紫金山矿集区地球化学异常特征及找矿潜力预测

运用地球化学块体理论,在福建省1∶20万区域化探数据基础上,利用10km×10km窗口数据,圈定了紫金山矿集区金地球化学异常,依据大型矿床地球化学定量评价模型和方法计算出金的找矿潜力。本文尝试在该块体中通过提高分级值,对紫金山矿集区区域地球化学异常进行了圈定并勾绘出内部结构的谱系树图。分析了金地球化学块体各级含量水平所对应的面积、可供金属量、浓集度等参数特征。探索金元素地球化学块体的内部结构,揭示金在地球化学块体中逐步浓集的轨迹,最终指出找矿方向。     

地球化学场及其在隐伏矿体三维预测中的作用

本文从物理学"场论"的角度介绍了地球化学场的概念,并从场源、场作用及地球化学指标分布三个基本要素出发阐述了地球化学场的扩散、对流-扩散的动力学机制。首先,按照采样介质,将地球化学场分为原生的岩石地球化学场,以及次生的土壤、水系沉积物、水文和气体地球化学场,描述了组成各类地球化学场的要素。其次,将地球化学场的分析方法概括为静态的空间结构分析和动态的时空结构分析两种,提出要以场的动力学机制为基础,利用地球物理学中的正、反演理论来研究四维时空中地球化学场的发展和演化。最后,探讨了地球化学场时空结构分析与三维地学模拟两者之间彼此补充和相互验证的关系,三维地学模拟构建的场源及空间介质模型,为地球化学场的正、反演提供了初始条件,地球化学场反演的结果又可用来修正三维地质模型;探讨了地球化学场与大数据分析技术间的关系,即采用大数据的"数据驱动"的思路来挖掘其与多元地学数据之间的隐性联系,探索其与成矿过程的关联性。地球化学场与三维地学模拟、大数据分析技术的结合将为隐伏矿体三维预测中地下成矿物质的分布和演化提供依据。     

从岩石到土壤再到水系沉积物：风化过程的岩性地球化学基因

不活动元素的稳定性使得风化岩石、土壤和水系沉积物等风化产物能够保留新鲜母岩的元素特征,它们之间的含量变化趋势有可能从母岩传递到其风化产物中,这类似于生物学中基因遗传。仿照生物学中基因的特性提出了地球化学基因的概念及其构建方法,为了比较地球化学基因的相似程度进而提出基因相似度的概念及其计算方法。以风化过程中11种不活动元素为例,基于中国酸性岩、中性岩、基性岩的元素丰度数据构建了表征岩石及其风化产物地球化学特性的岩性地球化学基因,其元素序列为：Al2O3→SiO2→P→Ti→La→Fe2O3→Th→Zr→Nb→Y→U。利用豫西熊耳山地区安山岩风化剖面、残坡积—沟系土剖面、化探详查水系沉积物和区域化探水系沉积物4种比例尺尺度的样品对构建的岩性地球化学基因进行了检验,结果发现岩性地球化学基因在风化过程中具有很好的遗传性(从岩石到风化产物)和继承性(从土壤到其源岩),利用岩性地球化学基因可以对土壤样品进行物源示踪。源自同一母岩的水系沉积物和土壤之间在岩性地球化学基因方面具有很好的相似性(同源风化产物之间)。基于中国区域化探水系沉积物调查数据,可以构建岩性地球化学基因库来对岩石及其风化产物样品进行溯源分析,在地质、环境、法庭等科学领域具有潜在应用前景。     

应用MAPGIS地形库管理整合1∶200000区域化探数据

利用1∶200 000地球化学数据,从整个成矿地球化学环境的角度出发,最大限度地开发、挖掘三十九种化学元素中每个元素以及元素组合所蕴含的矿化信息,为成矿远景区预测提供更加翔实的地球化学依据,是地球化学工作者的研究任务之一。MAPGIS功能强大,其地图库管理模块为多幅1∶200 000地球化学异常图的拼接提供了技术支持。这里论述了1∶200 000地球化学数据的特征和MAPGIS的地图库管理的功能,并记述了在实际工作中应用MAPGIS的地图库管理对多幅1∶200 000地球化学异常图的拼接,实现了对1∶200 000地球化学数据的另一种应用方式。     

核地研院物化探技术50年的回顾与展望

介绍了核地研院物化探研究所50年来取得的主要成果,并构想了物化探研究所的发展。     

黑龙江铜山铜矿床地球化学及其找矿模型

在系统研究铜山铜矿床地球化学特征的基础上，总结其成矿地球化学模式，探讨矿床的地球化学找矿标志，进而建立了地球化学找矿模型。     

地球化学填图的历史发展（代总序）

地球化学填图的发展属于勘查地球化学家的贡献。勘查地球化学家从发展局部矿产勘查至区域性矿产勘查,再从区域性地球化学填图至全国性乃至全球性地球化学填图。论述了西方国家、苏联和中国发展地球化学填图所走的不同道路,从而预见21世纪地球化学填图的标准化、多样化及其在解决资源与环境问题方面的重大作用。     

基于随机模拟技术和局部奇异性理论的地球化学异常不确定性分析

地球化学异常通常是直接按某个阈值将整个研究区划分为高异常区或低异常区,这可能导致一些重要异常信息的丢失或决策判断失误。从统计学角度分析,推断未采样点处可能取得结果的概率,或者刻画估计值大于或小于某一地球化学异常阈值的概率分布,更符合勘查地球化学找矿活动的实际需要。针对确定性地球化学场建模方法的局限性,本研究通过集成地统计随机模拟和局部奇异性理论实现地球化学异常识别及其不确定性度量。通过奇异性指数-分位数分析,刻画奇异性指数在频率域中的分布模式,实现地球化学异常阈值分割。采用局部不确定性和空间不确定性算法模拟地球化学异常不确定性传播过程,并以新疆西天山地区为研究区,开展铜异常识别及其不确定性评价应用研究。     

江汉平原多目标地球化学调查主要成果与意义

介绍了覆盖区多目标地球化学调查江汉平原武汉试点区所取得的阶段性成果。共归纳出在土壤地球化学图件编制和在第四纪地质、土壤类型及分布、土壤环境状况、农业土壤利用地球化学解释5个方面的成果，从而以实际材料论证了覆盖区多目标地球化学调查在查明我国土壤资源与环境方面的重要作用以及在社会经济生活中的实际意义。     

陕西省商南县烟城沟钒矿床地质与地球化学特征

通过野外地质调查研究和岩石学、岩石化学、稀土元素地球化学分析,总结了烟城沟钒矿床的地质背景、矿床地质特征,研究了该矿床的地球化学特征;烟城沟钒矿产于南秦岭下寒武统水沟口组黑色岩系中,严格受层位控制,含矿岩石主要为硅质岩夹硅质泥岩;地球化学特征表明该矿床形成于大陆边缘与深海环境过渡带上,且与海底热水活动有关。     

东秦岭及邻区岩石圈金的丰度特征及与成矿的关系

区域成矿作用的地球化学研究必须以岩石圈物质分异的观点来认识地壳地元素迁移和演化，必须以大区域地壳体系的地球化学特征来指导局部地区的基础地质认训和找矿问题，这是由于地壳与地幔体系的物质运动是不平衡的，明显具分异特征，为些不同构造单元岩石圈的化学成分是不均一的，这就决定了不同构造单元的成岩，成矿作用具有不同的地球化学特征，本文从东秦岭及领区岩石圈金的丰度特征研究入手，探讨该区不同构造环境中金（银）成太     

地球化学填图的历史发展(代总序)

地球化学填图的发展属于勘查地球化学家的贡献。勘查地球化学家从发展局部矿产勘查至区域性矿产勘查,再从区域性地球化学填图至全国性乃至全球性地球化学填图。论述了西方国家、苏联和中国发展地球化学填图所走的不同道路,从而预见21世纪地球化学填图的标准化、多样化及其在解决资源与环境问题方面的重大作用。     

Geochemical and metallogenic provinces: a discussion initiated by results from geochemical mapping across northern Fennoscandia

The concept of metallogenic province has won general acceptance in economic geology. It is agreed that metallogenic provinces offer good opportunities for exploration of new ore deposits. The concept of geochemical province is also established, but its exact meaning is disputable. In this paper, geochemical province is used as an abnormal spatial distribution of an element or element combination in a particular sample type as measured by a particular analytical technique. The practical consequences of this concept of geochemical provinces in mineral exploration seem not to have been fully utilized, although geochemical and metallogenic provinces could only be different manifestations of the same regional features. The location of geochemical provinces should be of greater importance in exploration than the location of metallogenic provinces, simply because a geochemical province can be identified early in an exploration program, while a metallogenic province cannot be defined until a number of ore discoveries has already been made. We have compared metallogenic provinces with geochemical provinces obtained by regional geochemical mapping in Fennoscandia (mainly data from the Nordkalott Project) and other places such as England, Wales, Germany and Alaska in order to study to what degree large-scale geochemical dispersion patterns can be associated with clusters of economically interesting mineral deposits.It is concluded that metallogenic provinces lie within or coincide with a number of geochemical provinces, some of which may have causal relationships with the ore deposits. It can be assumed that an enormous hierarchy of large and small geochemical provinces exist at the earth's surface. The main features of this system would be detectable by worldwide low-density geochemical mapping. Such mapping should be performed in order to shorten the time lapse between possible rises in the demand of certain raw materials and their supply. Worldwide geochemical mapping would also contribute to a better understanding of major geochemical processes of the Earth and provide baselines for environmental research.     

内蒙古东升庙矿区变质火山岩的地质地球化学特征及其意义

为探讨东升庙矿区变质火山岩的地质地球化学特征及其意义,本文对其产出特征、岩石学、岩石化学、地球化学和同位素等方面进行了综合分析研究。结果表明,矿区变质火山岩为一套以玄武岩为主的双峰式火山岩,其原岩为基性的玄武岩和酸性的流纹岩。玄武岩属碱性玄武岩,流纹岩属钙碱性系列,它们具有与火山弧火山岩相似的地球化学特征。基性火山岩的稀土元素分配型式和Nd同位素特征表明其成岩物质来源于（亏损）地幔。构造环境分析表明,矿区变质火山岩的构造环境为大陆边缘火山弧造山带。     

地球化学填图与地球化学块体的谱系分析——编号系统及谱系树图的自动绘制

中国的地球化学填图研究工作起步较早并发展成为在国际上具有明显优势的学科。在此基础上提出的地球化学块体理论通过一定的编号系统绘制谱系树图来追索某元素在块体内部逐步浓集成矿的轨迹。通过谱系树图可以发现不同级别的子块体之间的亲缘关系,研究它们在时间和空间上的分布规律,结合已发现矿床的信息,预测潜在矿床的分布及其储量,从而指导找矿工作。提出了一种全新的谱系编号系统并编制了在计算机上自动绘制谱系树图的软件,同时实现了与原有编号系统的一致,解决了长期以来谱系树图不能自动绘制的问题,为地球化学块体的研究提供了一个很好的工具。     

A Microscopic and Nanoscale Understanding of the Formation of Gold Geochemical Provinces

Gold geochemical provinces in China were delineated through stream sediment or catchment sediment sampling in this study. Each gold geochemical province delineated by a threshold value of 2.5 ng/g covers an area of thousands of kilometers. It is a dilemma that geochemists traditionally thought that gold could not migrate for a long distance in rivers or streams to form a large-scale geochemical anomaly due to its chemical inertness and high specific density. The quantitative spectroscopic analysis and observations under a scanning electron microscope(SEM) indicate the presence of submicroscopic gold particles(5 μm in diameter) in large quantities, and observations under a Transmission Electron Microscopy(TEM) further suggest the presence of nanoscale gold particles(several tens of nanometre in diameter) in ores, rocks, soils and stream sediments. Particularly, submicroscopic and nanoscale gold particles less than 5 μm were only found in samples having a low gold content(10ng/g). This result shows that geochemical provinces, delineated by a threshold value of 2.5 ng/g, are formed by long-distance transport of ultrafine gold in streams. The findings may provide direct microscopic evidence for gold migration to form geochemical provinces.     

勘查地球化学数据挖掘与弱异常识别

我国积累的大量高质量、多元素、多尺度的地球化学数据,为矿产勘查与环境评价提供了有效的数据支撑。如何对这些数据进行二次开发和再利用,提取有价值的地球化学异常信息并带动找矿突破,是缓解当前矿产资源短缺的重要途径之一。在覆盖区和深部的找矿实践中,由于矿体埋深和覆盖层的影响,往往在表生介质中形成弱小的地球化学异常,识别和评价弱小地球化学异常是当前勘查地球化学数据处理的重要方向之一。本文围绕地球化学异常信息的提取和评价,主要从以下几个方面讨论了相关的国内外研究进展和发展趋势:勘查地球化学数据处理与异常识别方法和模型,勘查地球化学数据闭合效应的影响及其解决方案,基于大数据和机器学习的勘查地球化学数据处理以及弱小地球化学异常的识别和评价。研究发现,在地质环境的约束下,基于大数据思维和机器学习相结合的方法,注重地球化学空间分布模式与已发现矿床的相关关系,同时使用所有地球化学变量能有效刻画具有非线性特征的地球化学空间分布模式,可识别出传统方法无法识别的异常,为开展地球化学空间模式识别与异常提取提供了新的途径。     

SURFER、MAPGIS在地球化学图制图中的对比研究

Surfer和Mapgis都是绘制地球化学图的常用软件,但各有优劣。研究结果表明：Surfer易于操作,而且省时,绘制的地球化学图与研究区域的大体状况相吻合;Mapgis操作的步骤较多,但是绘制出来的地球化学图能较准确、详细的反映研究区域的实际概况。     

甘肃北山及其邻区钨钼化探异常特征及其成矿规律

采用趋势面分析方法对甘肃北山1∶20万化探数据进行了处理后,所圈定出的一批W、Sn、Mo、Bi趋势剩余异常,不论从其空间分布特征、元素组合特征、与地层岩性、断裂构造、岩浆岩的关系分析,还是与已知矿床(点)的吻合对应情况来看,都与研究区地质情况吻合较好.通过典型矿床地质特征的论述后指出,北山地区钨钼矿的产出,W、Sn、Mo、Bi趋势剩余异常的空间展布受地层岩性、断裂构造、岩浆岩控制明显.不同的大地构造环境和不同的构造演化阶段决定了本区地层、构造、岩浆岩的产出特征,进而决定了本区W、Sn、Mo、Bi趋势剩余异常的组合及产出特征,当上述3个条件耦合在一起时,则形成规模大、类型复杂、有用组分多的中一大型多金属矿床.同时,在一些老矿区及其周边圈定了一批W、Sn、Mo、Bi趋势剩余异常,异常形态规整,趋势剩余明显,建议加强老矿区的综合研究工作,以加强危机矿山二轮找矿及资源综合利用工作.     

Exploratory and spatial data analysis (EDA–SDA) for determining regional background levels and anomalies of potentially toxic elements in soils from Catorce–Matehuala, Mexico

The threshold between geochemical background and anomalies can be influenced by the methodology selected for its estimation. Environmental evaluations, particularly those conducted in mineralized areas, must consider this when trying to determinate the natural geochemical status of a study area, quantifying human impacts, or establishing soil restoration values for contaminated sites. Some methods in environmental geochemistry incorporate the premise that anomalies (natural or anthropogenic) and background data are characterized by their own probabilistic distributions. One of these methods uses exploratory data analysis (EDA) on regional geochemical data sets coupled with a geographic information system (GIS) to spatially understand the processes that influence the geochemical landscape in a technique that can be called a spatial data analysis (SDA). This EDA–SDA methodology was used to establish the regional background range from the area of Catorce–Matehuala in north-central Mexico. Probability plots of the data, particularly for those areas affected by human activities, show that the regional geochemical background population is composed of smaller subpopulations associated with factors such as soil type and parent material. This paper demonstrates that the EDA–SDA method offers more certainty in defining thresholds between geochemical background and anomaly than a numeric technique, making it a useful tool for regional geochemical landscape analysis and environmental geochemistry studies.