地質(zhì)大勘查地球化學(xué)課件06地球化學(xué)調(diào)查工作方法

地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)系第六章

地球化學(xué)調(diào)查工作方法勘查地球化學(xué)本章內(nèi)容一、工作設(shè)計(jì)二、采樣布局三、樣品采集四、樣品加工一項(xiàng)完整的地球化學(xué)調(diào)查，一般可以分為三個(gè)階段：1、野外調(diào)查與樣品采集2、樣品加工與樣品分析3、資料整理與報(bào)告編寫(xiě)。這是一個(gè)有組織、有計(jì)劃、有系統(tǒng)的研究工作。三個(gè)階段的工作環(huán)環(huán)緊扣，而且后者以前者為基礎(chǔ)。第一個(gè)階段的工作決定了整個(gè)工作的最終效果。正因?yàn)槿绱耍覀儜?yīng)當(dāng)特別重視第一階段的工作。

第一節(jié)

工作設(shè)計(jì)為了使工作的設(shè)計(jì)符合實(shí)際，科學(xué)可行，要組識(shí)專(zhuān)門(mén)人員進(jìn)行可行性研究，專(zhuān)門(mén)的踏勘、試驗(yàn)后，再編寫(xiě)設(shè)計(jì)書(shū)。一、設(shè)計(jì)書(shū)編寫(xiě)程序

1、資料收集

2、勘選區(qū)踏勘

3、方法試驗(yàn)（1）技術(shù)條件試驗(yàn)（2）方法有效性試驗(yàn)（3）專(zhuān)項(xiàng)試驗(yàn)

4、編寫(xiě)設(shè)計(jì)：具體編寫(xiě)內(nèi)容：1）目的任務(wù)（2）工作依據(jù)（3）工作方法與技術(shù)要求（4）實(shí)施方案中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)系制作，2023年4月29日第二節(jié)采樣布局一．采樣單元應(yīng)用地球化學(xué)的基本依據(jù)是利用統(tǒng)計(jì)抽樣的原理，用少數(shù)抽取的樣品去估計(jì)母體的分布特征。元素在地球化學(xué)場(chǎng)內(nèi)分布是不均勻的，但是，當(dāng)把研究區(qū)按一定面積分割成若干足夠小的單元（細(xì)胞）時(shí)，可以近似把這一單元內(nèi)元素看作是均勻分布的。這個(gè)最小單元，地球化學(xué)上通常叫做采樣單元。這樣，每個(gè)單元采集至少一件樣品，就可以知道整個(gè)研究區(qū)內(nèi)的元素含量空間分布特征。這個(gè)采樣單元的大小，根據(jù)工作目的，制圖比例尺不同而不同。采樣單元的大小，國(guó)內(nèi)外通常用成圖時(shí)不同比例尺圖件上１cm2作為最小采樣單元。按照采樣單元布置采樣，通常用于中小比例尺的地質(zhì)、地球化學(xué)調(diào)查中。這種調(diào)查帶有戰(zhàn)略性的，只希望了解地球化學(xué)場(chǎng)結(jié)構(gòu)上的粗略輪廓，找到地球化學(xué)的高或低含量區(qū)段，而對(duì)于＞1∶1萬(wàn)比例尺的礦區(qū)詳查，其目的為了查明礦（化）體引起的局部地球化學(xué)異常，則通常用點(diǎn)、線(xiàn)距不同的測(cè)網(wǎng)開(kāi)展采樣工作。二、采樣布局表不同比例尺采樣密度表比例尺水系沉積物（化探）①取樣點(diǎn)距m每k㎡點(diǎn)數(shù)土壤（農(nóng)業(yè)）剖面②取樣點(diǎn)距m每km2點(diǎn)數(shù)1∶25萬(wàn)1∶20萬(wàn)1∶10萬(wàn)1∶5萬(wàn)3000—200011000—5001—4400—2002—8200—1008—20

0.070.10.52勘查地球化學(xué)假設(shè)研究對(duì)象是在背景的正態(tài)分布中還有疊加了礦化作用形成的另一母體，因此采樣密度要大一些。而農(nóng)業(yè)土壤調(diào)查中，則視對(duì)象為單一正態(tài)分布母體，是比較均勻的背景分布，因此采樣點(diǎn)稀疏得多。對(duì)于勘查地球化學(xué)來(lái)說(shuō)，一般要求采樣點(diǎn)要均勻分布在全區(qū)，對(duì)于找礦地質(zhì)條件有利的地區(qū)，適當(dāng)加密取樣。對(duì)于農(nóng)業(yè)土壤地球化學(xué)調(diào)查來(lái)說(shuō)，在采樣網(wǎng)格確定之后，與其任意隨機(jī)布置采樣點(diǎn)，還不如根據(jù)調(diào)查者的工作經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)水平，選取有代表性的點(diǎn)位布置觀察點(diǎn)和采樣。由于成礦作用受地質(zhì)構(gòu)造（特別是熱液礦床）影響，礦體多分布在斷裂構(gòu)造帶中，其長(zhǎng)寬比例不同，形成的異常多為長(zhǎng)條形、透鏡形。因此對(duì)于基巖采樣來(lái)說(shuō)，測(cè)線(xiàn)方向特別重要。

1、區(qū)域化探

對(duì)工作程度較低的地區(qū)，為了盡快在較大范圍中（可以是幾百、幾千甚至是上萬(wàn)平方公里）確定找礦遠(yuǎn)景區(qū)，查明資源分布情況，為區(qū)域找礦決策提供依據(jù)，而開(kāi)展的大范圍以礦產(chǎn)勘查為目的地球化學(xué)勘查工作。一般采用低密度的水系沉積物測(cè)量方法。工作成果比例尺采用１∶２０萬(wàn)、１∶１０萬(wàn)及１∶５萬(wàn)，通常按國(guó)際分幅系統(tǒng)地覆蓋全區(qū)、全省乃至全國(guó)?；焦ぷ髦?，主要的采樣介質(zhì)采用水系沉積物。因?yàn)?，它具有控制范圍大，介質(zhì)元素分布均勻、樣品代表性好、沿溝谷布樣交通條件好、樣品易采集易加工、工作效率高等優(yōu)點(diǎn)，成為區(qū)域化探中的首選方法。其次，在溝谷河流密度小的低緩地形區(qū)，也可用土壤樣來(lái)代替。此外，為克服土壤樣品控制范圍小的缺點(diǎn)，常常采用加大采樣數(shù)量，用分析組合樣的辦法來(lái)減少分析樣品數(shù)。2、化探普查一般是在成礦條件較好、成礦規(guī)律、特點(diǎn)基本明確的區(qū)域上，為進(jìn)一步查明礦床和發(fā)現(xiàn)新礦化的具體分布范圍。找礦目標(biāo)是礦床級(jí)的異常。普查化探主要用于1∶5萬(wàn)區(qū)域化探所確定的成礦帶中異常集中段，為進(jìn)一步確定礦床可能賦存位置提供可靠依據(jù)。在進(jìn)行土壤地球化學(xué)測(cè)量時(shí)，可以適當(dāng)配合進(jìn)行井水、泉水及地表水的水化學(xué)找礦工作。

3、化探詳查目的是確切地圈定礦化范圍，初步評(píng)價(jià)地表礦化，找礦目標(biāo)己被鎖定在確定礦床范圍和尋找礦體，評(píng)價(jià)礦體剝蝕程度，深部礦化趨勢(shì)。選擇土壤測(cè)量還是基巖地球化學(xué)測(cè)量，主要視露頭出露情況而定。其它布局方式，除了上述比較正規(guī)的系統(tǒng)工作之外，勘查地球化學(xué)中還有其它的專(zhuān)項(xiàng)研究和找礦工作。如巖體評(píng)價(jià)時(shí)，可對(duì)穿越巖體作十字形或井字形布置基巖剖面。對(duì)成礦有利巖體，礦化受接觸帶控制時(shí)，則主要采用垂直接觸帶的一系列放射形不等距短剖面控制之。第三節(jié)樣品采集一、采樣的基本概念按統(tǒng)計(jì)抽樣的原則，抽取數(shù)量有限、重量有限的樣品來(lái)分析，用它來(lái)估計(jì)，或近似模擬原地球化學(xué)場(chǎng)的分布特征，包括總體的概率分布參數(shù)特征（平均值、均方差、變化系數(shù)等）和空間分布結(jié)構(gòu)特征。對(duì)于每抽取的一個(gè)樣品之來(lái)說(shuō)，分析結(jié)果就取得了一個(gè)具體的地球化學(xué)指標(biāo)值xi。要想用xi代表總體的平均值X是不現(xiàn)實(shí)的，在將整個(gè)總體均分成若干取樣單元（網(wǎng)格）后，已假設(shè)每一取樣單元內(nèi)元素含量的分布是比較均勻的，若在第j單元內(nèi)不同位置上任取一個(gè)樣品xij即為實(shí)際觀測(cè)值。Xij這一實(shí)際觀測(cè)值與xj單元的平均值μj之間，總會(huì)有微小差異，習(xí)慣上把這兩者之間的差叫做取樣誤差εij：

εij=xij-μj每一單元的理想含量組μj與總體平均值μ差，叫做地球化學(xué)變差wjWj=μj-μ

將上二式合并整理，則任一點(diǎn)觀測(cè)值xij可表示為

Xij=μ+wj+εij

即地球化學(xué)場(chǎng)中任一點(diǎn)觀測(cè)值可以分解為三部分：研究區(qū)總體平均值，地球化學(xué)變差和采樣誤差。為了減少采樣誤差，使觀測(cè)值更接近uj，可以在同一取樣單元內(nèi)取n件樣品，然后取其平均值X。

就大大縮小了取樣誤差。引入一個(gè)正態(tài)母體的最小采樣數(shù)量的概念。設(shè)研究客體的地球化學(xué)指標(biāo)服從正態(tài)體分布N（u,σ），統(tǒng)計(jì)量為一標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量。經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換若將允許的相對(duì)誤差δ表示為，則又因?yàn)樽兓禂?shù)，∴。將上二式代入n的計(jì)算公式。

取信度α=0.05，則正態(tài)分布的概率分度t為1.96≈2。若相對(duì)誤差一般情況下允許相差20%的話(huà)，則上式變?yōu)椋?/p>

采樣布局自由網(wǎng)：隨機(jī)布樣規(guī)范格網(wǎng)：線(xiàn)距×點(diǎn)距參考規(guī)范：區(qū)域地球化學(xué)勘查規(guī)范（1:250000）2012年3月

區(qū)域地球化學(xué)勘查規(guī)范（1∶200000）（DZ/T0167-1995）和2006年（DZ/T0167-2006）（比例尺：1:200000）（DZ/T0167－1995）

DZ/T0167—2012二、水系沉積物采樣元素在不同級(jí)次水系中分布的均勻性是不同的?？辈榈厍蚧瘜W(xué)中，水系采用斯特勒提出的命名方法。在1∶5萬(wàn)或類(lèi)似比例尺的航空照片上可以辯認(rèn)出的最小水系稱(chēng)為一級(jí)水系。它們最接近分水嶺。兩條一級(jí)水系相匯成二級(jí)水系，兩條二級(jí)水系相匯成為三級(jí)水系，依次類(lèi)推。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)系制作，2023年4月29日中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)系制作，2023年4月29日3

取樣時(shí)，要選擇河流中心最年輕的活動(dòng)物質(zhì)。兩岸岸邊物質(zhì)易受兩側(cè)崩塌物影響。在北方干旱半干旱地區(qū)，上游河間大都只有間歇流水，在干河道和淺水溪流中，在主干道中心部位采樣沒(méi)有困難。但在雨水充足的南方、水流急湍，河床中心采樣困難，可在河流流速減慢處，河流沉積沙灘一側(cè)，或局部細(xì)粒物沉積地點(diǎn)采樣。為了取得足夠的有代表性樣品，也可在20-30米范圍內(nèi)，選擇數(shù)個(gè)類(lèi)似的地點(diǎn)采集多點(diǎn)樣合并為一個(gè)樣。由于水系沉積物中不同粒級(jí)中金屬元素含量不同，所以對(duì)所選指示元素要進(jìn)行富集粒度試驗(yàn)。分散流采樣的重量要求一般要＞300g。取樣時(shí)間的選擇。綿遠(yuǎn)河石亭江

沱江水系地表水采樣分布圖綿遠(yuǎn)河石亭江中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)系制作，2023年4月29日中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)系制作，2023年4月29日中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)系制作，2023年4月29日三、水樣采集水樣采集看似簡(jiǎn)單，實(shí)際復(fù)雜。水樣采集時(shí)，對(duì)地質(zhì)和景觀環(huán)境作詳細(xì)記錄對(duì)成果解釋具有重要作用。水樣采集采集過(guò)程四、土壤采樣三個(gè)基本問(wèn)題：層位（或深度），成分和原始重量。在取樣時(shí)，判斷覆蓋物性質(zhì)是非常主要的，因殘積物，坡積物，冰積物及其它遠(yuǎn)程運(yùn)積物與下伏基巖的成生聯(lián)系密切程度不同，對(duì)異常解釋具有重要意義。原產(chǎn)地采樣剖面擴(kuò)展地采樣剖面灰潮土大悟山黃棕壤中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)系制作，2023年4月29日五、巖石取樣對(duì)基巖進(jìn)行正確取樣往往較水系沉積物和土壤要困難得多。首先是元素在巖石、礦物中分布的不均一性，某些礦物常以裂隙、細(xì)脈或斑點(diǎn)，結(jié)核形式出現(xiàn)。要使所采樣品有代表性，常常要加大采量，如梅花式5—7點(diǎn)采樣法，連續(xù)撿塊法?？叹€(xiàn)法，刻槽法等。

另外，研究目的不同，采樣要求也不一樣。如研究巖石圈或區(qū)域地殼豐度，區(qū)域發(fā)展演化環(huán)境背景值研究等。則須真實(shí)了解背景含量分布特征。這就要求避開(kāi)礦化影響、表生因素影響，要盡量采集未風(fēng)化新鮮的未遭受礦化蝕變影響的巖石。對(duì)找礦而言，則要對(duì)有礦化顯示的樣品、或易于富集礦化元素的部位進(jìn)行針對(duì)性采樣。如采集石英、方解石脈等熱液活動(dòng)產(chǎn)物、金屬礦物蝕變帶、暗色礦物常，鐵錳氧化物密集部位，斷裂帶、節(jié)理及微裂隙面等。以增強(qiáng)礦化信息。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)系制作，2023年4月29日六、氣體樣品采集氣體易于擴(kuò)散、揮發(fā)，不易保存。目前氣體采樣分為主動(dòng)式和被動(dòng)式采樣。直接主動(dòng)式是人工抽氣。主動(dòng)濃集式是人工抽取氣體的同時(shí)，將氣體濃縮在捕集劑上。捕集劑可以是液體的，也可以是固體的。對(duì)捕集劑的要求是要能釋放出來(lái)。如金能與汞氣形成汞齊合金?；钚蕴窟€能吸附烴類(lèi)氣體

、Rn氣。分子篩吸附SO2等氣體。目前，在環(huán)境地球化學(xué)采樣中，還廣泛使用液體富集劑（吸附劑）溶解待分析氣體。主要通過(guò)試驗(yàn)研究待測(cè)氣體的最佳溶劑。一般來(lái)說(shuō)，酸性氣體可用堿溶液溶解，堿性氣體用酸溶解。被動(dòng)式取樣，是將氣體吸收附劑放置在取樣點(diǎn)，讓氣體與捕集劑作用而被吸附。多用在采取土壤中的壤中氣時(shí)，將捕集劑埋入地下一定深度，讓上升氣流穿過(guò)捕集劑而被吸附，具有時(shí)間上的累積效果。對(duì)大氣飄塵的取樣，主要是用濾膜過(guò)濾法取樣。七、采樣編錄采樣過(guò)程中，需要認(rèn)真記錄點(diǎn)、線(xiàn)號(hào)，樣品號(hào)，以及附近的地質(zhì)、地形、植被、人工污染等一切與資料解釋相關(guān)現(xiàn)象。第四節(jié)樣品加工

除水樣和某些現(xiàn)場(chǎng)的冷提取分析樣外，原始樣品總要經(jīng)過(guò)或多或少的加工才能進(jìn)行分析。一、樣品加工方案地球化學(xué)樣品的加工一般包括干燥、破碎、揉碎、過(guò)篩、淘洗、縮分、研磨、混合等步驟。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)系制作，2023年4月29日樣品預(yù)處理篩子直徑目數(shù)粒徑(mm)20cm200.900mm20cm300.600mm20cm400.450mm20cm500.355mm20cm600.280mm20cm700.220mm20cm800.180mm20cm900.170mm20cm1000.154mm20cm1200.125mm20cm1400.110mm20cm1500.100mm20cm1600.098mm20cm1800.088mm20cm1900.080mm20cm2000.074mm20cm2500.061mm20cm3000.05420cm3200.04820c