化探知識

中國化探立足于地球化學(xué)填圖

  許多不斷對中國化探進(jìn)行回顧與展望,在1987年至今的21年中共作了十余次總結(jié),平均每不到兩年就要回顧與展望一次。這些文章中有很多看法與做法不斷重復(fù)提出,也有許多看法與做法不斷發(fā)生變化。不斷重復(fù)表明中國化探一貫保持一定的明確思路,這思路指引推動事業(yè)的前進(jìn)。不斷變化表示中國化探不囿于成見,勇于創(chuàng)新,堅持一貫與不斷創(chuàng)新并不矛盾,而是相輔相成,使中國化探在國際應(yīng)用地球化學(xué)領(lǐng)域取得了今天的地位,并在解決資源與環(huán)境許多重大問題上作出重大貢獻(xiàn)。此文目的不再在于回顧,而在于展望中國化探進(jìn)入21世紀(jì)的發(fā)展并提出建議。因為老一輩書寫中國化探史的人們已經(jīng)時間不多,需要更多后繼者繼續(xù)努力。
 
  各種地球科學(xué)如地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、土壤學(xué)、水文學(xué)、海洋學(xué)、氣象學(xué)、地球物理學(xué)在其發(fā)展過程中莫不以各種尺度、各種類型、各種參量的空間分布圖件為其支撐。中國化探在近30年的迅猛發(fā)展是與中國的各種地球化學(xué)填圖計劃的實施密不可分的。如“中國區(qū)域化探全國掃面計劃”、“全國地球化學(xué)環(huán)境監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)計劃”、“全國76種元素地球化學(xué)填圖計劃”、“巖石背景值計劃”、“1:5萬成礦區(qū)帶地球化學(xué)填圖計劃”及當(dāng)前的一系列多目標(biāo)生態(tài)、環(huán)境、農(nóng)業(yè)地球化學(xué)填圖計劃。這些計劃累積了海量、高質(zhì)量的地球化學(xué)數(shù)據(jù)。這是世界任一國家都無可望其項背的。今后利用這海量資料可以在大量理論性與應(yīng)用性的研究中取得許多創(chuàng)新成果,實現(xiàn)J.E.Potter 1990年的預(yù)言“地球化學(xué)圖的制作最終將會被證明比地質(zhì)學(xué)中具革命性的板塊研究更加重要”。
 
  這就需要對這海量資料逐步解密,供各領(lǐng)域?qū)W者從不同觀點與需求,充分利用與研究。
 
  以下是利用這海量數(shù)據(jù)進(jìn)行研究的實例。
 
  (一)礦集區(qū)、元素異常集結(jié)區(qū)與地球化學(xué)塊體。
 
  礦集區(qū)是已知礦床的集中分布區(qū),在地理圖上顯示為不連續(xù)點的集結(jié)。異常集結(jié)區(qū)是若干高含量面的聚集,而地球化學(xué)塊體是以塊體異常下限圈出的一個連續(xù)的面。今后在部署礦產(chǎn)勘查工作時最好將三種圖件綜合研究,但當(dāng)前部署礦產(chǎn)勘查工作時,還主要只考慮研究礦集區(qū)。
 
  我們在20世紀(jì)末業(yè)已提出地球化學(xué)塊體的理論與研究方法,現(xiàn)在又提出多元素異常集結(jié)區(qū)的概念。已把多元素異常集結(jié)區(qū)分為與基性及超基巖有關(guān)的(Cr,Ni,Co,V,Cu,Ti,Mn,Nb,Au),與酸性巖有關(guān)的(Sn,W,Mo,U,Th,Pb,Nb,Be,Bi),與熱液活動有關(guān)的(Pb,Zn,Ag,Cd,F(xiàn),Mn,Mo,Cu,Au),與低溫熱液活動有關(guān)的(As,Sb,Hg,Li,B,Au,Ag)。這些多元素異常以累加異常或累乘異常形式表達(dá)。
 
  今后需制作從全國到區(qū)域的多尺度異常集結(jié)區(qū)的分布圖件,還可探索更多元素組合及表達(dá)方式,將這些成果結(jié)合構(gòu)造、巖性、礦集區(qū)、成礦系列與成礦系統(tǒng)研究,不僅可為縮小靶區(qū)的1:5萬地質(zhì)與化探部署提供更多的依據(jù),收互補(bǔ)之效,還可為成礦理論的研究提供新資料與新看法。例如中國地質(zhì)調(diào)查局為全國1:5萬區(qū)調(diào)所作部署,主要是根據(jù)已發(fā)現(xiàn)礦床的集結(jié)及1: 20萬地質(zhì)填圖資料,根據(jù)化探異常在沱沱河已發(fā)現(xiàn)新的巨型Pb-Zn-Cd礦床,而在1:5萬工作部署上恰在此處中止。又例如中國地質(zhì)調(diào)查局部署的雅魯藏布江成礦帶,因過去在此成礦帶只發(fā)現(xiàn)銅、鉛、鋅、銀、鐵、鉻及銻礦,故在規(guī)劃中強(qiáng)調(diào)以找這些礦為主。如結(jié)合異常集結(jié)區(qū)及地球化學(xué)塊體研究,就可看到這里發(fā)現(xiàn)大型Sn、W、Mo、U、Th礦床可能性極大。
 
  (二)礦產(chǎn)資源潛力評價。
 
  自從我們提出利用礦化率來評價礦產(chǎn)資源潛力后,已初步做了一些工作。我們利用嚴(yán)光生等據(jù)全國資料已計算出的金的一般成礦率( Mineralization  Coefficient,General MCG,MCG=O. 49%)對黔西南卡林型礦集區(qū)所作初步評估,這些評估都是十余年前所為,還需不斷修訂。
 
  在燕遼地區(qū)有一巨大的金異常集結(jié)區(qū)。劉大文挑選其中研究程度較高的42-3號異常進(jìn)行“區(qū)域成礦率”  (Mineralization Coefficient,Regional,MCR)的計算,計算出的MCR (0. 43%)與根據(jù)全國資料計算出的金的MCG (0. 47%)相差不大。
 
  燕遼地區(qū)已求得的金儲量為175. 32 t,但利用MCR數(shù)據(jù)計算金資源潛力達(dá)1 898 t,看來此區(qū)具有極大找礦前景。
 
  今后還需根據(jù)金礦成礦的不同環(huán)境與條件計算所謂“專屬成礦率”( Mineralizatior1Coefficient,Specific.MCS)。為計算這樣的MCS須探索對礦床的不同分類方法。與此司時應(yīng)將對金成礦率的研究經(jīng)驗推廣于許多其他成礦元素。
 
  (三)稀有分散元素獨立成礦的可能性。
 
  涂光熾先生曾提出各種稀有分散元素獨立成礦的理論。如何找到這類礦床,需要礦床學(xué)家與勘查地球化學(xué)家的共同努力,76種元素的海量資料與圖件為這一探索提供有力的支撐。過去中國Te作為副產(chǎn)品主要產(chǎn)于廣東江西。從程志中制作的圖上可看到最大的兩個T。地球化學(xué)塊體分布在云南廣西。在這些異常中是否可能存在Te的獨立礦床或以Te為主的礦床?從圖上可看到云南廣西的Te異常與Pb、Hg. Sb或Au與Ag的異常并不完全重合。今后需進(jìn)一步在逐步加密的地球化學(xué)測量中,研究Te異常與上述各元素異常空間分布的重合度及相關(guān)性。這將是研究Te元素是否有獨立礦床的有效方法。
 
  (四)基礎(chǔ)理論研究。
 
  各種尺度的地質(zhì)圖是各方研究地學(xué)基礎(chǔ)理論的必要支撐。周期表內(nèi)所有元素是構(gòu)成地球的最終物質(zhì)單元。因而多種元素在地球上多尺度的空間分布圖件,必將為地學(xué)基礎(chǔ)理論研究提供強(qiáng)有力的工具。包括對地球形成、殼幔分異、地質(zhì)演化及成礦過程的研究提供新思路與新信息。
 
  例如西南地區(qū)大火成巖省地幔柱研究,是地質(zhì)基礎(chǔ)性研究的熱點。盡管發(fā)表了許多文章,但與地幔柱研究最密切的鉑族(PGE)元素的分布卻幾乎沒有什么資料。76種元素西南地區(qū)地球化學(xué)填圖計劃提供的Pt、Pd、Os、Rh、Ru、lr在西南100余萬平方千米范圍內(nèi)分布的圖件,也許是世界上第一份這類圖件。由此可對西南地區(qū)地幔柱研究提供許多新信息,下面是我們一些初步研究結(jié)果。
 
  根據(jù)所取得的分析資料結(jié)合文獻(xiàn)上的研究工作可以提出下列看法。
 
  地幔柱雖沿攀西裂谷上升,但溢流玄武巖與其中PGE異常所在的隆起部分可能已被剝蝕,故此區(qū)既無玄武巖出露,也無PGE異常。在攀西裂谷西側(cè)的溢流玄武巖中有大片低Ti異常,而東側(cè)為高Ti異常,故西部PGE異常可能是從高溫熔融帶上升形成的,這可從西部苦橄巖的發(fā)現(xiàn)得到進(jìn)一步佐證。而東部玄武巖及PGE異常可能源于溫度較低的地幔柱頭部分。這樣西部各PGE的分異度(LLC/SC)差別甚大,是可能導(dǎo)致Pt-Pd與Os-Ru及Rh-Ir的相關(guān)性有很大差別的原因。
 
  從以上僅舉的少數(shù)初步研究結(jié)果也可看到已取得的海量地球化學(xué)填圖數(shù)據(jù)在地學(xué)理論與應(yīng)用研究中的重大意義。