化探知識(shí)

勘查地球化學(xué)在解決基礎(chǔ)地質(zhì)問題中的應(yīng)用概述

  勘查地球化學(xué)作為應(yīng)用地球化學(xué)的分支,除用于礦產(chǎn)勘查生態(tài)環(huán)境調(diào)查之外,解決基礎(chǔ)地質(zhì)問題,是它的一個(gè)重要應(yīng)用方面。
 
  用地球化學(xué)方法解決基礎(chǔ)地質(zhì)問題,本不是新的課題。地球化學(xué)從化學(xué)元素及其同位素在地殼中的分布、集中、分散規(guī)律人手,揭示地質(zhì)體、地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)規(guī)律的地球化學(xué)本質(zhì)’自其作為一個(gè)學(xué)科問世以來,向來就是地質(zhì)研究的有力手段。在地質(zhì)研究中使用地球化學(xué)方法,有其自身的特點(diǎn)。一般說來,研究課題往往與特定的地質(zhì)體或地質(zhì)問題相聯(lián)系’對(duì)特定的地質(zhì)體及其構(gòu)成部分做地球化學(xué)取樣,檢測(cè)特定的元素成分和分析科目,有成型的數(shù)據(jù)處理方法和解釋準(zhǔn)則。例如,以宏量元素為基礎(chǔ)的巖石化學(xué)分類方法,以特征組分(元素)為依據(jù)的相圖和圖解,以同位素比值和稀土配分模式為標(biāo)志的生成環(huán)境判別準(zhǔn)則等’已經(jīng)形成了成套的研究方法和工作程序。本文的重點(diǎn)不在于這類方法,而側(cè)重于用勘查地球化學(xué)的方法和資料來解決基礎(chǔ)地質(zhì)問題。
 
  勘查地球化學(xué)起初是以找礦為目的而興起的,故被稱為“化探”。隨著這門新興學(xué)科的不斷發(fā)展和成熟,它的調(diào)查方法和所獲取的資料,形成了自己的特點(diǎn)和特長(zhǎng)。主要是:
 
  ①調(diào)查方法的普適性。測(cè)量工作不拘泥于特定的目標(biāo)客體或采樣對(duì)象,而是針對(duì)某個(gè)地區(qū),或放眼整個(gè)區(qū)域,通過多種自然介質(zhì)的系統(tǒng)取樣開展調(diào)查,獲取全面、系統(tǒng)、完整的地球化學(xué)信息,從而能夠把握全局,查明宏觀規(guī)律,逐步縮小“靶區(qū)”,揭示具體規(guī)律。
 
  ②調(diào)查信息的包容性。勘查地球化學(xué)的調(diào)查信息,不僅包括地質(zhì)研究中常用的巖石化學(xué)數(shù)據(jù)和同位素?cái)?shù)據(jù),而且要獲取土壤、水系沉積物、水、生物等多介質(zhì)、多層面的數(shù)據(jù)。
 
  分析元素從幾種、十幾種擴(kuò)展到幾十種,新近已取得了76種元素的區(qū)域化探數(shù)據(jù)。不僅擁有宏量元素和微量元素的總量數(shù)據(jù),還測(cè)定了相當(dāng)數(shù)量的不同相態(tài)元素?cái)?shù)據(jù);數(shù)據(jù)質(zhì)量從半定量測(cè)定,已發(fā)展到全部定量、檢出限低于克拉克值的水平。這樣一來,勘查地球化學(xué)獲取的信息,既可解決找礦問題,也可反映巖性、構(gòu)造等地質(zhì)規(guī)律。③調(diào)查結(jié)論的獨(dú)立性。由于勘查地球化學(xué)調(diào)查方法和調(diào)查信息的這些特點(diǎn),在資料解釋上雖需考慮地質(zhì)前提,但不受已有地質(zhì)認(rèn)識(shí)和地質(zhì)結(jié)論的約束,可以依據(jù)全面、系統(tǒng)、高質(zhì)量的地球化學(xué)信息,獨(dú)立地得出客觀和創(chuàng)新的結(jié)論,反映未被認(rèn)識(shí)的地質(zhì)規(guī)律,修正原有的地質(zhì)結(jié)論。
 
  勘查地球化學(xué)的這些特點(diǎn)和特長(zhǎng),有別于一般的地質(zhì)研究方法,開辟了基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查和研究的新途徑,受到有關(guān)管理部門和專家的青睞。從20世紀(jì)00年代末起,我國就注意    到化探資料在地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用,經(jīng)過管理部門的引導(dǎo)和化探人員的努力,已經(jīng)形成了一些具有特色的工作方法;與傳統(tǒng)地質(zhì)研究中的地球化學(xué)方法不斷融合,取得了一系列地質(zhì)界公認(rèn)的研究成果。本文根據(jù)可以得到的文獻(xiàn)資料,就這方面的發(fā)展作一綜述。
 
  化探創(chuàng)立之初,主要以土壤、巖石和生物為樣品介質(zhì),重點(diǎn)解決礦產(chǎn)的局部勘查問題。由于測(cè)區(qū)范圍小、指示元素少、分析精度低,所獲資料不足以解決基礎(chǔ)地質(zhì)問題。到20世紀(jì)50年代,蘇聯(lián)配合區(qū)域地質(zhì)調(diào)查開展了大面積的土壤地球化學(xué)測(cè)量,即所謂的“金屬量測(cè)量”,西方國家則率先開展了區(qū)域性的水系沉積物測(cè)量。這些工作把化探從“點(diǎn)”擴(kuò)大到“面”,體現(xiàn)了化探方法的特點(diǎn)和特長(zhǎng),獲取了大量系統(tǒng)的區(qū)域性地球化學(xué)資料,為研究基礎(chǔ)地質(zhì)問題創(chuàng)造了前提。60年代以后,在西方、蘇聯(lián)和中國,都逐步形成了以水系沉積物測(cè)量為主要手段的區(qū)域化探工作,數(shù)據(jù)不斷積累,理論基礎(chǔ)和工作方法不斷完善,證明區(qū)域化探資料能快速、系統(tǒng)、準(zhǔn)確地揭示調(diào)查對(duì)象的地球化學(xué)特征,為解決多方面應(yīng)用問題創(chuàng)造了巨大的可能性和潛力。到70年代,以英國出版的區(qū)域地球化學(xué)圖冊(cè)為標(biāo)志,證明了這種資料用于解決找礦、地質(zhì)、環(huán)境等問題的綜合性價(jià)值。西方發(fā)達(dá)國家率先將化探資料用于環(huán)境調(diào)查,形成和發(fā)展了環(huán)境地球化學(xué)應(yīng)用方向;而蘇聯(lián)比較重視化探資料在解決地質(zhì)問題中的應(yīng)用,于80年代中期形成了與地質(zhì)調(diào)查密切結(jié)合的成套工作方法。我國在此總體發(fā)展過程中,一直在關(guān)注用勘查地球化學(xué)解決基礎(chǔ)地質(zhì)問題,有主管部門的工作部署和項(xiàng)目引導(dǎo),有專家學(xué)者的理論和方法創(chuàng)新,有基層化探和地質(zhì)工作者的身體力行,在地球化學(xué)基礎(chǔ)資料的獲取和解決基礎(chǔ)地質(zhì)問題的理論方法方面,取得了一系列令世界矚目的成果。
 
  縱觀我國在這一領(lǐng)域的發(fā)展,可大體分出三個(gè)時(shí)期。