勘查地球化学

max · 发表于 2010-2-17 14:00

【2007-12-03 来源：地调局发展中心作者：吴传璧颜廷杰籍同冰莫根生李龙】

一、勘查地球化学的发展形势

　　1．关于某些国际动向

　　过去几十年，勘查地球化学以矿产勘查为主题，经历了一个辉煌的时期。近些年来，由于国际上矿业不景气，矿产勘查项目和投资减少，从事矿产勘查的地球化学家多有转行，国际勘查地球化学家协会的会员明显减少，因而有人认为，勘查地球化学“在走下坡路”。近十多年来，随着可持续发展战略的提出和环境污染形势的严峻，环境地球化学迅速发展，西方发达国家强调环境问题的势头尤甚。总的看来，勘查地球化学的发展正处在一个“十字路口”上。这种形势也在“国际勘查地球化学家协会”的改名之争上反映出来。协会的一些委员认为，应把协会的名称改为“勘查和环境地球化学家协会”或“应用地球化学家协会”。

　　但投票结果没有任何一种方案被通过。此后，戈维特等发达国家的学者再次强烈主张改名为“应用地球化学家协会”。其主要理由是：“勘查”只包括了调查与评价两个阶段，但地球化学工作已深入到“利用”和“治理”（“修复”）两个阶段，“勘查”一语显然包括不了，而“应用地球化学”则可把它们都包括进来。矿产问题和环境问题同样面临着这样的扩展。在座谈会上，有些专家强调，调查技术已经相对简单了，科学问题主要在评价方面，再往下就是清除和治理。因此，改名实际上是学科发展方向问题。有些专家认为，改名不是实质性问题，主要是适应形势需要，扩展我们的领域和思路。

　　谢学锦院士赞成“化探在国际上的发展正处在一个十字路口”的提法。但是，对于因矿业界前几年不景气，有人就认为化探好像也处于不景气状态的说法，应该进行分析。他认为：“实际上矿业界绝不会从此一蹶不振，到一定时期矿不够用，又要去找，我们千万不能短视。过去化探技术是以矿为中心的，研究的问题以矿作为起点，根据分散的模式和规律来找矿。如果化探是研究矿产形成以后发生的事件的话，它的技术已经发展得比较成熟了。但是我国在另一个方向上已做了大量工作，提出今后不是光研究分散，要从地球形成起研究元素的分布和再分布。根据这个思想，给化探打开了一个全新的天地。也根据这个思想，我们提出地球化学块体的理论，深穿透的技术，元素从深部向外迁移等等新东西。这些东西的提出，很可能使化探技术发生深刻的革命。比如，采样就要是多介质的，这对环境研究尤其重要。风成砂中从远距离搬运来的细粒物质，本来是起负作用的，但是它有很强的吸附能力，地下深部上来的物质就专门吸附在它里面，所以就把它从起负作用变成起积极作用了；从而可以通过研究地表弱胶结物，分析从底下上来的物质。由此可见，如果有新的思路，不是从矿出发，而是从地球的形成演化出发，就会使采样、分析、评价发生大的变化。这样一个时代正要来临，所以我对化探的前途非常乐观。我认为，在21世纪，在解决环境与资源问题方面，化探要起非常重要的作用。根本问题还是观念和认识问题。关键问题是要采取积极的措施，去支持新的思路的发展。”

　　2．关于我国发展形势

　　由于我国社会主义制度有集中力量办大事的优越性，在全国性区域化探扫面，区域化探标准样与样品分析工作，金矿和其它矿产的勘查理论与技术，覆盖区化探技术与理论的探索等方面，已取得了举世瞩目的成果；环境地球化学工作正在积极开展，近些年来“多目标”地球化学（农业地球化学）填图已取得重要成果和进展，受到政府和各方面的重视。但是，面对21世纪国家社会经济发展的需求，纵观世界勘查地球化学的发展趋势，回顾我国勘查地球化学的发展历程，仍需冷静地认识我们的不足和问题。主要是：

　　（1）区域化探资料的利用程度远远不足。资料管理制度没有共享机制，不利于广泛利用和深入研究；区域化探资料的利用率较低，找矿信息未充分发掘，研究基础地质、环境问题的潜力有待进一步开发。

　　（2）化探队伍需要更新知识和观念。长期以来化探的主要任务是找矿，观念和思路还不适应新形势发展和开拓新领域的需要；面对需要解决的社会-经济问题，化探的发展应走与地质、物探及相关环境学科结合的综合研究之路；面对科学技术发展的新阶段，化探要介入新的应用领域，不应被动地“靠进去”，而要发挥化探优势，找到自己的“闪光点、突破点、结合点”，在综合研究中站到解决问题的前沿。

　　（3）化探方法技术的研究仍需继续加强：随着较大比例尺评价工作的开展和新领域的开拓，现有的方法技术尚存诸多问题，需要分类进行专门研究，以推进面上工作。

　　（4）在新的体制和机制下，针对资料利用、项目管理、人员素质、组织协调等问题，管理工作需进一步改进。

　　二、区域地球化学发展方向及建议

　　我国的区域化探走在世界前列，形成了一套基本工作方法。在新的世纪，全球地球化学填图和地球化学基准等区域性研究课题，仍是国际上的热点。专家们认为，我国76种元素地球化学填图的试点已取得初步成果，坚持做下去，其意义将不亚于“门捷耶夫元素周期表”。同时，专家们对这一领域的重要课题和方法技术发表了意见。

　　1．区域化探资料需要深入利用

　　（1）与世界发展趋势挂钩，在战略层面上将全国地质工作战略部署、全球气候变化、资源环境变化放在一块考虑，以1:500万－1:1000万比例尺，把区域化探资料与基础地质、构造作用，以及全球尺度的浅表部和深部地质作用结合起来，作为一个大课题来研究，可为基础地质提供很多新的信息。

　　（2）把化探资料的区域背景与地球块体、不同构造区、大的成矿带联系起来，从地球演化的角度作综合研究，在地质理论和基础研究中发挥作用。

　　（3）在区域成矿作用研究方面，过去利用的元素少，偏重于研究局部异常，很少从大的成矿角度考虑问题。应该把区域化探资料与地质和物探很好结合起来，从成矿系列的角度反映大的成矿战略区。近期在“三江”地区所作的研究表明，这种做法可很好地反映成矿系列的空间分布规律，将成矿作用研究提升到了新的层面。

　　（4）在地质填图中解决地层、构造等问题，这种工作已有了新的开端。

　　（5）区域化探资料在环境、农业、林业、牧业等方面的应用潜力有待进一步挖掘。

　　2．方法技术的改进是实施各种战略的保证

（1）区域性地球化学资料的采集是一项基础性工作，特别是覆盖、浅覆盖和中覆盖地区的信息采集要很好解决。现在我们有了较好的开头，如研制了深穿透方法、活动态、地气法等，应在此基础上深入研究。

　　（2）保证测量数据的真实、可靠，是一个至关重要的问题。近些年的研究表明，按以前的规定来执行方法技术，与测区的实际情况是有冲突的，甚至严重冲突。这涉及到野外采样的方法技术问题。无论从矿产勘查考虑，还是从兼顾找矿、基础地质和生态问题考虑，都需要继续研究不同景观带的介质代表性，元素的迁移富集特点，影响勘查效果的干扰因素和干扰机制，进一步确定采样手段、介质和密度。有专家提出，在我国西部地区工作，采取单一介质是有问题的，应该用集成方法，在一次调查中采几种介质，互相印证、互相结合，效果会好一点。

　　（3）我国森林沼泽区的工作方法已做过6次研究，总的看来，理论研究程度还低，如何利用这些资料进行填图、找矿等，还值得研究。现行规范只是从地球化学角度制定的，没有考虑其他方法的综合应用，应该走多学科综合研究的路子。

　　（4）对于一些特别的地球化学勘查新方法，包括野外调查方法和分析方法，只要有一丝希望，就应给予支持，以利其发展；对新方法的研制，在局部试验与面上推广之间，应该设立过渡性研究，以便进行验证和完善。

　　（5）新方法的研制应该做到能真正应用。目前在区域和局部工作中开发的一些新方法，如金属活动态、地气法、偏提取等，科研单位尚可使用，到了生产单位和生产实践中，问题就很多。总的看来，它们还处于研究阶段，未能成熟到可以推广的程度。应该从理论和技术上，就深层次的问题探寻解决和完善途径。建议支持两三个研究组，长期进行工作，不断发现问题和解决问题，使这些方法技术得以完善。

　　（6）相态分析技术及其应用，对于解决地质问题、找矿问题和环境问题，对于不同景观区和不同阶段的工作，都有很大意义。过去，不同部门的单位，针对不同的用途，已进行过大量研究。但是，相态的分类和标准尚不一致，分析程序各有千秋，直接影响到成果的可对比性和可验证性。建议通过一些代表性单位的联合研究，制定出一致（统一）的标准和分析程序，以利于这类有前景方法的发展和应用。

　　（7）化探数据处理是勘查评价的重要环节，这类技术在国外发展迅速，例如，立体勘查和三维GIS技术的资料发表得很多。据专家估计，我们在三维数据处理方面落后5年左右。在俄罗斯，GEOSCAN，GEOPOLE，SURFER等数据综合处理方法，在规范中已作为成图手段被广泛使用。我国已有RASMA等技术，但近些年来对数据的综合处理技术研究得很少。例如，从1998年的张家界会议到2003年的珠海会议，基本上没有这方面的文章。对这种情况应该给予足够的重视。

　　（8）应该着力改变过去主要凭经验作评价的状况，加强数据处理技术的研究，考虑多重分形、模式识别等新技术，建立新的评价方法体系；应该建立自己的数字化地球化学填图系统，包括GPS平台、地形图、遥感图象、已有地球化学图、地质图等，构成一个兼有数据采集、储存和处理的自动化综合系统。

　　三、矿产地球化学勘查发展方向及建议

　　矿产勘查仍然是我国化探工作的主要任务。

　　1．开展与区域化探扫面相衔接的大比例尺矿产评价工作

　　牟绪赞对我国不同比例尺化探工作的基本情况进行了分析：“六五”以来，区域化探完成646万km2，1:5万化探完成121万km2，更大比例尺化探完成11.8万km2，它们的比例是83:15.5:1.5调查局成立以后，区域化探完成53.6万km2，1:5万10万km2，更大比例尺0.7万km2，它们的比例是83:16:1。两个时期的比例大体相同。他认为，从矿产勘查的角度说，1:20万以小比例尺工作是“战略布局”，1:5万工作是“短兵相接”，更大比例尺工作才是“刺刀见红”。这里存在着一个区域地球化学资料的应用问题。十几年的经验表明，在1:20万的基础上开展1:5万工作，效果是相当突出的。许多专家赞成这个观点，建议：1:5万－1:2.5万大比例尺化探异常优选和评价系统，是区域成果评价的继承和延续，应作为一个发展方向和长期战略任务来抓。

　　2．亟需研制1:5万矿产快速评价技术

　　与1:20万工作相比，1:5万评价有其特殊性。由于工作区缩小，干扰因素和景观特点变化，沿用内地的和区域上的工作方法可能会出现问题。东天山和冈底斯带的试点评价工作表明，在一个成矿带内，景观有差异，工作方法不一，所获资料的真实可靠性难以判定，给1:5万工作造成很大困难。与区域工作和更大比例尺工作相比，1:5万的难度要更大一些，应该有细致的方法技术研究。此进行，1:20万资料测试了几十种元素，查明了几万个异常，但过去把80％的精力放在了找金矿上，其余信息远远未能充分利用，也需要有相应的方法技术进行引导，提供保证。由于对1:5万评价方法研究得不够，一些地质人员误认为化探只能在区域评价中发挥作用。专家们认为，1:5万矿产快速评价技术相当薄弱，也是造成普查基地紧张的原因之一。

　　3．1:5万方法技术研究课题设置建议

　　对1:5万找矿，宜划分三类地区进行研究：（1）东部中低山丘陵区，工作虽相对容易，但并没有完全稿清楚，只依赖于经验模式，漏矿的可能性还是比较大的；（2）干旱半干旱荒漠区，主要指北部和西北部地区，所发现的面积大、含量低的异常应很好评价；（3）西部高寒深切割地区，这里的1:5万异常评价方法还不很成熟。建议在三类地区各选3－5个省作试点，把1:20万评价得出的所有异常都做三级查证，做完以后再做1:5万工作，逐个进行评价。把1:5工作阶段取得的经验向全国推广，提高1:20万资料的利用程度。许多专家对这些建议表示支持。

　　4．隐伏矿勘查和危机矿山深部找矿建议

　　寻找隐伏矿是矿产勘查的热点之一，近些年来，国内外正在积极研究深穿透地球化学方法，识别大型和巨型矿的地球化学定量方法。就我国东部而言，虽然工作程度已较高，随着工作深入和观念更新，仍有可能找到新的隐伏矿床。危机矿山的深部找矿，也是一个急迫课题。在这方面，我们以往开发过不少技术，如原生晕、构造地球化学、热释汞、卤素、相态分析等，都证明是有效的。但是，这些研究工作进行得较为零散，缺乏系统和持续的研究和应用，应该采取措施继续给予支持。有的专家提出，要加强方法技术的基础研究，如原生晕的理论成因模型，似乎没有认真研究过，没有它，评价工作总是定性的，永远不会是定量的，就不能像物探一样搞正反演。

　　5．难识别矿和非大宗矿产的普查评价工作建议

　　一些专家指出，应发挥化探优势，重视难识别矿和非大宗矿产的普查评价。例如，盆地中的砂岩铀矿，铂钯矿，稀散元素矿床（如蛋白石中的Cs），含铀黑色岩系等。黑色岩系区的资源调查，除找铀、钼钒、稀土外，寻找复合微肥有很大生态意义，它是防治大骨节病等地方病的一种专用微肥。近些年来，地调局支持寻找铂钯的化探工作，经过不断努力，离矿已经很近了。还有一些新矿种的普查，如锗、钴、镓等，化探也会有作为。希望地调局沿此方向继续支持下去。

　　6．境内外矿产对比和勘查工作建议

　　彭齐鸣在会上提出了境内外矿产对比和勘查的问题，并介绍了商务部予以积极支持的情况。对此，与会专家感到振奋，一致表示支持，认为化探的特长和我国化探技术的国际领先水平，十分有利于实施这一战略。境内外的对比研究很重要，特别应注重周边国家，如蒙古、俄罗斯、哈萨克斯坦、东南亚；除编图外，应该列境内外的对比和方法技术研究。援外方式在改变，培训第三世界国家人员也是很重要的内容，地质大学已经作出非洲勘查技术培训计划，提出申请，准备实施。

　　四、环境地球化学调查与研究发展方向及建议

　　与会专家一致认为，环境地球化学是必须着力开拓的新领域。

　　近十多年来，环境地球化学在世界范围内迅速发展。最近举行的第6届环境地球化学会议提出了6个发展主题：（1）环境地球化学记录，在全球范围内研究各种各样介质中有害元素的记录及其全球循环；（2）地球化学与健康，如地方病，燃煤污染等问题的研究；（3）污染与清除，不仅是工程性治理技术,主要是植物清除技术；（4）地球化学调查，与我国做的地球化学填图类似；（5）分析地球化学。另外，环境地球化学研究有三个主要趋势：（1）全球尺度的研究，即研究化学元素和污染物在全球尺度的循环和分布；（2）从无机扩展到有机，即不仅研究无机污染物，而且要研究有机污染物，特别是难降解的有机物和放射性核素；（3）从量的评价扩展到质的评价，即不仅研究含量高低，更要注意存在形式和活化条件。这些情况很值得我们参考借鉴。

　　我国的化探介入环境领域，已有20多年的历史。过去的研究是星星点点、小范围的，近几年才设立了大规模的调查项目。一些专家认为，在我国的具体条件下，要推动环境地球化学的发展，首先应该安排应用效果研究。因为我们有面上的区域调查资料作基础，近几年在平原区也做了不少工作，虽然查明了很多污染异常，工作也被评价为很好，但地方行政机构既要求保密，又不准使用。如果不拿出实例说明这些成果的应用效果，这些资料的应用很难推广开。应用效果研究起码应该做到：搞清所发现的异常是自然污染还是人为污染，提供的环境地球化学图要让人看得懂，能说明有害元素对地方病的影响程度等。否则，我们的资料让人家没法用。农业地球化学工作要扩大影响，问题也主要不在调查方法，而在于研究如何使用获得的资料和取得应用效果。这类研究项目应该与调查项目分开安排。

　　一些专家强烈主张，环境地球化学工作不能停留在调查阶段，一定要深入到对污染的“修复”，使社会民众直接体会到它的效用。修复技术在国外发展很快，已形成产业，1999年，美国的相关产值达到60亿美元。在加拿大举行的植物修复会议，参加者不仅是搞化探、土壤、植物的专业人员，很多投资商、大财团，包括经济学家都参加会议，他们在考虑下一步投资赚钱问题。一位经济学家作报告，提出“绿色技术”的观念。他把世界经济发展分成“农业经济”、“资源经济”、“机械经济”、“IT经济”等几个历史发展阶段，认为下一步将进入“绿色经济”时代，包括“绿色农药”、“绿色农业”等。而所有的绿色经济，都要以“绿色地球”为前提，要把百年以来工业化造成的污染治理掉，弄干净。绿色经济时代给搞化探、土壤、农业的人带来非常大的机遇，我们应该抓住。有专家提出，在被污染土地的修复方面，铀、钼、钒、硒等的速集植物的筛选属国际前沿，应开展规模化研究。

　　环境问题是涉及许多学科的综合性领域。化探要介入这一领域，必须了解生态学、农学、林学、植物学、地方病学等知识，需要虚心地学习。在具有竞争性的实践中，我们不能采取自己不去学，又不让别人进入的态度。同时，有专家指出，化探介入环境领域，不应跟在别人后面，人家干什么，我们也干什么，必须发挥自己的优势。例如全球变化研究，科学院一直在做，搞湖积物岩心测试，我们是否可把陆地资料与湖积物资料结合起来，既站在环境研究的前沿，又站在化探调查的前沿，形成一个研究方向，走在前面。一些专家认为，由于我国现行管理体制的原因，化探和地质调查工作在环境领域应该介入到什么程度，哪些事情是我们必须做的，哪些事情是要主动争取做的，哪些事情是协助别人做的，也应有个界限。希望高层领导统筹协调。

　　在具体的技术层面上，专家们谈到了以下意见：

　　（1）开拓区域化探资料在环境、农业、林业、牧业等方面的应用，如从三江源头到新疆已有很好的资料，对研究这一地区的生态环境、荒漠化等问题会很有用处，但没有很好利用。同时有专家指出，对区域化探数据库的适用领域也不宜夸大，它在有些领域是不适应的，比如它的数据是总量，而在环境问题上，很多情况下需要的是相态。适合环境研究的数据库我们还没有建立起来。

　　（2）在多目标地球化学填图的基础上，应该考虑环境动态变化的监测，用第一次调查的结果作背景，监测5年10年后的动态变化。这就有一个选择监测点、构建监测网和相应的方法技术研究问题。

　　（3）因采矿而受损的生态环境系统的研究，已做了很多工作，但缺少突破性进展；采用地球化学工程学方法进行治理的工作，几乎没有见到。而矿山环境问题涉及国土资源部的职责，宜安排遥感-地球化学研究与示范，推进这方面工作。

　　（4）我国是农业大国，开展荒漠-绿洲生态系统的遥感-地球化学调查和广泛分布的红土、黄土、黑土地球化学调查，可以是与农业调查的结合点，有一定前瞻性。

　　（5）城市环境地球化学研究应予注意。污染集中在城市，它的工作与农村不一样，如土壤分类方案，重金属含量、存在形式、分布特点，都与农村有差别，搞清它们的现状很有意义。

　　五、管理工作建议

　　1．应该把勘查地球化学数据共享作为一个战略问题来对待。80年代以来我们积累了大量的数据，没有得到很好的开发，难题之一就是没有共享机制。可以分地调项目内部使用、国家使用和商业使用等层次，制定不同的使用办法，形成一个机制。不能让宝贵的资料长期积压，不发挥作用。

　　2．规划课题设立和成果评审应强调前瞻性、创新性，对那些“成果已经装在口袋里”的项目，不应再予立项。

　　3．在化探的各个应用领域中，应从立项开始，鼓励和引导化探与地质、物探、遥感及其它相关学科开展综合研究。

　　4．化探人才建设亟需关注。一方面，学校培养的化探人才从事化探工作的比例很低（1/30）；另一方面，基层化探人员的业务素质远不能满足工作要求。应搞一个提高化探技术人员素质和知识更新的战略计划，包括对人员进行化探、物探、地质、环境知识的综合培训，提高职业道德素养。光靠规范和检查不能完全解决问题。