中国化探立足于地球化学填图

  许多不断对中国化探进行回顾与展望，在1987年至今的21年中共作了十余次总结，平均每不到两年就要回顾与展望一次。这些文章中有很多看法与做法不断重复提出，也有许多看法与做法不断发生变化。不断重复表明中国化探一贯保持一定的明确思路，这思路指引推动事业的前进。不断变化表示中国化探不囿于成见，勇于创新，坚持一贯与不断创新并不矛盾，而是相辅相成，使中国化探在国际应用地球化学领域取得了今天的地位，并在解决资源与环境许多重大问题上作出重大贡献。此文目的不再在于回顾，而在于展望中国化探进入21世纪的发展并提出建议。因为老一辈书写中国化探史的人们已经时间不多，需要更多后继者继续努力。
 
  各种地球科学如地理学、地质学、土壤学、水文学、海洋学、气象学、地球物理学在其发展过程中莫不以各种尺度、各种类型、各种参量的空间分布图件为其支撑。中国化探在近30年的迅猛发展是与中国的各种地球化学填图计划的实施密不可分的。如“中国区域化探全国扫面计划”、“全国地球化学环境监控网络计划”、“全国76种元素地球化学填图计划”、“岩石背景值计划”、“1：5万成矿区带地球化学填图计划”及当前的一系列多目标生态、环境、农业地球化学填图计划。这些计划累积了海量、高质量的地球化学数据。这是世界任一国家都无可望其项背的。今后利用这海量资料可以在大量理论性与应用性的研究中取得许多创新成果，实现J．E．Potter 1990年的预言“地球化学图的制作最终将会被证明比地质学中具革命性的板块研究更加重要”。
 
  这就需要对这海量资料逐步解密，供各领域学者从不同观点与需求，充分利用与研究。
 
  以下是利用这海量数据进行研究的实例。
 
  （一）矿集区、元素异常集结区与地球化学块体。
 
  矿集区是已知矿床的集中分布区，在地理图上显示为不连续点的集结。异常集结区是若干高含量面的聚集，而地球化学块体是以块体异常下限圈出的一个连续的面。今后在部署矿产勘查工作时最好将三种图件综合研究，但当前部署矿产勘查工作时，还主要只考虑研究矿集区。
 
  我们在20世纪末业已提出地球化学块体的理论与研究方法，现在又提出多元素异常集结区的概念。已把多元素异常集结区分为与基性及超基岩有关的(Cr，Ni，Co，V，Cu，Ti，Mn，Nb，Au)，与酸性岩有关的(Sn，W，Mo，U，Th，Pb，Nb，Be，Bi)，与热液活动有关的(Pb，Zn，Ag，Cd，F，Mn，Mo，Cu，Au)，与低温热液活动有关的(As，Sb，Hg，Li，B，Au，Ag)。这些多元素异常以累加异常或累乘异常形式表达。
 
  今后需制作从全国到区域的多尺度异常集结区的分布图件，还可探索更多元素组合及表达方式，将这些成果结合构造、岩性、矿集区、成矿系列与成矿系统研究，不仅可为缩小靶区的1：5万地质与化探部署提供更多的依据，收互补之效，还可为成矿理论的研究提供新资料与新看法。例如中国地质调查局为全国1:5万区调所作部署，主要是根据已发现矿床的集结及1: 20万地质填图资料，根据化探异常在沱沱河已发现新的巨型Pb-Zn-Cd矿床，而在1:5万工作部署上恰在此处中止。又例如中国地质调查局部署的雅鲁藏布江成矿带，因过去在此成矿带只发现铜、铅、锌、银、铁、铬及锑矿，故在规划中强调以找这些矿为主。如结合异常集结区及地球化学块体研究，就可看到这里发现大型Sn、W、Mo、U、Th矿床可能性极大。
 
  （二）矿产资源潜力评价。
 
  自从我们提出利用矿化率来评价矿产资源潜力后，已初步做了一些工作。我们利用严光生等据全国资料已计算出的金的一般成矿率( Mineralization  Coefficient，General MCG，MCG=O. 49%)对黔西南卡林型矿集区所作初步评估，这些评估都是十余年前所为，还需不断修订。
 
  在燕辽地区有一巨大的金异常集结区。刘大文挑选其中研究程度较高的42-3号异常进行“区域成矿率”  (Mineralization Coefficient，Regional，MCR)的计算，计算出的MCR (0. 43%)与根据全国资料计算出的金的MCG (0. 47%)相差不大。
 
  燕辽地区已求得的金储量为175. 32 t，但利用MCR数据计算金资源潜力达1 898 t，看来此区具有极大找矿前景。
 
  今后还需根据金矿成矿的不同环境与条件计算所谓“专属成矿率”( Mineralizatior1Coefficient，Specific．MCS)。为计算这样的MCS须探索对矿床的不同分类方法。与此司时应将对金成矿率的研究经验推广于许多其他成矿元素。
 
  （三）稀有分散元素独立成矿的可能性。
 
  涂光炽先生曾提出各种稀有分散元素独立成矿的理论。如何找到这类矿床，需要矿床学家与勘查地球化学家的共同努力，76种元素的海量资料与图件为这一探索提供有力的支撑。过去中国Te作为副产品主要产于广东与江西。从程志中制作的图上可看到最大的两个T。地球化学块体分布在云南及广西。在这些异常中是否可能存在Te的独立矿床或以Te为主的矿床？从图上可看到云南与广西的Te异常与Pb、Hg. Sb或Au与Ag的异常并不完全重合。今后需进一步在逐步加密的地球化学测量中，研究Te异常与上述各元素异常空间分布的重合度及相关性。这将是研究Te元素是否有独立矿床的有效方法。
 
  （四）基础理论研究。
 
  各种尺度的地质图是各方研究地学基础理论的必要支撑。周期表内所有元素是构成地球的最终物质单元。因而多种元素在地球上多尺度的空间分布图件，必将为地学基础理论研究提供强有力的工具。包括对地球形成、壳幔分异、地质演化及成矿过程的研究提供新思路与新信息。
 
  例如西南地区大火成岩省地幔柱研究，是地质基础性研究的热点。尽管发表了许多文章，但与地幔柱研究最密切的铂族(PGE)元素的分布却几乎没有什么资料。76种元素西南地区地球化学填图计划提供的Pt、Pd、Os、Rh、Ru、lr在西南100余万平方千米范围内分布的图件，也许是世界上第一份这类图件。由此可对西南地区地幔柱研究提供许多新信息，下面是我们一些初步研究结果。
 
  根据所取得的分析资料结合文献上的研究工作可以提出下列看法。
 
  地幔柱虽沿攀西裂谷上升，但溢流玄武岩与其中PGE异常所在的隆起部分可能已被剥蚀，故此区既无玄武岩出露，也无PGE异常。在攀西裂谷西侧的溢流玄武岩中有大片低Ti异常，而东侧为高Ti异常，故西部PGE异常可能是从高温熔融带上升形成的，这可从西部苦橄岩的发现得到进一步佐证。而东部玄武岩及PGE异常可能源于温度较低的地幔柱头部分。这样西部各PGE的分异度(LLC/SC)差别甚大，是可能导致Pt-Pd与Os-Ru及Rh-Ir的相关性有很大差别的原因。
 
  从以上仅举的少数初步研究结果也可看到已取得的海量地球化学填图数据在地学理论与应用研究中的重大意义。