现代勘查地球化学科学体系概论:“十二五”期间勘查成果评述

“十二五”期间(2011~2015年)勘查地球化学以全国区域化探与多目标区域地球化学调查为主导,实行高密度的大数据、大信息综合集成运作,在资源与环境各方面继续取得显著成果,产生广泛影响力和重要经济社会效益,成为地质工作最具活力的领域.已经逐步建立以调查为基础,以理论为指导,融合资源与环境为一体的现代勘查地球化学发展总体框架与科学体系.矿产资源领域以全国区域化探为基础,成矿地球化学理论为指导,建立调查体系、理论体系、评价体系与方法体系.生态环境领域以全国多目标区域地球化学调查为基础,生态地球化学理论为指导,建立调查体系、理论体系、评价体系、预警体系、修复体系及方法体系.这是学科发展成熟的标志.本文简要论述勘查地球化学框架体系的构成、内涵及相互关联等.与此相关,提出若干新思想与新概念,以供讨论.     

开展中国近海地球化学调查的设想与建议

海洋是蓝色资源宝库,蕴藏着丰富的资源.开发海洋是国家的重大战略举措.从海洋开发和我国勘查地球化学发展的战略角度出发,探讨了开展近海地球化学调查的目的意义及可行性与必要性,并就开展近海地球化学调查的思路和设想提出了一些个人看法.认为依托陆地区域地球化学调查的成功经验,利用现代海洋勘查技术,通过研究近海地球化学调查的方法与技术,开展中国近海海域的区域地球化学调查是完全可行的,而且,还具有前沿性和创新性.     

现代地质工作重要发展领域：“十一五”期间勘查地球化学评述

“十一五”期间(2006-2010年),国土资源部中国地质调查局继续推进区域化探与多目标区域地球化学调查计划。在区域化探方面,完成调查面积82.93万km2(累计完成756.62万km2),发现异常4 708处,经验证发现各类矿产411处,其中有色金属矿产273处,占66.4%,取得重大找矿突破。开展矿产资源地球化学评价,通过建立典型矿床地球化学异常模式,来圈定找矿靶区和进行资源潜力定量预测。在多目标区域地球化学调查方面,完成调查面积26.56万km2(累积完成165.66万km2),建立生态地球化学评价体系,主要针对重金属元素成因来源、迁移转化、生态效应与变化趋势进行较为全面和深入的研究。土地质量地球化学评价表明,中国土地达到优质级占53%,优良级占33%,较差等级主要分布在中东部经济社会发达地区。土壤有机碳研究表明,全国表层土壤(0~0.2 m)平均碳密度仅为3 186 t/km2,且各地区碳密度变化幅度较大,说明中国土壤有机碳处于低水平和不稳定状态。“十一五”期间勘查地球化学针对重大资源与环境问题,深化和延拓地质工作内涵,逐步形成矿产资源评价、生态地质科学研究、土地质量与生态评价、全球变化科学研究及基础地学研究等现代地质工作若干重要发展领域。     

多目标的地质大调查 ——21世纪勘查地球化学的战略选择

21世纪勘查地球化学面临发展问题.2001～2005年勘查地球化学以国家其基础性公益性地质工作为主导,以经济社会发展需求为动力,以资源与环境并重为方针,实施多目标的地质大调查,取得一系列重要成果,标志勘查地球化学进入全面发展阶段.这是勘查地球化学的战略选择.在现代科学技术取得最新成就起点上,构建理论体系、方法体系和质量体系,在各项工作中采取科学态度和积极有效措施,推动勘查地球化学不断达到新的高度.     

自然资源时期:大数据与地球系统科学——再论全面发展时期的勘查地球化学

中国勘查地球化学全面发展的重要标志和本质特征是大数据信息与地球系统科学。勘查地球化学的全面发展坚持资源与环境并重方针,真实生动地反映国家经济社会发展的历史轨迹,在科学技术领域具有典型意义。自然资源时期地质工作关于资源内涵从矿产资源、国土资源到一切自然资源,关于环境内涵从地质环境、国土环境到包括山水林田湖草生命共同体在内的一切自然环境。本文继2008年对此有所评述后,在国家自然资源部成立之际,地质工作面临深刻转型之时,从大数据信息科学与自然资源地球化学调查、建立地球系统科学指导的自然资源地球化学理论体系与自然资源地球化学评价体系,以及针对自然资源领域重大科学问题,深化地球化学应用研究与理论研究,构建完善的科学体系等若干值得注意的方面再次就此议题加以评论。勘查地球化学的长期目标是通过大数据信息与地球系统科学研究揭示自然资源与自然环境状况,实现对地球资源的科学开发、合理利用和整体保护,创造人类与地球和谐共处的生存环境。由此,转型和升级贯穿中国勘查地球化学发展的全过程。地球化学将以形态和内涵的系统性、综合性、整体性作用,以及应用实践的多目标全方位面貌出现在国家行业部门与科技领域,极大地拓展和深入经济社会发展各个方面。勘查地球化学以方法技术优势实行大调查、大数据、大应用战略,建立大环境、大生态、大地球观,向大地质、大资源、大科学转变,为解决自然资源与生态环境问题提供地球化学方案,将全面发展时期的勘查地球化学从大数据信息应用优势和地球系统科学理论高度提升到"大地球化学"境界。     

全国尾矿地球化学调查:需求及工作思路

尾矿资源综合利用是解决我国资源与环境问题的重要途径之一。从我国尾矿具有的巨大潜在资源价值及生态环境有害效应出发,得出全面实施全国尾矿地球化学调查与评价是尾矿综合利用和矿区生态环境保护的迫切需要的认识,介绍了全国尾矿地球化学调查的基本思路及方法技术,展望了尾矿地球化学调查成果资料的应用前景。     

《地球化学勘查技术符号》修订内容初步探讨

《地球化学勘查技术符号》(GB/T 14839—1993)是20世纪90年代初制定的国家标准,共收录符号101个。2019年开始对其开展修订工作,确定的修订原则如下:①继承原有符号原则——尽量保持原标准内容的稳定性和延续性;②新增符号选择应符合专业习惯原则——尽可能选择目前地球化学勘查中已经广泛使用、获得大部分同行认可的符号;③与地球化学勘查技术专业领域发展相匹配原则——修订后的“地球化学勘查符号”应全面覆盖当前地球化学勘查的所有领域;④以常用地球化学符号为主原则——以常用地球化学符号为收录范围。根据以上原则,新增了生态地球化学调查评价类专用技术符号,扩充了地球化学勘查通用技术符号和矿产地球化学勘查亚类、地球化学样品测试亚类等专用技术符号。修订后的《地球化学勘查技术符号》增至173个,按照使用广度划分为通用和专用地球化学符号两大类,其中专用地球化学符号依据应用领域进一步细分为矿产勘查、生态环境调查评价和样品测试地球化学技术符号3个亚类,涵盖范围与当前地球化学勘查技术应用领域相匹配。     

“十一五”以来化探方法技术研究主要进展

“十一五”以来,化探方法技术研究主要围绕地质工作需求,完善了区域化探扫面方法技术,充实了覆盖区多目标地球化学调查方法技术体系,开展了1∶5万地球化学调查方法技术研究,建立了76种元素测试方法技术体系,编制出版了世界上首份76元素地球化学图集;深穿透地球化学调查方法技术与异常形成机理研究取得重要进展,油气化探方法技术在曲折中发展前进,化探数据处理与制图技术得到了长足的进步,资源潜力地球化学评价方法技术研究取得明显进展,深化形成具有中国特色的资源、环境并重的勘查地球化学方法技术研究与调查的新格局,使中国化探总体上继续保持国际先进水平,为走向世界奠定了技术基础。     

地球化学勘查的新技术及发展趋势

近几年,地球化学勘查无论从技术层面还是思想层面都得到迅速发展,主要包括:解决了几种特殊景观区普遍存在的有机质和风成砂等因素对异常的干扰问题;电地球化学、地气溶胶地球化学、金属元素活动态地球化学等深穿透地球化学勘查技术在寻找隐伏矿的理论和应用上逐渐趋于成熟;构造地球化学勘查技术成为隐伏矿定位预测评价中的关键技术之一,并形成一套完整的勘查技术流程;人工神经网络分析等地球化学数据处理新方法不断发展;建立了多目标区域地球化学调查体系,实现了资源调查与环境调查并举。未来,地球化学勘查将在农业、土地利用规划、坏境预警和保护等领域得到越来越多的应用。     

现代地质工作重要发展领域:“十一五”期间勘查地球化学评述

"十一五"期间(2006—2010年),国土资源部中国地质调查局继续推进区域化探与多目标区域地球化学调查计划。在区域化探方面,完成调查面积82.93万km2(累计完成756.62万km2),发现异常4 708处,经验证发现各类矿产411处,其中有色金属矿产273处,占66.4%,取得重大找矿突破。开展矿产资源地球化学评价,通过建立典型矿床地球化学异常模式,来圈定找矿靶区和进行资源潜力定量预测。在多目标区域地球化学调查方面,完成调查面积26.56万km2(累积完成165.66万km2),建立生态地球化学评价体系,主要针对重金属元素成因来源、迁移转化、生态效应与变化趋势进行较为全面和深入的研究。土地质量地球化学评价表明,中国土地达到优质级占53%,优良级占33%,较差等级主要分布在中东部经济社会发达地区。土壤有机碳研究表明,全国表层土壤(0～0.2m)平均碳密度仅为3 186t/km2,且各地区碳密度变化幅度较大,说明中国土壤有机碳处于低水平和不稳定状态。"十一五"期间勘查地球化学针对重大资源与环境问题,深化和延拓地质工作内涵,逐步形成矿产资源评价、生态地质科学研究、土地质量与生态评价、全球变化科学研究及基础地学研究等现代地质工作若干重要发展领域。     

中国区域化探若干基本问题研究：1999—2009

1999—2009年,中国区域化探发生了根本性改变。主导思想是以地球化学理论为指导研究区域化探方法技术问题和进行矿产资源潜力评价。区域化探方法技术研究的基本要求是最大限度保持原生地球化学分布特征,表生地球化学条件下采样物质问题是区域化探方法研究的核心,样品采集应以代表地质找矿信息的基岩物质成分为原则,在全国范围内最大限度地保持采样物质的一致性。基于成矿地球化学理论建立资源潜力地球化学评价方法和实行地质找矿定量预测,使勘查地球化学从单纯方法手段上升到指导地质找矿的理论高度。主要标志是在全国建立完整的区域化探工作方法技术系统和实行样品分析质量全程监控。在区域化探高精度数据基础上绘制与出版精美的地球化学图集,使区域地球化学图精确地反映地质背景分布与异常特征,促进区域化探数据信息深度开发和利用,建立具有从区域、普查到详查进行全过程独立开展资源调查、评价和预测的方法技术体系和工作程序。区域化探长期支撑中国地质找矿工作,是整个地质找矿工作的先导。随着新一代地区和全国地球化学图的形成,将在基础地质和成矿规律研究以及揭示重大地质事件等方面提供新的发现、新的认识和新的观点,对于未来中国勘查地球化学和整个地质工作产生重要影响。     

冻土区天然气水合物勘查技术研究主要进展与成果

青藏高原多年冻土区分布在中纬度地带,天然气水合物赋存环境和基本特征既不同于海域水合物,也不同于极地冻土区水合物,缺少有效的勘探技术成为制约我国陆域天然气水合物资源调查与评价工作的主要技术瓶颈.在国家863计划、国土资源部行业科研专项和水合物国家专项共同支持下,开展了陆域冻土区天然气水合物勘查技术攻关,初步建成了陆域永久冻土区天然气水合物勘查的高精度地震勘探技术、音频大地电磁测深技术、超深探地雷达技术、地球化学勘查技术和综合地球物理测井技术;总结了冻土区天然气水合物地震学和电磁学识别标志,优选出了水合物地球化学勘查的有效指标,研发了水合物储层测井识别技术和储层参数评价技术;初步建立了冻土区天然气水合物物化探有效方法组合和物化探综合勘查模型;预测了水合物成藏有利区,提出的建议并位钻遇天然气水合物,方法有效性得到初步检验和应用.研究成果对推动陆域冻土区天然气水合物勘查技术进步、支撑我国冻土区天然气水合物资源评价与开发工作有重要意义.     

多目标区域地球化学调查评价及其进展

多目标区域地球化学调查评价,是针对第四纪覆盖区开展的以基础地质、资源潜力与生态环境等为主要内容的基础性调查与评价工作,包括区域地球化学调查与区域生态地球化学评价两个层次的工作内容。近年来我国中、东部地区开展的以“三农”为主要服务对象的多目标区域地球化学调查评价工作已取得了丰硕的成果,为相关省区发展优质、高产、高效、生态和安全农业、评价土壤环境质量等方面提供了大量信息。广大地质工作者应紧紧抓住多目标区域地球化学调查评价为“三农”服务这一新的历史机遇,积极构建地质工作服务于经济社会发展的新框架,使地质工作更加紧密地与国民经济与社会发展相结合,更加主动地为经济与社会发展服务。     

全国区域化探数据库

全国区域化探数据库首次汇集了全国28个省（自治区、直辖市）的1∶20万和1∶50万区域化探39种元素和氧化物的测试数据,共计数据点142万个,近5 540万个数据,涉及1∶20万图幅1 299个,1∶50万图幅18个,在国内第一次建立了地球化学海量数据库。全国矿产资源潜力评价项目对数据库进行了更新,使全国区域化探数据库汇集数据总量达147万余条记录,数据达6 321万。在此基础上,编制了4万多张各类地球化学系列图件,并建立了空间数据库,为地球化学研究和矿产资源预测相关专业提供了丰富的地球化学信息。该项成果的取得为在全国范围内研究区域地球化学分布、生态环境、基础地质和找矿远景规划提供了最基础的资料。     

面对21世纪的成都平原多目标地球化学调查

扼要说明了成都平原深覆盖区多目标地球化学调查的目标、意义,本区地球化学测量方法技术的可行性及适应性。并详细论述了新一轮国土资源大调查中区域地球化学填图在矿产资源、农业、环境方面的研究应用前景。     

全国重要固体矿产重点成矿区带划分与资源潜力特征

成矿区带是区域成矿规律研究成果最集中反映,同时也是地质找矿勘查部署最直接依据。利用全国重要矿产潜力评价成果重新厘定我国重要成矿区带,部署我国重要成矿区带有重要实际价值。成矿区带划分一方面要以区域构造环境及演化为纲,对成矿域、成矿省进行科学划分;同时要研究成矿本身时空分布规律,研究矿床的多元地物化遥等成矿信息,使得成矿区带符合成矿实际,能够直接找矿。部署区带是根据国家找矿工作部署出发,对成矿区带进行优选排序,具有引导导向作用,往往也能大大促进部署区带地质找矿突破。本次工作以23个矿种圈定成矿靶区,重要矿产地、物化遥异常等信息,并在最新划分的90个三级成矿区带基础上,划分了26个全国固体矿产勘查重点成矿区带,并进一步优选10个重点部署区带。     

中国海洋地球化学探测技术的现状与发展

地球化学探测与分析技术在海洋地质调查、海底矿产资源勘探、研究与开发中发挥巨大作用，文中简介了我国目前海洋地球化学分析技术的现状，着重评介了用于海洋地球化学探测的一些新技术、新方法。主要包括：船载现场民探测技术；陆上实验室的现代分析方法以及用于化学数据质量监控、分析方法评价和进行国际对比的各类海洋标准物质的研制与应用。并结合前及近期我国海洋矿产资源与环境研究任务，对发展海洋地球化学探测与分析新技术提出建议。     

生态地球化学与生态地球化学评价

中国地质调查局近年来大力推进多目标区域地球化学调查工作,揭示了微观世界中大量未被发现和认识的现象,进行生态环境研究和评价是面临的主要问题.提出和探讨了关于生态地球化学及其评价问题,包括定义、研究思路、技术路线,以及全球的、区域的与局部的生态地球化学评价等.