福建省勘查地球化學學科發(fā)展研究報告

福建省地質學會

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福建省勘查地球化學學科發(fā)展研究報告

福建省地質學會*

勘查地球化學又稱地球化學找礦（簡稱化探），是一門年輕的地學分支學科，僅誕生70年，在福建只有半個世紀歷程，但其找礦成果豐碩，服務領域廣泛。文章回顧了福建省化探發(fā)展現(xiàn)狀、國內外發(fā)展趨勢，提出福建省勘查地球化學學科發(fā)展的思路、建議和對策。21世紀，隨著勘查地球化學向應用地球化學轉變，對解決人類在資源與環(huán)境方面面臨的許多重大問題具有極大的潛力，還會為地質科學增添新思路。

勘查地球化學 學科發(fā)展 福建省

1 前言

1.1 勘查地球化學學科發(fā)展概況

勘查地球化學（或稱地球化學找礦、地球化學測量，簡稱化探）是以礦產勘查為主要目的，作為一種找礦技術發(fā)展起來的一門年輕的地學分支學科，只有70年歷史。它的理論基礎是地球化學和礦床學，最早發(fā)源于20世紀30年代末前蘇聯(lián)與北歐（瑞典、挪威），很快風靡各國。60年代H.E.Hawkes與J.S.Webb《礦產勘查地球化學》一書的出版，首次系統(tǒng)地闡明了勘查地球化學的理論與方法學體系，使勘查地球化學從找礦方法技術發(fā)展成一門重要的應用地學分支。

我國解放前夕，知道化探的人很少。中國第一代地質學家、中國礦床學的主要奠基人謝家榮院士，于1949年2月看到美國出版的《經濟地質》雜志刊登一篇“地球化學探礦”的論文摘要，提到用系統(tǒng)的化學方法分析研究土壤、植物和水中的元素可作為探礦的線索。謝先生當時雖未見到原文，但已敏銳地意識到它對探礦的重要性。

1951年，時任中央財經委員會礦產測勘處處長的謝家榮派謝學錦和徐邦梁赴安徽省安慶月山做試驗工作，在野外采集土壤和水系沉積物樣品，用比色法分析銅，由此開創(chuàng)了中國地球化學找礦的先河。在這次試驗中，發(fā)現(xiàn)了著名的銅礦指示植物——海州香薷（銅草）。從那時以來的半個多世紀，中國化探不斷發(fā)展、走向世界，而今已在若干領域處于國際領先地位。中國化探的奠基人謝學錦（謝家榮之子）因其卓越的貢獻，成為中國化探界首位中國科學院院士。

礦床（礦體）在形成或解體過程中都會在其外圍留下它的活動印跡——地球化學異常。成礦同時在圍巖中留下成礦及伴生元素的異常，稱為原生異常；礦體遭受風化剝蝕、搬運過程中發(fā)育的異常稱為次生異常。無論是原生或次生異常，其分布范圍都比礦體大。因而，可以通過發(fā)現(xiàn)這些異常達到找礦目的。由于成礦及伴生元素所處的介質條件不同，其遷移距離有時很遠，甚至達數(shù)千米。所以，化探具“遙測性”，可尋找、發(fā)現(xiàn)有一定遷移距離的礦體或埋藏較深的隱伏礦體。

根據(jù)謝學錦先生的建議，1978年以來地礦部門實施了全國區(qū)域化探掃面計劃。這一時期，是化探方法創(chuàng)新和系統(tǒng)應用的一個里程碑，我國查明了大部分地區(qū)的地球化學背景，圈出了大量化探異常，取得了很好的找礦效果，尤以金礦最為突出。近20多年來地礦部門新發(fā)現(xiàn)的礦產80%以上是根據(jù)區(qū)域化探異常線索找到的。

1.2 勘查地球化學學科發(fā)展的意義

在勘查地球化學發(fā)展的70年中，美、英、加、德、法等國的地質調查所以及一些大學（如倫敦皇家學院、加拿大不列顛哥侖比亞大學、皇后大學等）都有人員從事這方面的研究工作。學術活動很頻繁，國際學術組織勘查地球化學家協(xié)會每2年舉行一次學術討論會。近年來由于區(qū)域化探的發(fā)展，使地球化學找礦學科的內容發(fā)生了重大變化，除直接為礦產資源服務外，也在生態(tài)環(huán)境、農業(yè)、衛(wèi)生保健、環(huán)境評價等方面得到應用。20世紀創(chuàng)立、發(fā)展起來的這門地學分支，在21世紀將對解決人類在資源與環(huán)境方面面臨的許多重大實際問題具有極大的潛力，它還會為地質科學增添新思路。

2 福建省勘查地球化學學科發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 福建省勘查地球化學學科發(fā)展回顧

福建省區(qū)域地球化學勘查與研究工作主要有20世紀60年代的1∶20萬路線土壤金屬量測量、80年代1∶20萬區(qū)域化探（水系沉積物測量）、90年代福建省出露地殼元素豐度研究，以及21世紀初至今仍在開展的多目標區(qū)域地球化學調查工作。其發(fā)展可分為以下幾個時期。

2.1.1第一代區(qū)域化探時期（1957年～1980年）

為福建化探的起步期，以地球化學土壤測量為主要方法，數(shù)據(jù)質量為半定量光譜分析。

福建省地球化學找礦工作起步于20世紀50年代。1957年原地質部物探局北方大隊124隊在龍巖馬坑開展地面磁測，發(fā)現(xiàn)隱伏于200米以下的特大型磁鐵礦床。1958年以124隊為基礎成立了我省第一支物化探專業(yè)隊伍——福建省物（化）探隊，將化探（土壤測量為主）配合物探（磁法、電法）方法用于普查找礦中。

1959年～1977年，在開展1∶20萬區(qū)域地質調查的同時，開展了按原蘇聯(lián)規(guī)范進行的沿地質路線采樣的土壤（金屬量）測量，用發(fā)射光譜法分析20～30種元素，即第一代區(qū)域化探。但受測試水平的限制（半定量），嚴重影響了資料的使用價值。雖經1977年福建省地礦局組織下屬有關地質隊伍對其資料重新進行整理，但也只能編制出銅、鉛、鋅、鉻、鎳、鈷、釩7個元素地球化學及綜合異常圖供參考使用。

這一時期開展了大量中、大比例尺面積性化探（土壤測量）找礦工作，發(fā)現(xiàn)尤溪梅仙、建陽水吉、平和鐘騰、福安赤路等銅鉛鋅鉬多金屬元素異常，為省內許多礦床的發(fā)現(xiàn)提供了找礦靶區(qū)和異常信息。

從20世紀70年代開始，中國化探走向高潮，各地以大量的找礦實例肯定了化探在地質找礦工作中的重要地位，并開始加強區(qū)域化探的研究工作。1975年4月，地礦部物探所協(xié)助國家計委地質局在福州召開了全國地質系統(tǒng)第一次區(qū)域化探座談會。交流區(qū)域化探的成果、經驗，研究區(qū)域化探發(fā)展戰(zhàn)略和實施方案，為1978年全國啟動第二代區(qū)域化探掃面工作做了大量的輿論與技術準備。

2.1.2第二代區(qū)域化探時期（1980年～1992年）

為福建化探工作的高峰期，進行全省123,100km2（含省界重迭采樣與沿海灘涂采樣）地球化學水系沉積物測量戰(zhàn)略性掃描，高精度定量測試40種元素含量。

福建省第二代區(qū)域化探工作，從1980年福建省物化探隊成立專業(yè)分隊試驗水系沉積物測量方法，檢驗區(qū)域化探暫行規(guī)定的可行性開始，至1992年結束。依照全國統(tǒng)一規(guī)范進行采樣，樣品無污染加工。期間，福建省地礦局中心實驗室引進了原子吸收、X射線熒光光譜分析等儀器，用多種分析方法定量測定40種常量、微量元素，取得全省陸域水系沉積物和濱海灘涂32000件4 km2組合樣的分析數(shù)據(jù)。

1986年，為配合找金礦，福建省地礦局加快區(qū)域化探掃面速度，引進化學光譜及TMK法，解決了痕量金的分析問題，加快了以金找金工作步伐，獲得了大批的找礦新線索，并由此引發(fā)了全省以探、采金礦為龍頭的商業(yè)性探礦、采礦活動。

“七五”期間，地礦系統(tǒng)物化探工作重點開始向沿海城市轉移，相繼開展了圍繞中心城市的系列地質調查，其中環(huán)境和農業(yè)地球化學調查是主要內容，福建省先后完成了福州、廈門、湄洲灣地區(qū)1∶5萬區(qū)域物化探調查，進行區(qū)域穩(wěn)定性評價。在福州、漳州、廈門等地熱田區(qū)開展物化探工作。投入的方法包括靜電α卡、釙210、土壤中汞氣和氟元素測量。地礦部物探所在漳州進行化探找地熱試驗。

2.1.3調整時期（1992年～1999年）

為福建化探工作的低谷期。

20世紀80～90年代，隨著中國計劃經濟向社會主義市場經濟體制的轉軌，國家對地質找礦的投入明顯減少，化探工作也受到很大影響。但得益于區(qū)域化探已積累了前所未有海量的高質量數(shù)據(jù)，所以仍可向福建省地礦局、省科委、省自然科學基金等申請少量項目，繼續(xù)進行研究與總結工作。1993年～1996年，依托地礦部“八五”重點基礎地質項目“中國東部上地殼區(qū)域元素豐度研究”，由省地礦局立項，進行了“福建省出露地殼元素豐度研究”，采用以中子活化法、X射線熒光光譜法、等離子體光譜法與質譜法為主的10余種配套方法進行準確測試，提供福建省出露地殼的30類地質體、4個地質單元、8個構造層和四大巖類的67～76種元素豐度，并以化學元素周期表的形式將各類元素豐度歸納成5張表刊登于《福建地質》（1997年第3期）。

由于找礦項目少，化探工作者探索利用區(qū)域化探資料擴大服務領域，嘗試其在基礎地質、農業(yè)、環(huán)境保護與預防醫(yī)學研究等領域的應用。進行了“福建省霞浦縣農業(yè)地質地球化學研究”、“稀特海產品——霞浦劍蟶移植的灘涂地球化學背景研究”，以及福建省名優(yōu)特農產品——永泰芙蓉李、福鼎四季柚、天寶香蕉、天然富鋅茶等農業(yè)地球化學背景研究。1994年，參與了國家“八五”醫(yī)學科技攻關項目——胃癌高發(fā)現(xiàn)場化學病因研究；1997年參與編制出版了《福建省惡性腫瘤地圖集》，反映了惡性腫瘤與地球化學元素分布的空間關系。為地質工作從資源型向資源——環(huán)境型轉變積累了豐富的經驗。

2.1.4全面發(fā)展時期（1999年至今）

為福建化探新的輝煌時期。遵循合理的地球化學找礦程序，發(fā)現(xiàn)了一系列金屬礦床；開展多目標地球化學調查工作。

1999年，新一輪國土資源大調查計劃的實施，給我省勘查地球化學的發(fā)展注入了新鮮血液。幾乎每個戰(zhàn)略性礦產調查項目都包含了地球化學找礦的內容，一般是在1∶20萬區(qū)域化探資料的基礎上開展1∶5萬水系沉積物測量工作，通過分解異?！贾?∶1萬～1∶2萬土壤測量，縮小找礦靶區(qū)→異常查證、地質普詳查，提交了一批銅鉛鋅金銀鉬錳等礦產地，部分礦產地已被開發(fā)利用，正在產生良好的社會效益和經濟效益。國土資源大調查礦產資源遠景調查項目，已完成1∶5萬水系沉積物測量25個圖幅（省內部分），面積約9000 km2。

隨著全球地球化學填圖計劃的實施和國際上勘查地球化學向應用地球化學的轉變，我國掀起了“多目標地球化學調查”熱潮。2002年，我省啟動了“福建廈門—漳州經濟區(qū)區(qū)域環(huán)境地球化學調查與評價”項目，2003年～2008年，圓滿完成了國土資源部與福建省人民政府合作開展的“福建省沿海經濟帶生態(tài)地球化學調查”項目，開展了1∶25萬多目標區(qū)域地球化學調查工作，涉及福建東部沿海6個設區(qū)市，控制陸地面積36813 km2，近岸淺海及潮間帶面積6562 km2。采用X射線熒光光譜儀、等離子體質譜儀和等離子體發(fā)射光譜儀等現(xiàn)代大型精密儀器為主體的測試，獲得了高精度的土壤、沉積物中54項化學元素（指標）含量分析數(shù)據(jù)。

“福建省沿海經濟帶生態(tài)地球化學調查”項目完成后，國土資源部中國地質調查局與福建省人民政府于2008年6月18日在福州簽訂了“關于開展福建省公益性地質調查及戰(zhàn)略性礦產勘查合作協(xié)議”。中國地調局與福建省人民政府共同確定將多目標地球化學調查工作覆蓋全省，逐步開展龍巖、三明、南平3個設區(qū)市1∶25萬多目標地球化學調查和沿海重點地區(qū)1∶5萬土地質量評價工作。2009年，實施龍巖地區(qū)多目標地球化學調查與福建省典型市縣級（龍海市）土地質量地球化學評估項目。

2.2 福建省勘查地球化學取得的主要成果

福建化探50年成績喜人。發(fā)現(xiàn)和擴大礦產地上百處，在基礎地質研究方面提出許多新認識，服務領域不斷擴大。除直接為礦產資源服務外，也為環(huán)境評價及國土規(guī)劃提供了重要的基礎資料。

2.2.1地球化學找礦成果

實踐證明，化探是地質找礦中一種行之有效，且具有廣闊發(fā)展前景的方法技術，在福建省半個世紀的地球化學找礦歷程中，這門年輕學科可以說是碩果累累。

（1）20世紀70年代以1∶2.5萬土壤測量普查為主，圈定了尤溪梅仙鉛鋅礦田異常，通過80、90年代有色金屬部門勘查，發(fā)現(xiàn)丁家山大型硫鉛鋅礦床，90年代福建地礦部門勘查發(fā)現(xiàn)峰巖大型鉛鋅礦床；建陽水吉1∶2.5萬土壤測量普查，發(fā)現(xiàn)鉛鋅多金屬元素異常，為水吉中型鉛鋅礦床的發(fā)現(xiàn)提供了重要資料。同期以土壤測量為主還發(fā)現(xiàn)了南安蔡西、福安赤路中型鉬礦床，屏峰（硫、鉛、鋅、銀）、龍鳳場（硫多金屬）、浦城管查（銅多金屬）等著名中、大型礦床。

（2）根據(jù)第二代區(qū)域化探水系沉積物測量資料，福建省內已知大、中型金屬礦床（田）、部分非金屬礦床（田）和地熱溫泉帶等都出現(xiàn)明顯的化探異常，為我省找礦開辟了新途徑。通過查證區(qū)域化探異常，發(fā)現(xiàn)了大量的黃金礦床、礦（化）點，提出新的找礦靶區(qū)，如德化—尤溪—永泰“金三角”、泰寧—建寧、建甌—政和、建陽—順昌、上杭等地金礦的探、采，都得益于化探異常查證或使用化探方法來追蹤礦源。在紫金山大型銅金礦田異常范圍內，通過地質查證工作，于紫金山外圍的中寮、仙師巖、蘿卜嶺、龍江亭、大芨崗等地都有新發(fā)現(xiàn)，擴大了銅、金、鉬等的儲量。

（3）1999年地質大調查以來，中央和地方對我省加大勘查力度，加強成礦地質條件、礦床類型的研究，進一步明確了找礦方向。開展了礦產資源遠景調查、資源評價、異常查證等數(shù)十個項目，其中化探方法是找礦、查證、探礦的重要手段之一。已發(fā)現(xiàn)大型金屬礦產地4處，中型10處，如尤溪峰巖、建甌八外洋、政和湖屯、永春上姚、順昌山后、浦城金竹坑、順昌黃梓廠等鉛鋅（銀）礦，上杭銅礦溝銅礦，武夷山上西坑、浦城上廠、永定山口、漳平北坑場鉬礦，政和星溪金礦。同時，還發(fā)現(xiàn)了大批小型礦床和可供進一步勘查的礦產地。

與此同時，近10年來福建省商業(yè)性礦產勘查也取得很大進展。通過化探和地質工作還相繼發(fā)現(xiàn)并勘查評價了古田西朝、連城姑田、南靖南坑、浦城九里等鉬礦；泰寧梅橋、何寶山，建陽江墩，上杭紫金山東南礦段、羅卜嶺（銅）金礦；上杭太山頭、永定大排、安溪鉛山、寧化溪源鉛鋅多金屬礦；寧德禪地銅礦；周寧芹溪銀多金屬礦等一批金屬礦床，提交了一批可供進一步普查、詳查的礦產地。

（4）加強礦床成因研究，總結地球化學找礦異常模式，促進找礦突破。如運用紫金山銅金礦田地球化學異常模式，認為沿接觸帶出現(xiàn)Cu、Pb、Zn、Au、Mo、Sb、Bi、W、Ag等有規(guī)律分布的元素異常，符合斑巖型礦床元素分帶模式。據(jù)此，對早已終孔而未發(fā)現(xiàn)班巖銅礦的ZK4802孔進行巖石測量，在孔深400～600m的外接觸帶發(fā)現(xiàn)100多mCu、Mo異常，在孔底的內接觸帶還發(fā)現(xiàn)大于30m的Au異常，經劈樣分析，在孔深457～543m處，見83m厚的斑巖銅礦體。此后，在ZK4002、ZK2514孔均見厚幾米至數(shù)十米的銅、鉬礦體。促使紫金山礦田小金山溝—羅卜嶺—南山坪斑巖型銅金鉬礦帶的發(fā)現(xiàn)。

類比尤溪梅仙鉛鋅礦田地球化學異常模型，在閩北東巖組綠片巖層位發(fā)現(xiàn)并評價了建甌八外洋、政和湖屯、南平后坪等多處鉛鋅礦。

2.2.2福建省沿海經濟帶地球化學調查主要成果

我省2002~2008年對福建省沿海經濟帶開展了多目標地球化學調查與評價工作，在若干方面填補了福建省地學等學科研究工作的空白，諸如：不同地質背景的土壤礦物學研究、土壤水的地球化學研究、大氣干濕沉降中重金屬含量研究、河流懸浮物研究、大氣汞研究、淺海高分辨率沉積柱研究、210Pb同位素定年研究等。主要成果如下：

（1）系統(tǒng)調查了福建省沿海地區(qū)（約4.3萬km2）陸地表層與深層土壤、10米等深線以淺近海沉積物中52種元素含量、pH值和有機質含量；調查地表水、淺層地下水19種微量元素含量；完成了21個專項研究課題，調查評價農田、河口海灣、中心城市的區(qū)域生態(tài)地球化學環(huán)境；初步研究環(huán)境中重金屬物質來源、遷移累積過程，大致了解自然作用和人為作用對其積累的貢獻；對有害元素存在形式、影響途徑及危害程度作評價，進行近期與遠期地球化學預報、預警。

（2）從地球化學角度對土地質量進行了初步評估；評價了福建省沿海經濟帶種植鐵觀音茶、蘆柑的優(yōu)質土壤資源，養(yǎng)殖泥蚶、海蚌的優(yōu)質灘涂資源，以及富硒土壤資源，總結了優(yōu)質人居地質環(huán)境條件，為農業(yè)生產區(qū)劃和城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃提供了科學依據(jù)；從新的視角對金屬礦產資源潛力進行排序，并劃分了鉬、錫、鉛、金、銀及稀有金屬的找礦遠景區(qū)，為本帶礦產勘查工作提供方向和靶區(qū)。

（3）合計采集土、水、氣、動植物、灰塵等生態(tài)環(huán)境各種介質及人體組織（頭發(fā)、血清、尿液）等20類樣品7.16萬件，測試數(shù)據(jù)約121.97萬個；數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性、規(guī)范性、可對比性在國內外處于領先水平。建立了“福建省生態(tài)地球化學信息系統(tǒng)”，其中地球化學繪圖、多元統(tǒng)計模塊等信息處理手段可單獨使用；實現(xiàn)了數(shù)據(jù)網絡查詢。

該成果系統(tǒng)反映了沿海經濟帶不同介質中元素的空間分布特征，可為地學、農學、醫(yī)學、環(huán)境學、生態(tài)學等學科提供高精度的地球化學資料；總結了生態(tài)地球化學調查與評價方法技術，提出了今后研究方向，對本領域的調查研究具有指導意義。

2.3 存在的主要問題

福建省化探技術力量強，方法技術全，經驗豐富，工作成果豐碩。但與全國比較，還有一定的差距，主要有以下幾個方面：

（1）以往福建省礦產勘查以找淺部礦為主，化探起了很大作用，但深部空間勘查信息不足。投入的方法較單調，主要為土壤測量與水系沉積物測量。雖然斷續(xù)做過一些原生暈工作，但較為零散，缺乏系統(tǒng)和持續(xù)的研究和應用。

（2）除了全國統(tǒng)一部署的戰(zhàn)略性化探掃面（1∶20萬水系沉積物測量）外，我省以往礦產勘查工作以點為主，以地表礦評價和控制為主。側重于對異常中心進行查證，忽視區(qū)域評價，很少從大的成礦系統(tǒng)角度考慮問題。

（3）以往利用化探方法找礦多只停留在尋找銅、鉛鋅、鎢、錫、鉬、金、銀等少數(shù)金屬礦種，區(qū)域化探分析了40種元素，多目標地球化學調查測試了54種元素（指標），福建省出露地殼元素豐度研究測試了67～76種元素，化探資料中還有大量的找礦信息可以挖掘。

（4）異常評價主要憑經驗作直觀分析，不夠重視數(shù)據(jù)處理技術的研究，不夠重視建立評價方法體系。

（5）以往化探的主要任務是找礦，觀念和思路不能完全適應新形勢發(fā)展和開拓新領域的需要?；疥犖樾枰粩喔轮R和觀念。

3 國內外勘查地球化學學科的發(fā)展趨勢

3.1 尋找難識別礦床與隱伏礦床

有些類型的貴金屬、稀有元素礦床肉眼難以識別，只有依靠化探方法尋找，如卡林型、紅土型、構造蝕變巖型金礦，以及鉑、鈀等貴金屬礦床，國內外不斷有新的發(fā)現(xiàn)。我國甘肅文縣陽山類卡林型金礦、陜西八卦廟含金蝕變千枚巖型金礦、貴州老萬場紅土型金礦等的發(fā)現(xiàn)主要依賴于化探方法。

成杭新等人根據(jù)中國泛濫平原沉積物中的鉑、鈀含量及其空間分布模式，首先在全國圈定了3個鉑、鈀地球化學巨省，隨后又對其中的川—滇—黔—桂鉑、鈀地球化學巨省的盤江流域作了進一步研究。

根據(jù)礦床原生暈分帶理論及深穿透技術，在尋找深部隱伏礦方面，化探可發(fā)揮重要作用。

礦床原生暈分帶理論由前蘇聯(lián)Л.Н.奧勃欽尼科夫，А.А.別烏斯與С.В.格里戈良等創(chuàng)立。我國邵躍（地礦部物化探研究所）、李惠（冶金部地球物理勘查院物化探研究所）等有進一步的發(fā)展。李惠在礦床原生暈分帶理論基礎上，經對大量熱液金礦床的研究，發(fā)現(xiàn)大多具有多期多階段成礦成暈作用疊加的特征，提出了幾種原生疊加暈模式，取得良好的找礦效果。

20世紀80年代出現(xiàn)的地壓法可以探測埋深達1000m的礦體。為了尋找埋深較大的礦體，地球化學家們極力研究原生暈的遠程指示元素，如Hg、F、I、Br等，使找礦深度達到500m；而以稀散元素作為指示元素（Se、Te、Tl等），探測深度可達千余米。目前，國內外應用的礦物包裹體方法進行直接找礦，主要是根據(jù)蒸發(fā)暈、熱暈、氣暈、鹽暈等方法，也取得了重大進展。

3.2 深穿透地球化學

弱束縛的金屬離子可從深部的礦體向上運移至土壤中并保存下來。在這一理論認識的基礎上，包括中國在內的多個國家研制和發(fā)展了深穿透地球化學方法，國際勘查地球化學家協(xié)會還組織了由國際著名的26個單位參與的“深穿透地球化學計劃”。

深穿透地球化學方法包括金屬活動態(tài)測量和地球氣納微金屬測量，上述2種深穿透地球化學方法，通過國家攀登項目、國家科技攻關項目和原地礦部定向科研項目的實施，已經在國內外著名的巨型礦床，包括沙漠覆蓋區(qū)的穆龍?zhí)捉鸬V、熱帶深風化殼和后來沉積巖覆蓋的奧林匹克壩銅—鈾—金—銀礦和膠東金礦田的試驗取得成功，并在中國的不同景觀覆蓋區(qū)進行了廣泛的試驗與應用檢驗，包括山東和安徽的沖積平原、新疆干旱戈壁沙漠覆蓋區(qū)、川西北高寒草原覆蓋區(qū)及熱帶磚紅土覆蓋區(qū)的桂西喀斯特地區(qū)等，總測量面積已達70萬km2，采集各類樣品1萬余件，獲得近10萬個分析數(shù)據(jù)，圈出11個有利于大礦巨礦的戰(zhàn)略靶區(qū)，其中有2處經檢查已發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)礦化體。

深穿透地球化學方法探測深度可達幾百米，覆蓋厚度從幾米至三、四百米都可發(fā)現(xiàn)清晰的異常顯示，異常不受地表覆蓋物影響。該方法的理論基礎和技術關鍵仍在研究之中。

3.3 提出找尋大型、巨型礦床的新方法新理論

20世紀80年代以來，尋找和區(qū)分巨型礦床，一直是礦產勘查的焦點。國內外初步統(tǒng)計資料表明，數(shù)量占全球礦床總數(shù)不到5%的特大型礦床提供了全球礦產資源量的75%～95%。因而，研究特大型礦床是世界礦產資源勘查評價與開發(fā)的極為重要和長遠的研究方向，引起全球性的關注。澳大利亞、美國、加拿大、俄羅斯以及我國等礦業(yè)大國相繼組織對特大型礦床進行不同層次的研究和勘查工作。異常成礦構造聚斂場可以理解為有利于特大型礦床的控礦組合體與異常成礦場。它主要表現(xiàn)在一定成礦地質構造背景上發(fā)生的成礦環(huán)境突變，使成礦流體在開放體系的非平衡物理化學條件下驟然變?yōu)橄鄬ζ胶猓⑨尫懦龃罅磕芰?，產生有利成礦構造動力，促使成礦物質巨量堆積。因此，異常成礦構造聚斂場是導致特大型礦床形成，并起到成礦發(fā)生偏在的重要控礦場作用。

中國最新研究成果表明，巨型礦床與一般礦床的主要并可以量化的差別在于巨型礦床有著巨量的成礦物質供應。這種巨量的物質供應表現(xiàn)為地球上存在某種成礦元素含量特別富集的地球化學塊體。中國地質調查局根據(jù)謝學錦院士的建議，從2000年開始，組織實施了中國東部及中西部地球化學塊體內礦產資源潛力預測的研究，已提出了在全國找大礦的許多靶區(qū)。福建省也提交了《我國東部地區(qū)地球化學塊體內礦產資源潛力預測成果報告（福建省部分）》。

謝學錦院士領導的研究組根據(jù)地球化學塊體的概念發(fā)展了一套新戰(zhàn)略和方法技術用于找礦研究。具體分3步：（1）對一個大的研究目標域（譬如一個省或一個國家）某個金屬元素的資源潛力進行評價；（2）根據(jù)研究目標域的資源潛力指出最有遠景的大型礦（礦集區(qū)）的靶區(qū)；（3）結合地質地球物理遙感資料對靶區(qū)（遠景區(qū)）做進一步的優(yōu)選縮小。

3.4 多目標地球化學填圖

勘查地球化學家于1986年提出全球地球化學填圖的設想。地球化學填圖(geochemical mapping)是指使用標準化方法系統(tǒng)測量地殼表層多種化學特征，并繪制這些特征的地理空間分布圖，其長遠目標是制作全球及各大洲地殼表層元素周期表中所有元素(不含惰性氣體和人工合成元素)的地球化學圖。

聯(lián)合國教科文組織的國際地質對比計劃（IGCP）于1988年批準實施International Geochemical Mapping（IGM，IGCP259）項目，其后于1993年批準了IGCP259的延續(xù)項目Global Geochemical Baseline(GGB，IGCP360)，其主要任務旨在一些國家開展示范性的極低密度地球化學填圖，進一步推動全球地球化學填圖。

我國區(qū)域化探走在世界前列，形成了一套基本工作方法。全國1∶25萬多目標區(qū)域地球化學調查是中國地質調查局自1999年開始實施的基礎性、公益性地質工作，至2008年調查面積達到160萬km2，覆蓋我國大陸31個省(區(qū)、直轄市)重要經濟區(qū)帶，獲取土壤圈各種元素指標高精度數(shù)據(jù)信息，展現(xiàn)出自然界紛繁復雜的地球化學狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)可能對經濟社會發(fā)展產生影響的一系列地球化學問題，形成可供各方面利用的系列區(qū)域地球化學圖。

在超低密度地球化學填圖方面，我國76種元素地球化學填圖的試點已取得初步成果，西南川滇黔桂四?。▍^(qū)）進行的試點，已經完成。目前另一個項目是做中國南部（包括福建?。┑?6種元素地球化學填圖，了解元素周期表上幾乎所有元素的空間分布，乃是人類歷史上的創(chuàng)舉，并建立對今后科研極有價值的全國組合樣品庫。這個價值應該說是門捷列夫發(fā)現(xiàn)周期規(guī)律之后的一件大事。

3.5 應用地球化學和生態(tài)地球化學

總的看來，勘查地球化學的發(fā)展正經歷著深刻的變化。這種形勢在“國際勘查地球化學家協(xié)會”的更名上反映出來。2004年2月，國際勘查地球化學家協(xié)會經過會員投票，正式更名為應用地球化學家協(xié)會。其主要理由是：“勘查”只包括了調查與評價階段，但地球化學工作已深入到“利用”和“治理”（“修復”）階段，“勘查”一語顯然包括不了，而“應用地球化學”則可把它們都包括進來。

中國地質調查局提出了生態(tài)地球化學的系統(tǒng)概念，生態(tài)地球化學調查包括多目標區(qū)域地球化學調查、生態(tài)地球化學評價、生態(tài)地球化學評估(土地質量地球化學評估)、生態(tài)地球化學預警、監(jiān)測和生態(tài)地球化學修復等內容。

（1）多目標區(qū)域地球化學調查。采用雙層網格化土壤測量方法，按照代表性、均勻性與合理性原則系統(tǒng)采集土壤表層和深層樣品。采用現(xiàn)代大型精密儀器測試樣品中54項元素指標，分析元素檢出限接近或低于地殼元素豐度值，準確度(ΔlgC)控制在0.10～0.12，精密度(RSD)控制在10%～20%，要求報出率達到98%以上。

（2）生態(tài)地球化學評價。按照元素地球化學分布分配規(guī)律和影響程度，在全球、區(qū)域和局部層面上，全面研究生態(tài)地球化學狀態(tài)、特征和存在問題。包括各項元素指標組成、類型、含量、強度及分布地區(qū)、范圍和面積等，重點研究關鍵元素成因來源、遷移轉化、生態(tài)效應和變化趨勢。

（3）生態(tài)地球化學評估。運用生態(tài)地球化學理論方法，制定規(guī)范化的工作程序和技術指標，按照經濟社會發(fā)展要求，在一定地區(qū)和一定精度上對生態(tài)地球化學環(huán)境進行質量、價值和風險評估。其評估以土壤（包括湖相沉積物、近岸海域沉積物）地球化學指標為主，以大氣、水體和生物指標為輔，對生態(tài)地球化學環(huán)境質量進行分等定級。

（4）生態(tài)地球化學預警。針對生態(tài)系統(tǒng)各類有害或有益元素指標進行風險預測，研究有毒有害物質或有益組分的量變與形變特征，外部地理景觀條件及對環(huán)境產生的影響，依據(jù)演變規(guī)律建立可定量預測的關系模式，建立國家、省區(qū)和市縣3級監(jiān)測和預警系統(tǒng)。

（5）生態(tài)地球化學修復。對生態(tài)系統(tǒng)存在的地球化學問題進行整體研究和全面治理。

20世紀發(fā)展起來的“勘查地球化學”學科，在21世紀對解決人類在資源與環(huán)境方面面臨的許多關鍵問題將會有重大貢獻。這是因為資源最終是由化學元素、同位素及其化合物構成的。許多環(huán)境問題都與元素、同位素及化合物的分布行為有關。幾十年來，由局部地段的地球化學找礦，發(fā)展到大區(qū)域的化探工作，進行地球化學填圖，勾繪化學元素在地表（從局部地區(qū)到全省、全國，直至全球）的空間分布。這是化探界的貢獻。各種不同尺度的地球化學圖就像地質圖在地質科學中起到的作用一樣，既應是理論地球化學領域最為基礎性的圖件，也是應用地球化學解決資源與環(huán)境中重大實際問題的最基礎圖件。其中，必然有可能更有效地篩選出許多最有遠景的異常，為找到大中型礦床提供線索，為地質找礦打開新局面。

4 福建省勘查地球化學學科任務、發(fā)展建議與對策

4.1 學科任務

針對福建省地質和地球化學條件，圍繞資源與環(huán)境重大地質問題，吸收現(xiàn)代地質科學和相關領域新理論、新方法、新技術，合理有序地開展地球化學勘查評價工作，為緩解資源環(huán)境瓶頸的制約，加快城鄉(xiāng)建設、開展國土整治、防災減災提供基礎資料。力圖在勘查地球化學技術方法上有所創(chuàng)新，提高福建省勘查地球化學學科水平。

2008年6月18日，國土資源部中國地質調查局與福建省人民政府簽署了《關于開展福建省公益性地質調查及戰(zhàn)略性礦產勘查合作協(xié)議》，為了落實協(xié)議精神，中國地質調查局與福建省國土資源廳組織編制了《福建省公益性地質調查及戰(zhàn)略性礦產勘查實施方案》。該實施方案于2009年5月14日通過了專家評審。省部合作協(xié)議及實施方案對福建省勘查地球化學學科的任務做出了明確的規(guī)定。

今后一段時期，福建省勘查地球化學學科的總任務是以科學發(fā)展觀為指導，全面落實《國務院關于加強地質工作的決定》和部省合作協(xié)議，緊緊圍繞《決定》提出的“四個統(tǒng)籌”和海峽西岸經濟區(qū)建設要求，圍繞資源、環(huán)境兩大主題，發(fā)揮公益性地質調查工作的基礎先行作用，開展武夷成礦帶重點區(qū)塊的大比例尺化探工作，開展全省生態(tài)地球化學調查，為建設海峽西岸經濟區(qū)提供更加有力的資源保障和基礎支撐。具體任務包括:

4.1.1開展重點成礦區(qū)帶地球化學勘查，實現(xiàn)找礦重大突破

加大力度開展與區(qū)域化探掃面相銜接的大比例尺礦產評價工作，開展重點成礦區(qū)帶地球化學勘查，實現(xiàn)找礦重大突破。根據(jù)《福建省公益性地質調查及戰(zhàn)略性礦產勘查實施方案（2008-2015）》，開展重點勘查區(qū)礦產遠景調查，2008年～2010年調查面積3357 km2，2011年～2015年調查面積8068 km2。其中1∶5萬化探是主要手段。

同時，利用與深部礦化有關的地球化學標志，提取與深部礦化有關的信息，運用化探方法在危機礦山的外圍和深部尋找隱伏礦。

4.1.2開展多目標區(qū)域地球化學調查，提供系統(tǒng)的地球化學圖

地球科學的發(fā)展離不開系列的基礎圖件，包括不同比例尺的區(qū)域地質圖、區(qū)域地球物理（重力、航磁）圖以及地球化學圖。其中不同介質（巖石、土壤、沉積物、水）的地球化學圖對地球科學的發(fā)展將作出重大貢獻。

福建省已完成1∶20萬水系沉積物地球化學填圖，1∶25萬土壤地球化學填圖已完成3.68萬km2，將開展閩西北1∶25萬多目標區(qū)域地球化學調查面積8.4萬km2。

4.1.3開展土地質量地球化學評估等工作，為生態(tài)環(huán)境保護提供科學依據(jù)

開展不同層次的土地質量地球化學評估，其中：國家—省級土地質量地球化學評估（區(qū)域評估）比例尺1∶25萬；市—縣級土地質量地球化學評估（普查評估）比例尺1∶5萬；鄉(xiāng)—鎮(zhèn)級土地質量地球化學評估（詳查評估）比例尺1∶1萬；村—組級土地質量地球化學評估（精查評估）比例尺1∶5千。

開展專題評價、研究，摸清福建省沿海地區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，掌握土壤、水中各種化學元素的空間變化特征，評價有害物質在生態(tài)環(huán)境中的影響，分析土壤有機質和有效養(yǎng)分的豐缺狀況，進行優(yōu)質農產品區(qū)劃研究，為福建省沿海經濟帶的土地管護、規(guī)劃利用、作物種植與水產養(yǎng)殖布局、生態(tài)恢復提供科學依據(jù)。

4.2 發(fā)展建議

4.2.1加強尋找隱伏礦的化探方法技術研究

礦產勘查仍然是我省化探工作的主要任務，尋找隱伏礦、危機礦山的深部找礦是礦產勘查的熱點和緊迫課題。以往我省礦產勘查以找淺部礦為主，化探起了很大作用，隨著地表礦、淺部礦、易識別礦的日益減少，礦產勘查工作正朝著尋找隱伏礦、深部礦、難識別礦的方向轉變，化探的技術方法也要隨著不斷地改善和更新。應加強尋找隱伏礦化探方法技術的研究。尋找隱伏礦和危機礦山深部找礦、提取深部礦化信息的地球化學方法有3類：常規(guī)地球化學方法，如巖石測量、土壤測量；非常規(guī)地球化學方法，如氣體測量、水化學測量、水電化學測量、植物測量；新方法技術，如地氣測量、活動態(tài)金屬測量、地電化學測量等方法。建議引進深穿透地球化學方法，熱釋汞、鹵素、相態(tài)分析等尋找隱伏礦的化探方法技術。并立項研究構造地球化學、原生暈的成因模型，研究隱伏礦評價定量解釋方法。

4.2.2提高異常查證率

經驗表明，在1∶20萬區(qū)域化探基礎上開展1∶5萬水系沉積物測量，逐步縮小找礦靶區(qū)，進行異常查證、地質普詳查，效果相當顯著，找到礦的例子很多。例如浦城上廠鉬礦、漳平北坑場鉬礦、建陽金山鉛鋅礦、浦城金竹坑鉛鋅礦等就是用這種找礦程序發(fā)現(xiàn)的。

1∶20萬區(qū)域化探與1∶5萬水系沉積物測量發(fā)現(xiàn)了大量的異常，要想盡快在眾多異常中篩選出礦致異常，目前最有效的方法是進行現(xiàn)場異常查證，最好是100 %查證。因為時有發(fā)生室內排序靠前的異常找不到礦，而排序靠后的異常卻找到了礦，甚至是大礦。

4.2.3地球化學填圖

依托中國南部省區(qū)76種元素地球化學圖集編制的試點（有關福建省的樣品已于2008年提交），編制福建省76種元素地球化學圖集；或在福建省生態(tài)地球化學調查工作全覆蓋后，編制福建省54種元素（指標）地球化學圖集。為全省礦產資源的總量評價和分布規(guī)律提供直接信息，為評價福建省的地球化學環(huán)境、工業(yè)化進程所造成的影響提供最直接的依據(jù)，還可提供多種新類型、難識別礦的重要信息。

4.2.4資源潛力評價

礦床的形成是化學元素由分散到高度集中的過程，一般要經過多次富集作用的疊加，最后達到可工業(yè)利用的含量。

區(qū)域化探成果表明，地殼內存在著寬闊的套合的地球化學模式譜系，存在著特別富含某種金屬的巨大的地球化學塊體，福建省主要集中在政和—建甌、大田、龍巖地區(qū)，在這些地球化學塊體中，由于成礦元素供應量巨大，因而可能在其后漫長、多期地質過程中，逐步在地質條件有利地段富集形成礦床密集區(qū)，或超聚集成一個或幾個巨型礦床。地球化學塊體中成礦元素的供應量不僅可以作為區(qū)別巨型礦床和一般礦床的最有效標志，而且可以用來預測塊體內潛在的資源量。

4.2.5開展礦山地球化學環(huán)境監(jiān)測和評價

福建處于南嶺有色金屬成礦帶東緣，鉛鋅鉬等金屬礦山眾多；同時，福建煤碳資源在我國東南缺煤省區(qū)較為豐富，小煤礦局部密集。礦產開采規(guī)模小而散，鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦山占全省礦山的95%，采掘設備及技術工藝落后，資源利用率較低。隨著礦產開發(fā)，礦山生態(tài)環(huán)境破壞較嚴重，損毀土地面積4.36萬公頃以上，占福建省國土面積的0.37%，土壤污染面積約9715公頃，水體污染面積約16705公頃。近年鉛鋅礦山的污染問題引起省領導的高度重視。2008年，尤溪縣梅仙鎮(zhèn)坪寨村鉛鋅礦區(qū)引發(fā)血鉛事件，大量兒童血鉛含量超標達輕、中度中毒含量。根據(jù)省領導的指示精神，成立了由省環(huán)保局牽頭，省經貿委、監(jiān)察廳、衛(wèi)生廳、農業(yè)廳、省地礦局、福建農林大學等組成聯(lián)合調查組，對坪寨村兒童血鉛事件展開全面調查。結果表明礦區(qū)自然污染（鉛異常）和人為污染共同作用，致使農產品中鉛含量嚴重超標。

若將礦山主要污染源——尾礦或廢石堆看作是與出露礦體類似的異常源，那么在地表作用下，尾礦或廢石堆中的雜質元素同樣會進入表生地球化學循環(huán)，在水系、土壤、植被或大氣中發(fā)生遷移、富集，形成地球化學異常。這樣，可以參照地球化學找礦評價方法，用來研究采礦環(huán)境問題，在此基礎上建立特定采區(qū)的環(huán)境地球化學模式，對采礦環(huán)境污染作出客觀的監(jiān)測和評價，并為防止污染和治理環(huán)境提供可靠的地球化學依據(jù)。

4.2.6開展農田生態(tài)系統(tǒng)地球化學動態(tài)監(jiān)測

應用地球化學勘查手段對環(huán)境進行動態(tài)監(jiān)測，用第一次調查的結果作背景，監(jiān)測5年、10年后的動態(tài)變化。根據(jù)環(huán)境污染類型、污染程度，選擇監(jiān)測點、構建監(jiān)測網和研究相應的動態(tài)監(jiān)測方法技術。

除目前化探所擅長的重金屬元素外，更要重視有機污染物的動態(tài)監(jiān)測。有機污染物對人體的危害更直接，且容易進入大氣循環(huán)，擴散范圍比重金屬大得多。有機污染物進入地表環(huán)境后，對其行為的研究可歸為有機地球化學范疇，地球化學工作者應承擔起相應的義務。

4.3 對策

4.3.1積極爭取資金，加大對化探工作的投入

生態(tài)地球化學調查與評價經費預算7200萬元（2008年～2010年）。由福建省人民政府與中國地質調查局按1∶1的比例共同投入。除生態(tài)地球化學調查，其它地質工作中均需勘查地球化學配合，主要有：重點勘查區(qū)礦產遠景調查、勘查示范和相關重大科技攻關等工作由中央財政資金投入。對發(fā)現(xiàn)有價值的遠景區(qū)、礦產地和靶區(qū)由國家地質勘查基金、省地勘專項資金、市縣財政專項、國有地勘單位事業(yè)費以及國有大型企業(yè)等資金實行多方聯(lián)動方式投入進一步的勘查。

海峽西岸經濟區(qū)環(huán)境地質調查與監(jiān)測工作，由中央財政資金、省財政專項及市縣財政專項共同出資投入。

4.3.2提高樣品測試水平

勘查地球化學的發(fā)展，每一進步都與樣品測試水平的提高有關，從最初的光譜半定量分析，到原子吸收、X熒光分析，金元素化學光譜分析，以及現(xiàn)在的等離子體質譜儀和等離子體發(fā)射光譜儀，分析水平大為提升。金元素化學光譜分析促進了金礦化探及眾多金礦床的發(fā)現(xiàn)，鉬元素分析精度的提高促進了我省眾多鉬礦床的發(fā)現(xiàn)。地礦部門常規(guī)的固體樣品無機元素分析已達到較高的水平，但隨著生態(tài)地球化學的發(fā)展，需要引進、發(fā)展多種介質樣品分析測試新技術，除無機分析外，需進一步發(fā)展有機污染物的分析技術。除固體樣品外，生物樣、水樣、氣體樣的分析方法需不斷提高測試的靈敏度和準確度。此外，還要研究偏提取、同位素分析等技術。

4.3.3加強人才的引進、培養(yǎng)

目前，福建省在職的化探技術人員約40余人（教授級高工2人），其中福建省地質調查研究院17人，其余分散在各地勘查單位。由于化探專業(yè)人員少，礦產勘查中的化探工作大多由其他地質人員承擔。今后除要高度重視人才引進外，還要通過辦培訓班等方式培養(yǎng)化探人才。

另一方面，要保持地勘隊伍和項目人員的相對穩(wěn)定性，并在經費、裝備、工作時間上予以落實與保證。探索建立收入分配激勵機制，提高技術人員工資待遇，穩(wěn)定和壯大技術隊伍。要建立促進找礦的激勵機制，對有重大突破的單位和個人，給予重獎，增強隊伍的活力。

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課題組成員：

1、蔡以評，福建省地質測繪院，教授級高級工程師。

2、林才浩，福建省地質調查研究院，教授級高級工程師。

3、蘇茂凱，福建省地質測繪院，高級工程師。

* 第一執(zhí)筆人：蔡以評，福建省地質測繪院，教授級高級工程師。