氣體地球化學

氣體地球化學找礦方法姓名:熊琦學號:2013127068目錄一．氣體地球化學發(fā)展簡史二．氣體地球化學學科特點和研究范三．氣體地球化學找礦四．結語

空氣及其化學成分或許是人們最熟悉的氣體。生命起源、物種的進化，人類的生存等與大氣息息相關。隨著生產力的發(fā)展、社會的進步，人類對氣體的認識隨之而加深。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。

關于地球內部存在大量氣體的假說，是人們十分關注的問題。大量的觀察事實表明，地球的脫氣作用是一直進行著的全球過程。“固體”地球含有豐富的氣體。近年來，對各類地球氣體進行了大量的研究工作，涉及眾多的研究領域，包括：大氣和水圈的成因和演化、地球內部狀態(tài)及動力學過程、板塊構造、地震機理和預報、火山噴發(fā)作用、油氣和其它礦產資源勘探以及全球環(huán)境演變等。

一．氣體地球化學發(fā)展簡史

進入80年代，氣體地球化學有了長足的發(fā)展，現(xiàn)代實驗技術（氣體組分和同位素分析技術）的引入，使得對地球氣體的研究引起了科學界的廣泛關注，其研究領域、研究深度均迅速擴大和發(fā)展，氣體地球化學已成為一門獨立的前沿學科。其主要標志是：

1.氣體地球化學實驗技術突飛猛進的發(fā)展

2.對各種類型地球樣品的深入系統(tǒng)研究，已在不同的領域形成了一個個分支研究領域，從基礎理論到應用研究構成了一個完整的學科體系。

3.對各種類型樣品的氣體組成和同伎素組成特征的研究，已進到對某一地質體系或地質過程的研究。

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

5.氣體地球化學是在眾多地球科學學科基礎上，采用現(xiàn)代科學校術的成果迅速發(fā)展起來的一門綜合性邊緣學科。

一．氣體地球化學發(fā)展簡史研究范圍

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。氣體地球化學主要是研究這些氣體的地球化學特征、成因類型、運移、聚集規(guī)律及其所參與的地球動力學過程和表征的地質學意義。二．氣體地球化學學科特點和研究范圍

學科特點

從學科的特點，氣體地球化學研究應立足于全球性、統(tǒng)一性的整體研究，在方法手段上應立足于從宏觀到微觀，高精度的分析測定和多學科的綜合交叉研究；其研究成果既要發(fā)展氣體地球化學學科理論體系和實驗技術系統(tǒng)，更要在資源勘探開發(fā)、生態(tài)環(huán)境保護、地質災害防治上得到實踐的檢驗。氣體地球化學的發(fā)展將體現(xiàn)多學科的相互滲透、交叉和綜合。同時也將會促進相關學科的發(fā)展。二．氣體地球化學學科特點和研究范圍

氣體地球化學勘查是以測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,在各種地質成礦過程中,由于多種氣體的參與,形成了各種有價值的氣體暈圈,成為找礦的指示標志。目前除Hg蒸氣以外,用于氣體地球化學勘查的指示元素,還有CO2、H聲及He、Rn等惰性氣體、鹵素氣體、碳氫化合物和氫化物。三．氣體地球化學找礦

三．氣體地球化學找礦隨著新一輪世界礦產勘查開發(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)大測深的勘查技術已成為世界各國政府和各大礦業(yè)公司的共識。正是在這種背景下,氣體測量方法由于氣體的強穿透性,能夠用于勘查隱伏礦而受到許多勘查地球化學工作者的重視。尤其是近年來隨著分析測試技術的發(fā)展,以及物質遷移機理的深入研究,使得這種方法的廣泛使用即將成為現(xiàn)實。許多事實已證明氣體可直接或間接地指示各種地質成礦過程,能快速地向上遷移,將所攜帶大量的與深部礦化作用有關的物質帶到地表,在地表形成氣體暈或離子暈。該方法探測深度可超過1000m。三．氣體地球化學找礦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,在長期的地質地球化學作用下,形成大量的富集,為CO2用于找礦提供了地球化學依據(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找礦方法是通過對土壤樣品加入一定量的蒸餾水加熱煮沸,然后測定其所釋放出的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找礦實例

從鉆孔巖石熱CO2的測定結果上看(如圖1),CO2具有一定的濃度分帶性。內帶異常(>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)了一個外濃度帶。礦體下盤異常不發(fā)育,收斂很快。據(jù)此特征,認為CO2物質來源于礦體,業(yè)隨著地下水的活動而遷移,一直向地表擴散,形成上述空間上的分布模式。簡言之,CO2異常與礦體有密切的空間關系。1.2.1

土壤熱釋CO2找礦實例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CO2異常,內濃度帶是由礦化和綠泥石化蝕變巖引起的,外濃度帶直達地表,與地表土壤異常相對應,構成一個完整的異常分布模式。三．氣體地球化學找礦1.3土壤全碳(指CO2總量,下同)測試找礦法二氧化碳的分析測試方法,目前主要有“熱失重法、色譜法、紅外吸收法、質譜法和化學吸收法”等。土壤全碳法主要采用氣相色譜法。用氣相色譜測定土壤中全碳主要用于尋找CO2氣田和部分金屬礦產。

四