深穿透地球化学迁移模型

深穿透地球化学是针对寻找隐伏矿的需求而发展起来的一门新的地球化学分支学科，其理论基础由连续的几个要素构成：元素向地表的迁移机理一迁移到地表以后的赋存介质和赋存形式一形成异常模式的特征。本文针对元素从深部隐伏矿体向地表的迁移机理，总结了传统的具有代表性的3种迁移模型，包括离子扩散迁移模型、地下水溶解迁移模型和电化学迁移模型，并根据最新的研究成果，提出了地气流迁移模型和多营力迁移模型。这些模型的系统总结和提出对深穿透地球化学理论基础的建立和研究隐伏矿体元素的三维分散模式具有重要理论意义。     

关键元素与生命健康:中国耕地缺硒吗?

地球上的生命和非生命都是由自然界已发现的92种化学元素组成的,通过全国土壤地球化学基准值与人体血液元素含量对比研究,发现血液中40~50种化学元素平均值与土壤地球化学基准值的分布高度一致,表明这些关键元素与生命息息相关。近年大家持续关注的硒(Se)元素是人体必需的微量元素,缺乏会产生健康风险,但摄入过量也会导致中毒,因此被称为健康窗口元素。过去研究认为,中国耕地缺硒是造成健康危害的原因之一。本文通过对全国3 382个网格化点位土壤采样,获得Se的地球化学基准值和空间分布数据,发现中国贫硒国土面积,按照世界卫生组织推荐值(0.1 mg/kg)和中国规范(0.125 mg/kg)计算,分别占21.1%和31.6%;适宜区(0.125~0.40 mg/kg)面积大约555万km²,占国土面积约57.1%;富硒区(>0.40 mg/kg)面积达110万km²,占国土面积约11.2%。贫硒国土主要分布在青藏高原和内蒙古局部地区,而中国9大平原的粮食主产区耕地总体上不缺硒,其中珠江三角洲平原、广西平原、成都平原、长江中下游平原是富硒区(>0.40 mg/kg),华北平原、东北平原、三江平原、关中平原是硒边缘区-适量区(0.125~0.40 mg/kg),只有河套平原是缺硒区(<0.125 mg/kg)。根据覆盖全国的网格化土壤采样分析结果,发现低硒带呈不连续的片状分布于内蒙古东部至青藏高原一带,与传统认为“低硒带分布于东北三省至西南云贵高原”不完全一致。硒的空间分布模式主要受地质背景、岩石类型、土壤类型和自然地理景观控制。     

地气动态提取技术的研制及在寻找隐伏矿上的初步试验

地气探测技术是８０年代中期发展起来的寻找隐伏矿的化探新方法。这种方法有可能为当前和今后解决寻找厚层运积物覆盖区的隐伏矿所面临的难题提供一种强有力的手段。但由于其效率低、成本高、操作不方便限制了它的使用。为此，我们开发研制了一种快速动态提取地气技术。通过在某一隐伏矿上的试验，取得了令人满意的效果，并从理论上探讨了地气的迁移机制。为今后开展利用这一技术寻找厚层运积物覆盖区隐伏矿的工作创造了良好的开端。     

地球化学块体与大型矿集区的关系——以东天山为例

通过在东天山15万km2的战略性深穿透地球化学调查共圈出大于1000km2以上的地球化学块体18处,其中铜-铅-锌-银地球化学块体5处,铜地球化学块体3处,铜-镍地球化学块体1处,金的地球化学块体4处,铀的地球化学块体3处,铂-钯地球化学块体1处,钨地球化学块体1处。有6处地球化学块体与已知矿集区相对应,新圈定的地球化学块体12处,其中有3处发现了新的矿床。根据这些块体与矿集区的对比得出如下结论:所有的已知矿集区都位于地球化学块体的范围之内,地球化学块体为矿集区的形成提供了丰富的物质基础;有矿集区的存在一定有地球化学块体的存在,但反过来有地球化学块体的存在不一定有矿集区的存在,地球化学块体是客观存在的,而矿集区是已经发现了一系列矿床并勘探到一定程度才能称作矿集区,因此,地球化学块体内可能会存在潜在的矿集区,这为利用地球化学块体预测新的矿集区提供了依据。     

地壳全元素探测——构建“化学地球”

地壳物质探测是地壳探测工程的重要组成部分。化学元素是地球物质组成的最基本单位,被称为地球的基因。矿产资源是由化学元素组成的,环境是受化学元素行为制约的,因此,对地壳中所有元素精确含量和分布的探测,对解决人类所面临的资源和环境问题具有重大意义。地壳全元素探测项目拟发展4种地球化学探测技术,包括地壳中所有天然元素的精确分析技术,中下地壳物质成分识别技术,穿透性地球化学探测技术,海量地球化学数据和图形显示技术。建立1个覆盖全国的地球化学基准网,系统采集代表性岩石样品10000件,疏松物样品6000件,按标准化的方法分析其主量元素和微量元素含量(包含78种元素),建立中国大陆地球化学基准值,为研究化学元素的分布、演化和成矿物质背景提供基准参考数据。进行总长度3300km的3条地球化学走廊带的实验与示范,采集各类代表性岩石样品5000件,进行元素和同位素测定,构建走廊带地壳地球化学模型、跨越不同大地构造单元的元素空间变化和大型矿集区成矿物质背景。为开展全国地壳探测工程奠定基础,并为最终建立"化学地球"进行技术准备和先导性实验。     

中蒙边界地区汇水域沉积物69种元素的背景值

中蒙边界地区成矿地质条件优越,是世界上重要的金属成矿省和全球3大斑岩型铜(金、钼)成矿带之一,资源潜力巨大。中蒙合作1∶100万地球化学填图采集了海量的地球化学数据,为研究该地区元素分散富集、成矿趋势、资源评价和环境变化提供基础数据,为“一带一路”资源布局提供决策依据。以X±3S为临界值一次性剔除离群值后的数据集的中位值作为背景值的估计值,计算了中蒙边界地区12个Ⅱ级构造单元和5个Ⅱ级成矿省的汇水域沉积物69种元素背景值,探讨了中蒙边界地区汇水域沉积物69种元素背景值的区域分布规律和特征。研究表明不同的地质背景导致元素的地球化学分布模式不同,不同构造单元具有显著差异的元素地球化学特征,元素的海量聚集为大型矿床的形成提供了充足的元素供给,形成特定的地球化学省。这些背景值为进一步深入开发利用中蒙边界地球化学填图数据提供了可供对比的基础数据。     

Review of Deep-Penetrating Geochemical Exploration Methods

It is a worldwide challenge to explore the deeply buried deposits. Deep-penetrating geochemical exploration methods were developed to solve the problems of how to get the information of the buried deposits in the covered layer. The methods were successfully used to indicate some buried deposits, but not all kinds of deposits. What is more, a method cannot be used in all kinds of landscapes. In this paper, theories and case studies of deep-penetrating geochemical exploration methods, including mobile metal ions, enzyme leach, leaching of mobile forms of metals in overburden, electro-geochemical extraction method, biogeochemical exploration, nano-metal in geogas were reviewed. Elements migration, unloading mechanism and anomaly models are the most important parts for deep-penetrating geochemistry and need to be further investigated. From the perspective of economic efficiency and applicability, sampling and analyzing procedures should be simplified to improve the stability of all methods.     

应用地球化学的过去、现在与未来 (序二)

地球化学在矿产勘查中和地质上的应用可以追溯到20世纪30年代，但“应用地球化学”这一概念的诞生却晚了30年，可从20世纪60年代英国帝国学院建立的“应用地球化学研究组”（Applied Geochemistry Research Group）起算。这一研究组的建立，当时的目的是在英国自然环境研究委员会和农业研究委员会的资助下，将地球化学调查应用于农业和健康。他们做的第一项研究工作就是集中多学科科学家，包括地球化学家、化学家、土壤学家、水文学家、兽医学家和医学家开始对西南英格兰癌症影响因素进行地球化学调查。     

深穿透勘查地球化学

笔者根据近些年发展起来的寻找隐伏矿的勘查地球化学新方法,提出了深穿透勘查地球化学的概念、理论、研究内容、研究意义与必要性。将深穿透勘查地球化学定义为研究能探测深部隐伏矿体发出的直接信息的勘查地球化学理论与方法技术。它的目的是将各种寻找深部隐伏矿的新方法的理论基础有机地联系起来,将其发展成一门科学,而不仅仅是停留在经验或技术上,以便为更科学有效地寻找深部隐伏矿提供有利手段。