氣體地球化學(xué)

氣體地球化學(xué)找礦方法姓名:熊琦學(xué)號(hào):2013127068目錄一．氣體地球化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史二．氣體地球化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)和研究范三．氣體地球化學(xué)找礦四．結(jié)語

空氣及其化學(xué)成分或許是人們最熟悉的氣體。生命起源、物種的進(jìn)化，人類的生存等與大氣息息相關(guān)。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步，人類對(duì)氣體的認(rèn)識(shí)隨之而加深。烴類氣體的可燃性是首先引起人們注意和加以利用的性質(zhì)。

關(guān)于地球內(nèi)部存在大量氣體的假說，是人們十分關(guān)注的問題。大量的觀察事實(shí)表明，地球的脫氣作用是一直進(jìn)行著的全球過程。“固體”地球含有豐富的氣體。近年來，對(duì)各類地球氣體進(jìn)行了大量的研究工作，涉及眾多的研究領(lǐng)域，包括：大氣和水圈的成因和演化、地球內(nèi)部狀態(tài)及動(dòng)力學(xué)過程、板塊構(gòu)造、地震機(jī)理和預(yù)報(bào)、火山噴發(fā)作用、油氣和其它礦產(chǎn)資源勘探以及全球環(huán)境演變等。

一．氣體地球化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史

進(jìn)入80年代，氣體地球化學(xué)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)（氣體組分和同位素分析技術(shù)）的引入，使得對(duì)地球氣體的研究引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注，其研究領(lǐng)域、研究深度均迅速擴(kuò)大和發(fā)展，氣體地球化學(xué)已成為一門獨(dú)立的前沿學(xué)科。其主要標(biāo)志是：

1.氣體地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展

2.對(duì)各種類型地球樣品的深入系統(tǒng)研究，已在不同的領(lǐng)域形成了一個(gè)個(gè)分支研究領(lǐng)域，從基礎(chǔ)理論到應(yīng)用研究構(gòu)成了一個(gè)完整的學(xué)科體系。

3.對(duì)各種類型樣品的氣體組成和同伎素組成特征的研究，已進(jìn)到對(duì)某一地質(zhì)體系或地質(zhì)過程的研究。

4.資源、環(huán)境和災(zāi)害是當(dāng)代人類面臨的三大問題，這不僅是其他地球科學(xué)家關(guān)注、研究，以期獲得重大突破的問題，也是氣體地球化學(xué)家們所研究的對(duì)象。

5.氣體地球化學(xué)是在眾多地球科學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)代科學(xué)校術(shù)的成果迅速發(fā)展起來的一門綜合性邊緣學(xué)科。

一．氣體地球化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史研究范圍

自然界存在的各種氣體（包括人工排放物）主要是元素周期表中H、N、O、S、鹵素和稀有氣體等形成的單質(zhì)或化合物。根據(jù)氣體組分的特征，可將其分為三種類型，即以甲烷為代表的烴類氣體，以CO2、N2、O2、H2、H2S等為代表的非烴類氣體和周期表的零族元素稀有氣體。氣體地球化學(xué)主要是研究這些氣體的地球化學(xué)特征、成因類型、運(yùn)移、聚集規(guī)律及其所參與的地球動(dòng)力學(xué)過程和表征的地質(zhì)學(xué)意義。二．氣體地球化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)和研究范圍

學(xué)科特點(diǎn)

從學(xué)科的特點(diǎn)，氣體地球化學(xué)研究應(yīng)立足于全球性、統(tǒng)一性的整體研究，在方法手段上應(yīng)立足于從宏觀到微觀，高精度的分析測(cè)定和多學(xué)科的綜合交叉研究；其研究成果既要發(fā)展氣體地球化學(xué)學(xué)科理論體系和實(shí)驗(yàn)技術(shù)系統(tǒng)，更要在資源勘探開發(fā)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、地質(zhì)災(zāi)害防治上得到實(shí)踐的檢驗(yàn)。氣體地球化學(xué)的發(fā)展將體現(xiàn)多學(xué)科的相互滲透、交叉和綜合。同時(shí)也將會(huì)促進(jìn)相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。二．氣體地球化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)和研究范圍

氣體地球化學(xué)勘查是以測(cè)量與礦床在成因上及空間上有聯(lián)系的某些氣體元素或化合物的異常進(jìn)行找礦。有些元素和化合物在地殼中呈氣態(tài)遷移是很普遍的現(xiàn)象,在各種地質(zhì)成礦過程中,由于多種氣體的參與,形成了各種有價(jià)值的氣體暈圈,成為找礦的指示標(biāo)志。目前除Hg蒸氣以外,用于氣體地球化學(xué)勘查的指示元素,還有CO2、H聲及He、Rn等惰性氣體、鹵素氣體、碳?xì)浠衔锖蜌浠?。三．氣體地球化學(xué)找礦

三．氣體地球化學(xué)找礦隨著新一輪世界礦產(chǎn)勘查開發(fā)熱潮的到來,向新區(qū)和覆蓋區(qū)要礦的呼聲越來越大,開發(fā)大測(cè)深的勘查技術(shù)已成為世界各國(guó)政府和各大礦業(yè)公司的共識(shí)。正是在這種背景下,氣體測(cè)量方法由于氣體的強(qiáng)穿透性,能夠用于勘查隱伏礦而受到許多勘查地球化學(xué)工作者的重視。尤其是近年來隨著分析測(cè)試技術(shù)的發(fā)展,以及物質(zhì)遷移機(jī)理的深入研究,使得這種方法的廣泛使用即將成為現(xiàn)實(shí)。許多事實(shí)已證明氣體可直接或間接地指示各種地質(zhì)成礦過程,能快速地向上遷移,將所攜帶大量的與深部礦化作用有關(guān)的物質(zhì)帶到地表,在地表形成氣體暈或離子暈。該方法探測(cè)深度可超過1000m。三．氣體地球化學(xué)找礦1.CO2找礦方法

CO2廣泛地賦存在各類現(xiàn)代沉積物和各類巖石、礦物中,在長(zhǎng)期的地質(zhì)地球化學(xué)作用下,形成大量的富集,為CO2用于找礦提供了地球化學(xué)依據(jù)。目前,以CO2為手段用于找礦的方法有以下幾種:1.1土壤后生碳酸鹽找礦法后生碳酸鹽稱“△C”法,它是針對(duì)尋找油氣田建立起來的。1.2

土壤熱釋CO2找礦法熱釋CO2找礦方法是通過對(duì)土壤樣品加入一定量的蒸餾水加熱煮沸,然后測(cè)定其所釋放出的CO2濃度來發(fā)現(xiàn)礦體的一種找礦方法。1.2.1

土壤熱釋CO2找礦實(shí)例

A.南京棲霞山鉛鋅礦床圖1.南京棲霞山鉛鋅礦床40線原生暈剖面異常圖1.2.1

土壤熱釋CO2找礦實(shí)例

從鉆孔巖石熱CO2的測(cè)定結(jié)果上看(如圖1),CO2具有一定的濃度分帶性。內(nèi)帶異常(>800PPm)分布在礦體最寬、最富的部位;中帶異常(400一800PPm)不很發(fā)育,緊圍繞礦體,業(yè)沿F3斷層展布;外帶異常(200一400PPm)范圍較寬,沿礦體上盤的斷層往地表延伸,中間一段為背景含量,近地表處又出現(xiàn)了一個(gè)外濃度帶。礦體下盤異常不發(fā)育,收斂很快。據(jù)此特征,認(rèn)為CO2物質(zhì)來源于礦體,業(yè)隨著地下水的活動(dòng)而遷移,一直向地表擴(kuò)散,形成上述空間上的分布模式。簡(jiǎn)言之,CO2異常與礦體有密切的空間關(guān)系。1.2.1

土壤熱釋CO2找礦實(shí)例B.安徽宣城銅山礦床

圖2.安徽宣城銅山礦床26線土壤巖石熱釋CO2異常剖面圖

1.2.1

土壤熱釋CO2找礦實(shí)例銅山26線熱釋CO2原生暈異常的空間分布特征與棲霞山40線剖面的分布特征基本相同。內(nèi)濃度帶(>600PPm)與礦體的范圍吻合,中帶(300-600PPm)比礦體寬2倍左右,而外帶(150-300PPm)在礦體的前上方有一定延伸,中間一段為背景含量,但在礦體上方近地表處又出現(xiàn)一個(gè)CO2異常,內(nèi)濃度帶是由礦化和綠泥石化蝕變巖引起的,外濃度帶直達(dá)地表,與地表土壤異常相對(duì)應(yīng),構(gòu)成一個(gè)完整的異常分布模式。三．氣體地球化學(xué)找礦1.3土壤全碳(指CO2總量,下同)測(cè)試找礦法二氧化碳的分析測(cè)試方法,目前主要有“熱失重法、色譜法、紅外吸收法、質(zhì)譜法和化學(xué)吸收法”等。土壤全碳法主要采用氣相色譜法。用氣相色譜測(cè)定土壤中全碳主要用于尋找CO2氣田和部分金屬礦產(chǎn)。

四