1、第一章 勘查地球化學(xué)的基本概念,第一節(jié) 元素在地殼中的分布 第二節(jié) 地殼中元素的存在形式和元素的遷移 第三節(jié) 地球化學(xué)異常與地球化學(xué)找礦 第四節(jié) 地球化學(xué)指標(biāo)與評價 第五節(jié) 勘查地球化學(xué)特點(diǎn)及應(yīng)用范圍,第一節(jié) 元素在地殼中的分布,一、地殼中元素的豐度 豐度（Abundance）：泛指元素在一定的自然體系中的平均含量，也叫克拉克值。 地殼中存在量較大的元素（表1-1）是：O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti、H、P、Mn12種元素。它們的總量占地殼重量的99.688?？梢哉J(rèn)為地殼主要由它們所組成。地殼各區(qū)域的物理、化學(xué)性質(zhì)由這些元素量的多寡來決定。它們組成了地殼的各種巖石；各種巖石的

2、性質(zhì)由它們決定。所以稱這些元素為“造巖元素”。造巖元素的豐度一般用重量百分率（）來表示，其豐度值一般均在10-2以上。由于它們的含量變化幅度相對平均含量基數(shù)是很小的，故地球化學(xué)找礦中又稱之為“常量元素”。,大陸地殼中元素含量的十進(jìn)位分布（）,其次可以看出，其余80多種元素的總量僅占地殼重量的0.31。它們在地殼中的豐度均在10-2以下。故稱之為“微量元素”。微量元素的含量不影響地殼各部分基本物理、化學(xué)性質(zhì)，但是在特定的條件下，可以富集而形成礦床。微量元素由于豐度低，其在地殼以及各種地質(zhì)體中，一般以重量百萬分率（10-4）來表示，為書寫方便用ppm（part per million）代表。 lp

3、pm10-610-4=0.0001=1g/t=1g/g ppm單位相當(dāng)于gg或gt。對于超微量元素由于豐度極低，通常以十億分率（10-7）表示，用ppb（part per billion）代表。 lppb= 10-910-70.0000001=1ng/g,最后還可以看出，不同元素的豐度值顯示出極大的不均衡性。總體看來，地殼中輕元素（N26)占優(yōu)勢，豐度的對數(shù)值隨原子量（或原子序數(shù)）變化曲線呈現(xiàn)規(guī)律性降低趨勢，并與太陽系元素宇宙豐度曲線相似。這說明元素間存在量的不均衡性系宇宙成因。,二、陸殼與洋殼間化學(xué)組成的差異,對比表中洋殼豐度與陸殼豐度可以看出： （1）在洋殼中富集的常量元素有Fe、Ca、M

4、g、Ti、Mn和P, 其中以Mg和 Mn的富集最為顯著。 （2）在陸殼中富集的主要元素有Si、Na和K，其中以K的富集最為顯著。 （3）在洋殼中集中的元素絕大多數(shù)在陸殼中貧化。無明顯富集或貧化的主要元素有O和Al。 （4）富集在洋殼的微量元素有Sc、V、Cr、Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Mo、 Pd、 Ag、 Cd、In、Sb、Re、Pt、Au、Hg、Bi等。幾乎全屬親鐵和親銅的元素。 （5）富集在陸殼的微量元素有Li、Be、Rb、Y、Zr、Sn、Ba、TR、Hf、Ta、W、Tl、Pb、Th、U等。主要是親石元素。 （6）無明顯富集或貧化的微量元素有Ga、Ge、Sr、Nb等。,三、陸殼豐度

5、與資源的關(guān)系,美國： 儲量R（t）= A（）（1091010） 日本： RA（108109） （塞基尼， 1963） 蘇聯(lián)： R= A 1010.51 （奧夫琴尼柯夫，1971） A:某元素的豐度,四、成礦元素的濃集系數(shù),“濃集系數(shù)”：它是某元素在礦體中的含量（通常以最低可采平均品位作標(biāo)準(zhǔn)）與其地殼豐度的比值。,表1-4,表l4看出：多數(shù)的親硫元素（Bi、Sb、Hg、As、Ag等）濃集系數(shù)大，可達(dá)數(shù)十萬倍以上。其次是高價、變價的親氧元素（Cr、W、Sn、B等）以及低價親氧元素（Be、Li等），它們或是因電價或是因離子半徑大小不適于參加常見硅酸鹽礦物晶格, 而在后期發(fā)生相對富集。親鐵的過渡元素濃

6、集程度較低（Mn、Ni、Co、V、Ti及Fe）。最低的是常量的親氧元素（表14中沒有計(jì)算其濃度系數(shù)）。,濃集系數(shù)反映了元素在地殼中局部集中（成礦）的能力。元素的濃集所能達(dá)到的程度，它既由元素本身地球化學(xué)性質(zhì)所決定，又受環(huán)境物化條件與介質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的影響。 濃集系數(shù)較大的元素在礦體周圍呈現(xiàn)的地球化學(xué)異常強(qiáng)度較大。地球化學(xué)找礦中容易發(fā)現(xiàn)與識別這類異常，地球化學(xué)找礦方法對尋找這類礦床（如多金屬硫化物礦床特別有效。 對于某些伴生的微量元素，如果其濃集系數(shù)較主要成礦元素明顯地大，則這些伴生元素便是尋找該礦床的良好指示元素。Hg、Sb、Bi、As成為金礦床的指示元素便是這個原因。,五、地殼中元素豐度的 地球

7、化學(xué)找礦意義,首先，地殼中元素的平均含量，可作為衡量各種地質(zhì)體或各區(qū)域中元素分布狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)。一般用濃度克拉克值或濃集比率來表示，即地質(zhì)體中某元素的平均含量與其克拉克值的比值。濃度克拉克值1，說明元素富集，反之則分散 。 其次，陸殼中元素豐度還為地球化學(xué)找礦測試方法的靈敏度要求提供了總的標(biāo)準(zhǔn)。,六 各類巖石中元素的分布,固態(tài)地殼由各種巖石組成。不同地區(qū)各類巖石中元素的分布概略地反映了這些地區(qū)元素的一般分布。對于衡量具體地區(qū)地球化學(xué)背景的高低，說明元素的地區(qū)性相對富集與貧化等地球化學(xué)問題更具有實(shí)際意義。,1、化學(xué)元素在各類巖漿巖中的分布,書中表1-1對比了不同類型巖漿巖間元素豐度的變化情況，其豐度

8、變化的規(guī)律性更加明顯： （1）堿金屬元素（Li、Na、K、Rb、Cs），從超基性巖、基性巖、中性巖、花崗巖、正長巖逐步增高，最高含量都在正長巖中，次高含量在花崗巖中（Na除外）。,（2）稀土元素（La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gg、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu）以及Ba、Zr等具有與堿金屬元素相似的分布特點(diǎn)，向偏堿性巖石富集的趨勢很強(qiáng)。 （3）其余親氧元素：Si、Be、Y、Sn、W、Ta、Th、U、Tl等含量從超基性巖、基性巖、中性巖至花崗巖明顯增高，最高含量在花崗巖中。,（4）親鐵元素Fe、Mn、Cr、Co、Ni明顯地從超基性巖、基性巖、中性岸至酸性巖降低。最高含量在

9、超基性巖中。 （5）親硫元素Cu、Zn、Mo、Ag、Cd和堿土金屬Ca以及過渡元素V、Ti、Sc最大豐度不在超基性巖而在基性巖中。 （6）鹵族元素，總的趨勢向偏堿性巖石增高。,化學(xué)元素在不同成分巖漿巖中的豐度變化，反映了巖漿成因和物質(zhì)來源的差異，以及結(jié)晶分異和地球化學(xué)演化過程中元素的分配；同時也體現(xiàn)出造巖元素對微量元素含量變化的制約作用。 研究巖漿巖中化學(xué)元素的豐度變化具有重大找礦意義。 某些元素高豐度巖漿巖的原始巖漿往往是該元素礦床成礦物質(zhì)的主要來源。,2、化學(xué)元素在各類沉積巖中的分布,研究表明主要沉積巖及深海沉積物中化學(xué)元素的豐度有如下的特征： （1）堿金屬元素（Li、Na、K、Rb、Cs

10、）在頁巖和深海泥質(zhì)沉積物中含量最高，碳酸鹽中最低。二者比較富集程度從10倍（Li、Cs）至數(shù)10倍（K、Na、Rb）。 （2）堿土金屬中的Ca、Mg、Sr在碳酸鹽巖中含量最高，砂巖中最低，富集程度10100倍。,（3）親氧元素Si、Zr、Hf、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Lu在砂巖中以及深海泥質(zhì)中含量較高。 （4）Mn的最高含量出現(xiàn)在深海泥質(zhì)沉積中，其次在碳酸鹽巖中，而砂巖中最低。 化學(xué)元素的沉積分異和它們在沉積巖中的分布與富集規(guī)律是沉積礦產(chǎn)及沉積變質(zhì)礦產(chǎn)預(yù)測的重要依據(jù)。,3、化學(xué)元素在土壤中的分布,元素在土壤中的分布，如同在巖石圈中的分布一樣，變化很大（課本表1-4）。 在風(fēng)化成壤的過程中

11、存在明顯的集中的元素和分散的元素。 土壤是風(fēng)化的產(chǎn)物，與原巖有這密切的關(guān)系。,七、地質(zhì)體中元素的概率分布,由于任何一種巖石中元素的正常含量都是在一定幅度內(nèi)變化的一系列數(shù)值，是一個隨機(jī)變量，各種含量的出現(xiàn)總是對應(yīng)于一定的概率。研究地質(zhì)體中元素含量的概率分布形式得出，主要呈正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布。,所謂正態(tài)分布是指元素含量的概率滿足下列概率函數(shù)和概率分布函數(shù)： 概率密度函數(shù)： 概率分布函數(shù)： 式中：母體的標(biāo)準(zhǔn)離差； m數(shù)學(xué)期望（或母體的平均值） 為樣品值,對數(shù)正態(tài)分布是指元素含量對數(shù)值的概率滿足于概率密度函數(shù)和概率分布函數(shù)： 概率密度函數(shù) 概率分布函數(shù),正態(tài)分布有以下特點(diǎn)： ,m值決定曲線的位置，

12、值決定曲線的形狀。較小時，峰度較高，曲線較陡，寬度較窄； 較大時，峰度較低，曲線較緩寬度較大。 是否是正態(tài)分布應(yīng)進(jìn)行偏度、峰度檢驗(yàn)。檢驗(yàn)的方法及公式見概率論有關(guān)內(nèi)容。 正態(tài)分布情況下，樣本的的眾值（Mo）、中位數(shù)（Me）與均值（）相差很小。,元素在地質(zhì)體內(nèi)的分布形態(tài)一般有五種情況： 結(jié)合在多種礦物中的元素一般服從正態(tài)分布； 集中在一、二種礦物內(nèi)的元素呈對數(shù)正態(tài)分布； 多次地化作用迭加形成的含量呈正態(tài)分布；單一作用呈正態(tài)分布。 擴(kuò)散作用形成的含量呈對數(shù)正態(tài)分布；對流混勻作用呈正態(tài)分布。 兩次不同地質(zhì)作用，可引起兩種類型相同而參數(shù)不同的分布形式。 研究分布類型的目的是：正確選擇背景值、背景上限以及

13、各種數(shù)據(jù)處理方法。 通過對分布形式檢驗(yàn)直接得到某些地化信息。,第二節(jié) 地殼中元素的存在形式和元素的遷移,一、地球化學(xué)環(huán)境 二、元素的存在形式 三、元素的遷移,地球化學(xué)環(huán)境是使元素所在的地球化學(xué)系統(tǒng)得以保持平衡的各種物理化學(xué)條件的總合。地球化學(xué)環(huán)境主要由物理參數(shù)（溫度、壓力）和化學(xué)參數(shù)（化學(xué)元素種類、豐度、fo2、fs、pH、Eh）確定。 （1）原生環(huán)境，是指從天然降水循環(huán)面以下直到能夠形成正常巖石的最深水平的環(huán)境；封閉體系-高溫高壓 原生環(huán)境是一種高溫、高壓、游離氧缺乏、水和其它流體循環(huán)受限制、無生物作用參加的環(huán)境，礦物巖石保持了形成時的狀態(tài)。 因此，原生環(huán)境中巖石的物質(zhì)組成與狀態(tài)，元素的分布

14、是深部地球化學(xué)作用的記錄，反映了原始形成時的特征，是研究深部地質(zhì)作用最直接的證據(jù)。,一、地球化學(xué)環(huán)境,（2）次生環(huán)境，是地表天然水、大氣所能夠影響范圍的環(huán)境。在地表發(fā)生風(fēng)化、土壤形成和沉積作用以及到大氣圈、水圈、生物圈和地球表層疏松物所處的環(huán)境都屬表生環(huán)境，開放體系-溫度低，壓力低或者無。,1、 地殼的物質(zhì)組成與元素豐度,豐度研究概況 地殼是地球莫霍面以上的固態(tài)結(jié)晶物質(zhì)，是人類生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是與人類關(guān)系最密切的部分。地殼中各種性質(zhì)不同、成因不同的地質(zhì)體，往往以化學(xué)元素含量（豐度）不同而表現(xiàn)出來。所以元素豐度是不同地質(zhì)體的地球化學(xué)標(biāo)志之一。 元素的豐度，是指在地質(zhì)體中化學(xué)元素的平均含量。那么，

15、元素的克拉克值呢？ 著名科學(xué)家 FW克拉克、戈?duì)柕率┟芴?、B維爾納茨基、AE費(fèi)爾斯曼、B梅遜、A維諾格拉多夫、SR泰勒以及我國的黎彤等在地殼元素豐度方面的研究作出了重要供獻(xiàn)。,各學(xué)者發(fā)表的地殼元素豐度，一般來講，越新發(fā)表的資料越是可靠，克服了以前研究者在計(jì)算方法、分析方法以及地殼模型等方面的不足。其中以泰勒（1964）的地殼豐度值被廣泛應(yīng)用。 我國地球化學(xué)家黎彤長期從事地殼豐度的研究，他在計(jì)算地殼豐度時采用全球地殼模型，對地殼類型進(jìn)行了分區(qū)，分為臺盾區(qū)和褶皺區(qū)。 大陸地殼包括了地盾、地臺、以及海平面以下的大陸架地殼。大洋地殼則是指主體為深洋區(qū)的地殼，平均厚度6.4km，表層為平均厚度0.6km

16、的深海沉積物。他根據(jù)我國大地構(gòu)造特征劃分為中國臺殼、北緣槽殼 、青藏槽殼和華南槽殼四部分，計(jì)算了中國陸殼元素豐度。,豐度研究的意義 1判斷特殊地球化學(xué)過程 2衡量研究區(qū)化學(xué)元素富集或貧化的程度 3作為選擇分析方法靈敏度的依據(jù) 4作為礦產(chǎn)資源評價預(yù)測的依據(jù),地球化學(xué)系統(tǒng)中元素的總量稱為地球化學(xué)儲量。 在地球化學(xué)儲量中，能被人類開采利用的部分叫作資源，資源中被探明的部分叫作礦產(chǎn)儲量。 資源量占地球化學(xué)儲量的百分比叫作礦化度。 根據(jù)經(jīng)濟(jì)地質(zhì)學(xué)家的研究，某一元素的資源與地殼豐度有密切關(guān)系。 美國地調(diào)所麥克爾維（VEMckelvey 1960）研究美國當(dāng)時的礦產(chǎn)儲量（R）與地殼豐度存在如下關(guān)系： R=A

17、(%) 10910 式中R單位為短噸。 后修改為R（噸）=A（10-6 ）106 1短噸 = 907.18474 公斤=0.91噸,日本塞基尼（1963）和前蘇聯(lián)奧甫欽尼柯夫（1971）也提出了地殼豐度與資源量R的關(guān)系模型： 塞基尼（）： 奧甫欽尼柯夫（）：10.51 綜上可概括為： R=K*A K為估計(jì)系數(shù)，與元素的礦化度、地殼總質(zhì)量、預(yù)開采深度及礦床分布密切。,2、各類巖漿巖中化學(xué)元素的豐度,巖漿巖與變質(zhì)巖占整個地殼總質(zhì)量的95，其中又以巖漿巖為主，按其化學(xué)成分或礦物成分可以分成五大類：超基性巖（橄欖巖、純橄巖）、基性巖（輝長巖、玄武巖）、中性巖（閃長巖、安山巖）、酸性巖（花崗巖、流紋巖）

18、及堿性巖。,在劃分巖漿巖類型時，巖石化學(xué)成分中的酸度和堿度是主要考慮因素之一。巖石的酸度，是指巖石中含有SiO2 的重量百分?jǐn)?shù)。通常，SiO2含量高時，酸度也高；SiO2含量低時，酸度也低。而巖石酸度低時，說明它的基性程度比較高。 SiO2是巖漿巖中最主要的一種氧化物，因此，它的含量有規(guī)律的變化是巖漿巖分類的主要基礎(chǔ)。 根據(jù)酸度，也就是SiO2含量，可以把巖漿巖分成四個大類：超基性巖(SiO2 66%)。,巖石的堿度即指巖石中堿的飽和程度，巖石的堿度與堿含量多少有一定關(guān)系。 通常把Na2O+K2O的重量百分比之和，稱為全堿含量。Na2O+K2O含量越高，巖石的堿度越大。 A.Rittmann

19、1957年考慮SiO2和Na2O+K2O之間的關(guān)系，提出了確定巖石堿度比較常用的組合指數(shù)()。值越大，巖石的堿性程度越強(qiáng)。 每一大類巖石都可以根據(jù)堿度大小劃分出鈣堿性、堿性和過堿性巖三種類型。 9時，為過堿性巖。,據(jù)上述原則，首先把巖漿巖按酸度分成四大類，然后再按堿度把每大類巖石分出幾個巖類，它們就是構(gòu)成巖漿巖大家族的主要成員。 超基性巖大類：鈣堿性系列的巖石是橄欖巖-苦橄巖類；偏堿性的巖石是含金剛石的金伯利巖；過堿性巖石為霓霞巖-霞石巖類和碳酸巖類。 基性巖大類：鈣堿性系列的巖石是輝長巖-玄武巖類；相應(yīng)的堿性巖類是堿性輝長巖和堿性玄武巖。 中性巖大類：鈣堿性系列為閃長巖-安山巖類；堿性系列為

20、正長巖-粗面巖類；過堿性巖石為霞石正長巖-響巖類。 酸性巖類：主要為鈣堿性系列的花崗巖-流紋巖類。,各巖類的標(biāo)型元素組合為： 1、超基性巖元素，典型代表是Cr、Ni、Co、Mg及Pt族。 2、基性巖元素，Cu、Fe、V、Ti、P、Mn、Ca、Sc、Sb等。 3、親中性巖元素，Al、Ga、Zr、Sr等。 4、親酸性巖元素，種類最多，以Li、Be、Ta、U、Th、K、Rb、Cs、F、B為代表。 5、堿性巖以富含Nb、Ta、Be及REE(稀土元素)為特征。,巖漿巖中元素豐度的變化規(guī)律具有重大的找礦意義，某種元素的內(nèi)生礦床總與該元素豐度最高的巖漿巖有成因關(guān)系。如Cr、Ni礦床產(chǎn)在超基性巖中，V、Ti礦

21、床與基性巖有關(guān)，U、Th礦床與花崗巖有關(guān)等。 噴出巖中微量元素的分異程度應(yīng)當(dāng)比侵入巖中低。因此，酸性噴出巖與酸性侵入巖的區(qū)別，就在于前者的親基性巖元素含量較高而親酸性巖元素含量較低。對于超基性巖來說，情況正好相反 。 對于地球化學(xué)找礦來說,了解這些規(guī)律，就可以加深對背景值的認(rèn)識 。,各類巖漿巖中元素含量變化曲線,Si,Rb,F,K,Be,Sn,Cs,U,Th,Al,P,Na,Zr,Sr,Tm,Bi,Ce,Br,Lu,超基性巖 基性巖 中性巖 酸性巖,超基性巖 基性巖 中性巖 酸性巖,各類巖漿巖中元素含量變化曲線,3、 沉積巖中化學(xué)元素的豐度,沉積巖的重量在整個地殼中所占比例不高，約4左右。但是

22、，在地表分布極廣，約占75左右。 沉積巖可以分為碎屑巖、泥質(zhì)巖和化學(xué)沉積巖三個類型。 1、碎屑巖，主要是由抗氧化的礦物組成，Si、Zr、Hf及稀土元素Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Lu等元素含量較高，其它微量元素含量較低。,2、頁巖、泥質(zhì)巖：這類巖石主要由粘土及細(xì)碎屑質(zhì)點(diǎn)組成。粘土有吸附水體中簡單離子和絡(luò)合物的特點(diǎn)，頁巖、泥質(zhì)巖中富集了堿金屬元素，幾乎包括了所有親鐵、親硫元素，親氧元素中的高價、變價及離子半徑特大或特小的元素。泥質(zhì)巖中富有大多數(shù)微量元素。特別值得提出的是黑色頁巖 ，富集了Mo、V、Ag、U、Ni、Ba、Pb、Zn、Cu、Cr、As等元素，已在湖北、江西的寒武系頁巖中找到了銀、釩

23、、鈾、金等礦床。 3、碳酸鹽巖：是一種化學(xué)沉積巖，具有對其他元素“凈化”的作用。除a、Mg、Ba、Sr、Mn等元素富集外，其它元素含量都很低。,二、元素的賦存形式,按形成礦物的觀點(diǎn)分為：,礦物形式 非礦物形式,1、礦物形式：獨(dú)立礦物（主要造巖礦物）、副礦物、主礦物中的機(jī)械包裹體、固熔體分解物、液相包裹體中的子礦物； 2、非礦物形式：類質(zhì)同象混入物，元素呈離子、分子、膠體被礦物表面吸附，超顯微非結(jié)構(gòu)混入物，有機(jī)結(jié)合物。,硬石膏子晶,肖波，2011,不同賦存形式的研究方法,1、礦物學(xué)研究方法 2、電子探針微區(qū)分析,三、元素遷移,元素遷移的方式 1、化學(xué)及物理化學(xué)遷移 2、機(jī)械遷移 3、生物及生物地

24、球化學(xué)遷移 元素的遷移與各種地質(zhì)作用密切相關(guān)，并伴隨著由一種存在形式轉(zhuǎn)換為另一種存在形式。 元素的沉淀,第三節(jié) 地球化學(xué)異常與地球化學(xué)找礦,地球化學(xué)異常是化探的直接研究對象，但異常是相對于背景而言的，不了解背景，也就不能了解異常。 地球化學(xué)異常：是指某些天然物質(zhì)（巖石、土壤、水系沉積物、生物等）中某一特征元素的含量偏離正常含量或某些化學(xué)性質(zhì)明顯的發(fā)生變化的現(xiàn)象。,一、地球化學(xué)背景,1.地球化學(xué)背景及背景區(qū)：在化探中將無礦或未受礦化影響的天然物質(zhì)（巖石、土壤、水系沉積物、生物等）中某一特征元素的正常含量（一般含量）稱為背景。而將那些具有正常含量的地區(qū)稱為背景區(qū)或正常區(qū)。,由于元素在背景區(qū)中的分布

25、是不均勻的，所以地化背景不是一個確定的含量值，而是一個起伏的含量范圍。背景含量的水平取決于它們在礦體中、母巖中的含量，決定于表生條件下風(fēng)化、搬運(yùn)、成壤作用等一系列其它因素。如基性巖中及其風(fēng)化產(chǎn)物中Cr、Ni、Co的含量特別高，而W、Sn、In、U、Pb等的含量則在酸性巖及其風(fēng)化產(chǎn)物中特別高。,安徽月山閃長巖樣品Cu元素分析數(shù)據(jù)表,2.背景值：指未受礦化影響的某一區(qū)域或某一類地球物質(zhì)內(nèi)某一指示元素的平均含量。也即某元素背景區(qū)內(nèi)背景含量的平均值。 在化探中背景值的確定十分重要。因?yàn)樗莿澐之惓：捅尘皡^(qū)的基礎(chǔ)，是將兩者分離開的“尺子”。 背景值也不是一個不變的數(shù)值，只能代表某一區(qū)段或某一地質(zhì)體一次測

26、量的背景平均值。它與參加統(tǒng)計(jì)計(jì)算的數(shù)據(jù)個數(shù)、樣品分析方法的靈敏度和精確度以及計(jì)算方法的選擇等有密切關(guān)系。也可以說是這些因素的概率函數(shù)值。,值得指出的是，近一、二十年來，由于化探服務(wù)領(lǐng)域發(fā)擴(kuò)大，地化背景概念也隨之發(fā)生了變化。即劃分的標(biāo)準(zhǔn)不再以礦為唯一的依據(jù)，而以研究對象為最終依據(jù)。所以有人提出，凡是調(diào)查對象的影響范圍以外的地區(qū)，就叫背景區(qū)。其中的正常含量的平均值就叫背景值。這一概念使異常和背景可以互相轉(zhuǎn)化，是符合實(shí)際情況的。,3.背景上限（異常下限）：背景區(qū)某一特征指示元素背景含量的最高限度。超過此限就屬異常含量，此限就屬背景含量范圍。 地球化學(xué)異常與地球化學(xué)背景的概念是相對的。,二、背景值及背

27、景上限的確定,確定背景值及背景上限的正確與否對化探找礦效果影響很大。應(yīng)注意下列原則： 盡量選取遠(yuǎn)離已知礦化地區(qū)的樣品； 按工區(qū)不同地質(zhì)單元統(tǒng)計(jì)（如不同時代、不同巖性統(tǒng)計(jì)）； 每個單元的樣品數(shù)在50100個或更多些； 可將大于 的數(shù)據(jù)剔除，以免計(jì)算結(jié)果偏高。,1、圖解法,1.長剖面法:這種方法是建立在地質(zhì)剖面觀察基礎(chǔ)之上的，在測制地質(zhì)剖面的同時，按一定的間距采取巖石（或土壤）樣品，分析所需幾種指示元素的含量，編繪地球化學(xué)綜合剖面圖（包據(jù)地質(zhì)剖面和元素含量變化曲線）。剖面的長度應(yīng)能較完整反映背景和異常全貌為宜。作圖后，對比地質(zhì)剖面和元素含量變化曲線來確定背景值和背景上限。,長剖面法確定背景及背景上

28、限,2、直方圖解法: 應(yīng)用直方圖解法確定背景值及背景上限的依據(jù)，是建立在元素在地質(zhì)體中一般是正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布的理論基礎(chǔ)之上的。應(yīng)用這種方法時，首先統(tǒng)計(jì)繪制元素含量的頻率直方圖，然后根據(jù)正態(tài)分布（或?qū)?shù)正態(tài)分布）特點(diǎn)，確定眾數(shù)值M0，用其代表背景值；確定的均方差 （標(biāo)準(zhǔn)離差），并據(jù)此確定背景上限（或稱異常下限）。,3、概率格紙法： 元素在地質(zhì)體中呈正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布的基礎(chǔ)之上。 概率格紙是一種特殊的坐標(biāo)紙，它的縱坐標(biāo)按正態(tài)概率函數(shù)的數(shù)值分度，橫坐標(biāo)用對數(shù)分度或普通分度。這樣，當(dāng)一個母體其含量服從對數(shù)正態(tài)時，其累積概率分布在這種圖上成為一條直線，直線的斜率就是方差。如果有兩個以上的分布復(fù)

29、合，則復(fù)合分布成曲線。 需要進(jìn)行分解。,4、計(jì)算法： 通過計(jì)算來確定背景值和背景上限，也是以均值或眾數(shù)值來代替背景值。 正常地段的計(jì)算法 在正常地段，背景值是通過計(jì)算均值來確定的。元素的分布型式不同，計(jì)算的方法也不一樣。 A.當(dāng)元素是正態(tài)分布時，利用計(jì)算算術(shù)平均值的方法，公式如下：,B.當(dāng)元素是對數(shù)正態(tài)分布時，可利用計(jì)算幾何平均值的方法，公式如下： C.求均方根差和異常下限：,上式在Co是對數(shù)學(xué)期望的估計(jì)，S是對的一種估計(jì)，在計(jì)算S的公式不用N而用N-1除是S對的無偏估計(jì)。 D.求背景上限（異常下限）： R是決定可靠性的一個系數(shù)。R一般選在13之間，多用2。R值選得大，即背景上限劃得高些，異常

30、可靠，但容易把一些弱異常掩蓋掉，反之，異常范圍變大，可能把部分背景含量當(dāng)異常。,5、經(jīng)驗(yàn)法：,在計(jì)算法的基礎(chǔ)上，算出異常下限或者背景上限后，發(fā)現(xiàn)該值仍較低，造成大面積異常，這樣不能合理解釋或評價異常，不能很好的指導(dǎo)找礦。 可以憑經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)提高異常下限值，縮小異常 范圍。,6、多重分形法7、85%累計(jì)頻率法,第四節(jié) 地球化學(xué)指標(biāo)與評價,一、地球化學(xué)指標(biāo)： 能夠用來找礦或解決某些地質(zhì)問題的地球化學(xué)標(biāo)志。 地球化學(xué)指標(biāo)可分為參數(shù)性與非參數(shù)性兩大類。 指示元素：在化探工作中能夠用來指示礦體的存在或能夠指出找礦方向的元素。 特征含量的范圍、指示元素的組合等,地球化學(xué)指標(biāo),二、地球化學(xué)異常 地球化學(xué)異常：天

31、然物質(zhì)中地球化學(xué)指標(biāo)與周圍背景有顯著不同的現(xiàn)象。具有這種異?，F(xiàn)象的地段就叫異常地段。 礦床就是一種比較稀少的或反常現(xiàn)象。它本身就是一種地化異常的特例。只是達(dá)到了工業(yè)可以利用的程度。,值得提出的是：很多人把地球化學(xué)異常與地球化學(xué)分散暈混為一談。分散暈與異常既有聯(lián)系，又有區(qū)別。分散暈是指環(huán)繞在礦體或異常源周圍，賦存在天然物質(zhì)中的地化異常。 暈是異常的一種特定重要型式。“暈”是特指在成因上與礦體的形成和破壞有關(guān)，在空間上圍繞礦體，并以礦體為中心，大致等量地向四周由高濃度向低濃度，有幾何形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的含義，具有三度空間的概念。 因此，暈的含義較窄。這是30年代化探發(fā)展初期，所研究的大多數(shù)是礦體上方殘

32、積物中異常時提出的，顯然它不能包括那些非礦引起的范圍很大且形狀很不規(guī)則或界限不確切的,區(qū)域性異常；遠(yuǎn)離礦體的離心異常（如Hg、As等）或偏心異常；點(diǎn)異?；蚱拭娈惓＃灰约捌渌鼗笜?biāo)（如元素或同位素比值、pH、Eh、成礦溫度及地植物種屬和群落等）。通過50多年的實(shí)踐，人們逐漸集中到用“地球化學(xué)異常”這一術(shù)語來科學(xué)地概括和表達(dá)地球化學(xué)異?，F(xiàn)象，但是在某些場合用“暈”的術(shù)語并不失其確切性，且方便，故往往通用。由此可見，一切地球化學(xué)分散暈都屬異常之列，而所有異常不能盡稱為暈。 化探工作實(shí)質(zhì)上正是在于首先發(fā)現(xiàn)異常，并進(jìn)行判別暈的存在，從而追索到礦體。,引起異常的主要原因： 與成礦有關(guān)的元素（包括成礦元素

33、、伴生元素、常量元素、陽離子、陰離子、絡(luò)離子、同位素等）在地質(zhì)地球化學(xué)作用過程中遷移，使地球物質(zhì)中局部含量明顯偏離該區(qū)的地化背景而形成的異常。 由于高背景巖石源及其它地質(zhì)體作用引起的異常。 由于人類活動所導(dǎo)致的污染引起的異常。 采樣、加工和分析等引起的假異常。 只有第一種是與成礦有關(guān)的，后三種與礦無關(guān)。,三、地球化學(xué)異常的分類 1.根據(jù)異常形成作用的不同 分為： （1）原生地球化學(xué)異常在成巖成礦作用下形成的異常。巖石地球化學(xué)異常即屬于原生地球化學(xué)異常，其中與礦有關(guān)的原生地球化學(xué)異常，是成礦作用的產(chǎn)物，和礦體同時形成。 （2）次生地球化學(xué)異常在巖石、礦石的表生破壞作用下，有關(guān)元素遷移而形成的異常

34、。土壤地球化學(xué)異常，水系沉積物地球化學(xué)異常、水文地球化學(xué)異常、生物地球化學(xué)異常、氣體地球化學(xué)異常都屬于次生地球化學(xué)異常，其中與礦體有關(guān)的次生地球化學(xué)異常，是由于礦體的表生破壞所形成。,2.根據(jù)異常物質(zhì)與賦存它的介質(zhì)之間的相對時間關(guān)系，分為： （1）同生地球化學(xué)異常異常物質(zhì)與賦存介質(zhì)同時形成的地球化學(xué)異常。 （2）后生地球化學(xué)異常介質(zhì)形成后，異常物質(zhì)進(jìn)入而形成的的球化學(xué)異常。,3.根據(jù)異常與成礦作用的關(guān)系，常把地球化學(xué)異常分為： （1）礦異常 礦體異常其形成與工業(yè)礦體有關(guān)； （2）礦化異常其形成與非工業(yè)礦化有關(guān)； （3）非礦異常其形成與礦無關(guān)。,4.根據(jù)異常所賦存的介質(zhì)不同，分為： （1）巖石地球化學(xué)異常； （2）土壤地球化學(xué)異常； （3）水系沉積物地球化學(xué)異常； （4）水文地球化學(xué)異常； （5）氣體地球化學(xué)異常； （6）生物地球化學(xué)異常。,各類地球化學(xué)異常示意圖,5.根據(jù)異常的規(guī)模，可分為： （1）地球化學(xué)省：由化學(xué)元素在地殼中原始分布不均勻性造成的大范圍地球化學(xué)異常。面積可達(dá)幾千幾萬km2。地球化學(xué)省也可以從巖石風(fēng)化的各種產(chǎn)物中得到反映。如印尼馬來西亞Sn省，花崗巖中Sn40ppm，地殼豐度的13倍；贊比亞銅帶20720km2。地球化學(xué)省是