样原始重量与样品物质组成和含水量关系很大，一般需要1000g。,1、编写工作设计,过筛粒度： 中低山丘陵区一般为60目，特殊景观区要试验确定，明确试验方法。比如我们在西藏林周地区就采取了-10目-+100目的过筛粒度，除了照顾元素富集粒级，也兼顾排除风成沙影响。,,1、编写工作设计,野外检查方式与检查量： 明确野外资料与现场采样方法质量各级检查的检查方式和检查量。 委托方不同，要求可能不一样，一般采取三级检查方式。工区野外检查量不少于5%，重复采样检查3-5%。,1、编写工作设计,样品分析： 规定配套分析方法。 明确各级标准样品的选择、插入方式与数量，内检监控、异常点监控和密码样的数量，样品监控指标与质量要求等。样品分析质量是保证成果质量的基本前提之一。,1、编写工作设计,成果提交： 明确提交资料的类别、名称、数量，资料保存介质、资料汇交时间方式与执行规范等。,2、人员设备准备,1）、人员技术准备 配置野外工作人员并对他们进行岗前培训，学习工作细则和有关规定，统一技术要求 ，这一点对于形成高质量的的野外资料至关重要。 化探采样人员地质水平的高低通常决定了野外记录地质矿化信息描述的详细程度和找矿线索的多寡。这对于找矿来说非常重要。,2）、设备准备,主要指采样手图、工作布置图、手持式GPS或罗盘、化探锹、采样记录卡、PH试纸(水系沉积物)、背包、防水装备、样品纸袋布袋、塑料袋、铁锤、放大镜、样品箱、样品加工设备、现场分析装备、送样单、点圆规和其它文具等等。,3、勘查登记,按照国土资源部门勘查(调查)登记要求进行登记，做到依法勘查(调查)。 现在省、市、县都有矿产资源勘查规划，在办理探矿权时先了解是否属于生态保护区、限采区或禁采区很有必要。,三）、野外工作,完整的化探野外工作包括4个部分： 1、面积性野外作业 2、野外资料整理 3、异常查证 4、检查验收 取得可对比性与代表性强的样品是化探工作取得成效的关键。,野外工作.,,1、面积性野外作业包括,1)、方法协调 2)、采样的调整 3)、样品采集 4)、采样记录 5)、样品初加工、样品包装与送样,1）、方法协调,化探是综合的矿产勘查手段的一种，通常与物探一起最早开展。生产过程中各方法的相互配合对提高矿调成效非常重要。先打钻再做物化探是不可取的。,2）、采样的调整,采样布置技术要求在规范中有明确规定，野外只需要按照设计布置好的网点采样就可以了。但是地形通行条件复杂或影响因素较复杂的地区可能采不到合乎要求的样品，就需要作出相应调整。,2）、采样的调整,在设计或规范许可的范围内可能的调整包括： （1）、更改采样介质或采样物质的组成 （2）、调整局部采样位置与采样密度 （3）、对测线进行平移 （4）、跳点 所有的更改都要反映在实际材料图上。超出设计或规范允许范围的的变更必须取得委托方的书面许可。,2）、采样的调整,目前通常使用GPS测定土壤测量控制点乃至所有测点，受GPS本身和信号接收条件限制，有时可能达不到精度要求，需使用已知高精度测量点或地形地物点来校正。,3）、样品采集,水系沉积物采样技术要求： (1)定点误差符合规定； (2)样品采自河谷易于所选粒级物质富集处； (3) 避开有机质或河岸崩塌物污染； (4) 原始样量能保证过筛网后达到设计要求； (5)样品应装入无污染防水袋中以防止交叉污染,3）、样品采集,水系沉积物采样主要步骤 : (1)在采样点附近5～15m范围内选择2个以上部位采样合并为该点样品； (2)设置采样点标志； (3) 将实际采样点位标在手图上；,3）、样品采集,土壤采样技术要求： (1)采样深度、层位应达到要求并保持一致； (2)采取元素富集层位的土壤作为样品，一般避开有机物和铁锰结核； (3)采用多点组合方式采样以提高样品的代表性 (4)样品原始重量应保证过筛后样重达到要求。,3）、样品采集,土壤采样步骤： 1)在采样点周围点距1/4的范围内，采集两个以上基本一致的土壤样品合并作为该点样品； 2)样品装袋 3) 设置采样点标志,4）、采样记录,(1)要求在实地记录的项目须在野外如实填写； (2)对样品特征进行记录； (3)对采样点周围地质、地形地貌特征进行记录 (4)记录须清晰工整，不得涂改、擦改、追记； (5)样品、记录、送样单、工作手图四者必须吻合无误 。要注意识别污染、矿化并在备注栏里说明。,5）、样品初步加工,技术要求是： (1)严格执行规定的样品加工流程和方法； (2) 样品加工前、加工中和加工后的样品数量与编号准确无误； (3)避免样品加工污染； (4)分阶段检查样品数量、编号和加工质量；,5）、样品初步加工,样品加工操作步骤： (1)依送样单接收原始样品； (2) 选择通风清洁的加工场所； (3)按加工流程和方法对样品进行加工； (4) 大致均匀地分取设计要求的密码样并填好送样单或编制送样编码表 （1:20万）； (5)依送样单将样品装箱送交测试。,2、野外资料整理,野外资料整理要求： (1)整理、检查各种原始资料内容是否正确、齐全、吻合； (2)编写小组与工区工作总结； (3) 按归档要求进行原始资料装订 。,2、野外资料整理,资料整理步骤： (1)整理样品； (2)整理采样记录、工作手图，填写送样单； (3)编制实际材料图； (4)统计各项生产技术指标； (5) 编写工作总结；,3、异常查证,1）、异常查证在取得初步分析数据并整理出主要元素面积性化探资料后进行。 2）、查证异常数通常不少于总体异常数的30%，详查的有找矿意义异常原则上都应进行检查。 3）、异常查证程度和查证方法取决于面积性工作的比例尺、项目性质与要求，通常分为一、二、三级，一级查证程度最高。,3、异常查证,4）、主要查证方法手段包括：地质调查、加密采样、综合剖面、现场分析追踪、槽探与钻探等。 5）、异常查证讲求效率与找矿效果，要追踪异常源，现场分析方法显得非常重要，常用分析设备有冷提取分析箱、现场原子荧光分析仪等,3、异常查证,野外追踪铜铅锌次生异常时通常使用冷提取分析方法，该方法对发现异常效果好，但分析箱野外不易携带，操作不够简便且影响因素较多。,3、异常查证,快速原子荧光分析仪使用简便，分析精度合乎要求。早期存在分析项目不多，受基质影响大、更换放射源成本高，普通的接收计数器的灵敏度较低等问题。 目前随着技术的发展，已经出现简便的手持式可同时分析十几种元素的原子荧光分析仪，大大提高了异常的追踪效率。,4、检查验收,1）、 采样小组对于自身形成的资料，要进行100%的检查；工区检查比例为室内10%，野外5%；分队和大队视实际情况进行抽查。 地调局要求的检查比例要高些。,4、检查验收,2）、如果检查发现定错点位等严重问题要扩大检查比例，视问题的严重性进行部分或全部返工。 野外工作质量可按照中国地质调查局的评分标准进行评分。,四）、分析质量监控,1、选择信誉良好，经过相应项目的CMA认证的实验室，了解分析单位所用方法是否合乎规范要求。 送样时最好与分析单位沟通一下所需主样的重量，不同分析单位的要求可能有所差异。 2、送样时送不少于30个密码样一起分析，注意密码样的保密性。 3、送样时注意样品交接清楚，确保送样单与所送样品的一致性。,四）、分析质量监控,4、接收分析结果时应该按照设计或合同的要求进行验收，找出不合格的原因。 未满足基本要求的样品或项目应部分或全部返工。 5、特殊情况下的让步接收应取得委托方的书面认可。 6、化探样品交分析后还存在实验室细加工环节，该环节出现污染等问题可能在监控指标上难于发现，但可以通过系统数据的观察或成图对比发现问题，这一点需要特别注意。,五）、资料整理与报告编写,1、数据分析统计与异常圈定 2、图件编制 3、综合分析研究 4、报告编写,五）、资料整理与报告编写,建议： “欲善其事必先利其器”，化探数据整理与编图是一件非常繁琐的工作，特别是图件有属性要求的时候，推荐的专业软件是地调局开发的Geoexpl,结合基础平台软件MAPGIS，基本可以满足目前要求。如果需要定量预测，则可以考虑MRAS或GeoDAS。,1、数据分析统计与异常圈定,数据的分析统计要以地质背景为基础，分析区域或全区、各主要地质单元或景观区地球化学特征。主要目的是评价各地质单元成矿特征，为选取适用的异常下限确定方法提供依据。,1、数据分析统计与异常圈定,异常可以分为正负两类，生产上通常只圈正异常，因为负异常的地质地球化学意义评价依据往往不够充分。 (正)异常是个相对于背景的概念，圈异常通常要先统计出异常下限值。,1、数据分析统计与异常圈定,异常圈定方法与工作区面积、比例尺、地质地球化学复杂程度、客户要求等相关。 当面积小、比例尺大、地质地球化学条件较单一时可使用统一的异常下限。否则应考虑使用两个以上的异常下限或使用分区背景校正、滤波法、衬值法等来圈定。,1、数据分析统计与异常圈定,传统的异常下限值确定方法是：先剔除平均值加减三倍标准离差范围之外的数据，然后用余下的所谓背景数据用平均值加1.67-2倍标准离差来计算。 使用累计频率的方法圈定异常对于大面积小比例尺勘查效果较好,1、数据分析统计与异常圈定,当工作面积较大，采样质量较好时，分析项目不太多时，合适的异常下限圈定的异常总面积通常不超过工作总面积的1/3。 合适的异常圈定方法有利于发现有意义的弱矿致异常，抑制污染异常、岩性异常或特殊景观异常。,景观处理前后广东连阳盆地Zn地球化学图与异常图（累频）,,2、图件编制,主要包括原始数据图、地球化学图、单元素异常图或组合异常图、地球化学参量图、综合异常图、找矿远景区划图及其他解释推断图件。,2、图件编制,原始数据图和地球化学图属于基础图件，一般不附地质背景，但现在越来越多附上简要地质矿产图。 原始数据图应尽量使用实验室提供的电子文件将数据直接链接到实际采样点位上，避免因环节过多而增加人为错误。,2、图件编制,地球化学图等值线间隔在0.1LOG基础上不宜放得过稀从而反映不出局部的地球化学变化。用累计频率法划分等值线作图效果也不错，可以避免等值线过密现象。,2、图件编制,粤北Ag地球化学图（全省累频方式）,2、图件编制,其它解释推断图件一般都应附地质矿产内容，编制以突出重点和目标、图面负担适中为原则。 组合异常图的分组通常以元素相关分析结果为主要依据，适当考虑惯例。,广东Au异常图,,粤西Mo矿元素组异常图,圆珠顶 大型Mo Cu矿上 只有很 弱的Mo Cu异常,2、图件编制,地球化学参量图以数据处理结果为依据，通常带有较强的目的性，如因子得分图、分形异常图等。 综合异常图通常突出推断对象的分布和主成矿元素(有时不止一个)的异常特征。 找矿远景区的划分应参考相关的规范或指导性文件要求。,广东花岗岩特征因子得分图,,粤西地区综合异常简图,,,,3、综合分析研究,生产性项目的综合分析研究以发现找矿标志或主要控矿因素为主要目的。 要求充分收集分析区内所有的前人工作资料。 对发现的异常进行分类评价，找出异常特征(面积、平均值、特高值、变异系数、比值、NAP值、线面金属量、浓度分带与组份分带特征等)与地质地理背景、区域演化历史、成矿作用类型、人为活动等的关系。,4、报告编写,前面的工作做好之后，报告的编写只不过是数据、文字和图件的组织问题，规范里明确提出了报告提纲。,三、地球化学异常评价的基本方法,目的是识别矿致异常并作出评价，分层次考虑因素：1、异常本身特征，2、采样分析误差，3、人为污染因素，4，景观要素，5，地质因素：包括岩性、构造、矿化等等。,三、地球化学异常评价的基本方法,1 、经验分析法 它是异常筛选初期常用的一种方法，主要依据的异常强度、规模、元素组合等地球化学异常特征、所处地质背景和与已知矿异常的相似性等准则，凭借工作者的认识和经验，在地球化学异常图上直观优选异常。,1 、经验分析法,有时也使用一些数理统计方法作为辅助手段。但最终还是依据工作者或专家的经验作出评判。 这种方法在地表找矿阶段，有经验的工作者往往会取得明显效果，特别是对显著异常的优选。但这种凭经验直观优选异常的方法，带有较多主观随意性和个人局限性。,2、 异常逐步分级方法,在进行区域化探异常筛选时，首先从区域上展开，在深入研究区域地球化学分布和区域地质特征的情况下逐步将筛选异常的目标从地球化学省向异常带乃至矿致异常转移，最终依据综合异常的特征对矿致局部异常做出评价。体现出从区域—矿带—矿田—局部异常进行综合筛选的思路。 该方法实际上也是经验分析法的一种,3、 模型类比法,主要依据所建立的不同矿种、不同成矿类型、不同产出条件的矿田和矿床的区域与矿床地球化学找矿模式，遵循相似地质条件和相似异常特征有可能找到类似矿床的经验规律，通过模式类比优选出与矿有关的和最具有找矿前景的异常。,3、 模型类比法,所建的区域地球化学找矿模式，主要对区域化探资料中最具特征的信息进行提取。进一步的研究可在已知矿田、矿床特征，成矿地质背景、控矿因素、找矿标志、物探和遥感异常的基础上，对所有信息进行特征提取和组合，进行定位于定量预测，这是目前流行方法。,3、 模型类比法,模型类比法是模型识别技术的一种。在对于区域综合信息进行深入研究的基础上，模型识别技术可以很好地分析与解读数据。 对于异常来说。消除了分析与景观影响后用，识别的区域影响因素可分为采样、污染、基础地质、成矿、构造以及它们的组合等层次，后3者作为重点可进一步细分。,四、地球化学勘查的误区,1、重理论轻实践 地球化学勘查与其他矿产勘查方法一样是实践性很强的方法，我们国家与世界许多国家一样最近在室内研究、新方法技术研究上投入了大量的金钱，但是对于找矿来说，高质量的野外工作依然是最主要的。 搞化探设计不踏勘、景观变化大地区或新实践区不试验、设计执行得不到严格监控、质量验收马马虎虎等都根源于对野外这一块不够重视，越来越机械化与低技术化。这是不符合找矿科学的要求的。,粤西局部Cu地球化学图,,四、地球化学勘查的误区,2、试图用一种化探方法乃至一次工作找出所有的矿 与其它勘查方法一样，对于不同的找矿目标，每种化探方法都有其优缺点、每种采样密度乃至每次工作的成果都带有某种必然与偶然性，我们的工作应是扬长避短，在明了方法特点的基础上扬长避短才能发挥最大效益。,西藏松多握异常前后3次工作Cu异常对比,,四、地球化学勘查的误区,3、试图用一种方法乃至一次解释提取所有的找矿信息 成矿理论与信息提取技术的每一次进步、背景资料的每一次更新都可能带来对于数据找矿意义的一次全新认识，这也是数据信息研究的魅力所在。,英德-阳山地区成矿元素组合,,四、地球化学勘查的误区,4、试图用面上信息完全反映立体的、多层次多建造的三维地质体 随着找矿向纵深发展，发展了多种深穿透地球化学勘查技术，但是想用地面采样技术解决所有深部问题是不现实的，必须将地球化学勘查技术与钻探工程紧密结合，才能真正地逐步满足深部找矿的需要。,,谢谢大家,