化探在区域地质调查中的主要研究内容

Question

如题所述

Answer 1

依测试内容分为成分分析、特殊物质分析和结构分析3大类。

1.成分分析

常量元素分析 常用的如火成岩和变质岩的岩石化学15项全分析。有时因特殊需要也用简项分析。对于矿石，常分析主要组分及有害组分。另外，常常通过单矿物分析或微区分析获取矿物的主要成分，计算矿物的分子式。

微量元素和稀土元素 微量元素指含量很低的痕量元素，它们虽不是主要成分，但有重要的指示意义。如沉积岩中的Ba/Sr比，变质岩中的Cr、Ni、Co、Ba及稀土元素，黄铁矿中的Co/Ni比值，方铅矿中的Ag、Bi等，都有重要的成因信息。另外，风化壳碎屑物、土壤、水系沉积物中的成矿元素一般都是微量元素，而水体中金属元素，气体中的汞气也是微量元素，有机质中也有金属元素如Zn、Cu、Mn、Ni等，另还有P、S、F等非金属元素。

同位素组成 同位素依形成机制可以分为稳定同位素（宇宙成因的）、放射性同位素（宇宙成因或放射性成因，具有放射性的）和稳定体系（放射性成因的）。常用的稳定同位素主要有硫、碳、氢、氧、硅、氮。放射性同位素多用于测年，包括U-Th-Pb系，K-Ar系，Rb-Sr系，Sm-Nd系，Re-Os系等。此外还有¹⁴C、热释光、光释光等方法。稳定体系如Pb²⁰⁶、Pb²⁰⁷、Pb²⁰⁸、Sr⁸⁷、Nd¹⁴³等，这是一类丰度既受放射性同位素丰度影响，又受时间影响的稳定性同位素，目前常用于地壳演化分析和物源判别。

2.特殊物质分析

矿物包裹体分析 矿物包裹体是指在矿物生长（结晶）过程中，捕虏于矿物晶体中的成矿流体残留物。虽然其体积在大多数情况下十分微小（直径仅几个μm），但确是目前可获得的唯一原始流体样品。矿物包裹体分析不仅可以获得成分信息，包括固体成分、液体成分和气体成分，而且可以获得捕获时的物理化学信息，如温度、压力、pH、盐度（w_t%NaCl）等。

物相分析 对岩石、矿物中不同化合物相态的分析，如测定氧化物相、硫化物相、硅酸盐相、碳酸盐相、有机物相等的相对含量，有时还可测定吸附态（相）和独立矿物（相）的相对含量。广泛采用相分析技术可以获得更多的信息。

矿物的热分析 利用矿物在加热过程中的热效应（吸热、放热、失重）测定矿物脱水（结晶水、结构水）及相变温度，以获取成因信息。

有机物分析 除分析H、O、C含量外，还有有机物含量分析（C有机、氨基酸、总烃、氯仿A、饱和烃、芳烃等）、有机化合物类型分析（干酪根、镜质体等）。目前不仅广泛应用于成热度、生油指标，而且在判别沉积环境上十分重要。

类质同象替代分析 测量类质同象替代量的方法很多，但判别替代位置的方法很少，其中应用穆斯堡尔谱判别Fe^2＋、Sn^2＋的代换位置，是一种很特殊的方法。

3.结构分析

宏观的结构构造可以利用遥感影像、肉眼及普通光学显微镜观察，而晶体内部晶格级的微观结构，也是地球化学研究的重要内容。依测试方法可分为化学分析、仪器分析和特殊分析（图9-6），依研究方法可分为直接观察、间接观察和间接分析3类。

图9-6 地球化学测试方法分类图示

直接观察一般是借助显微镜（普通显微镜、电子显微镜和离子显微镜），通常采用反射法（获得物质表面结构的图像）和透射法（获得物质内部质点分布图像）。间接观测就是通过对矿物谱学特征的分析，获得物质微观结构的特征，如红外光谱法、射线法、穆斯堡尔谱、核磁共振法、顺磁共振法。间接分析法是通过成分分析来推测结构，包括热分析（脱水和相变）、电子探针和离子探针（微区分析）等。

4.地球化学信息分析与判别

区域规律的信息与分析（宏观分布）宏观上的元素分带性，同位素的激变带，稀有气体的异常等都是近年来在研究区域规律时采用的新的地球化学信息。同类地质体（岩石类型、侵入体矿化）在空间上的变化规律，对于认识区域地质演化，构造—热事件，建立成矿系列等也是重要的信息。

赋存状态的信息与分析（微观分布）主要包括岩石（矿石）中元素的赋存状态（物相分析）和矿物中元素的赋存状态（分布形式）。岩石（矿石）中有用和有害组分赋存状态分析，对于认识成因和判别可利用性具关键意义。矿物中某些元素的赋存状态是地质学的重要研究内容，如方铅矿中Ag的分布，黄铁矿中Au、Co的分布等，对于研究矿床成因有重要价值。

物源判别 目前可以进行判别的物源可包括基本物质（金属和主要组分）来源、流体来源、硫、CO₂ 等矿化剂来源等。流体主要是热水溶液，因而利用流体的δD-δ¹⁸O、主要离子类型、盐度等判别，间接的利用δ¹⁸O-δ¹³C（CO₂ -CO^2-3）也可判别。主要成分来源判别用于岩浆岩和变质岩类。用铅同位素判别金属来源。此外，利用主要矿物中的微量元素标型特征规律也可进行判别，如黄铁矿的Co/Ni比值等。近年来也采用Si同位素进行物源判别。

物理化学条件判别 物理化学条件判别中最主要的参数有温度、压力、盐度、pHE_h等。温度常用包裹体均一温度、稳定同位素平衡温度、矿物地质温度计、微量元素地质温度计以及利用矿物共生相图判别温度等方法判别。压力判别常用CO₂浓度法、蒸气压法、不混熔包裹体法等。包裹体测压法、矿物—微量元素地压计法，以及共生矿物分析法等。盐度常用包裹体成分的测定确定总矿化度，通过冷冻法测得总盐度（NaCl w_t%）等。pH-E_h主要测定包裹体流体的酸碱度和还原性。此外利用拉曼光谱测定的包裹体气相成分，还可以计算出还原系数（R）。

年代学判别 目前常用的测年技术有同位素年代学和其他年代学（图9-7）。

图9-7 地球化学测年技术方法示意图

标型判别 不同地质体因其特征的组成与结构，通过统计分析可以建立一系列标型特征。如根据δ¹⁸O可将花岗岩类划分为贫¹⁸O、正常¹⁸O和富¹⁸O三类。矿物特征也相似，如黄铁矿中Co/Ni比值，闪锌矿中Zn、Cd含量等都可以作为定性的标型及定量的标型，作为判别成因的重要经验值。