水地球化学测量技术的引进摸索阶段

  在我国水地球化学测量工作的初期，从基础理论到方法技术，主要是引进和模仿苏联。根据我国地质一景观条件的差异，在小规模方法技术试验工作的基础上，确定用于油气和金属矿勘查的有效性，摸索适合我国国情的方法和技术，用于不同比例尺的地质找矿和油气勘查生产工作。
 
  引进摸索阶段大约经历了10年左右（1955—1965年），翻译出版了一批苏联学者的水地球化学测量专著，供我国试验研究和生产工作参考使用；1960年，出版了我国的工作指南《分散流和水化学找矿法》（朱义武、李善芳共同编写）。在以下几方面开展了实际工作。
 
  1．金属矿勘查。
 
  地质部和其他金属矿勘查部门，通过不同景观区（秦岭南坡、南岭、江西和云南等地）的试验研究工作，制定了相应的水地球化学采样原则和采样方法，确定了1：5万至1：1万测量的采样密度：1.5点/km²至5点/km²。基本套用了A．A．布罗茨基的原则。
 
  每个样品的采样量一般为2 500 mL，其中500 mL用于水质简分析，测定硫酸根、Cl、HC03、TDS等指标；2 000 ml蒸干或共沉淀后，送实验室用光谱法或化学比色法测试10多种微量元素。嗣后，许多省区地勘部门都进行了水地球化学测量找矿的试生产工作。
 
  秦岭南坡含镍基性一超基性岩带和镍矿区的试验成果显示：在有成矿前景的岩带和镍矿区，都有明显的水化学镍异常，构成了直接找镍矿的标志；水中Cu、pH值、硫酸根、硫酸根 /CI-构成间接找镍矿的标志；查明了水中各元素异常的迁移距离，Cu为1～1.5（最长3）km，Ni为0～1 km，Pb为0．nkm;同时发现，在数日微雨中采样，可以获得水中最高的元素含量，认为应在雨天采样。这与西方勘查地球化学家(如J．S．Webb和A．P．Millman)的结论大相径庭。采集的水样在野外驻地进行水质简分析，大样(2 000 mL)用蒸干法浓集后，送实验室用光谱法测定微量元素的含量(丁淇等，1958)。
 
  南岭的试验成果认为：在气候潮湿、水系发育的山区，水地球化学测量是一种有效的矿产勘杏方法；不同比例尺的水化学异常可以圈定有希望的矿区或矿化地段，并可依据异常元素组合特征和强度判断矿化类型和规模。总结出的南岭地区勘查多金属硫化物矿床的水化学找矿标志为：重金属总量、Zn、Pb、Cu（直接标志）和硫酸根、硫酸根/CI-比值（间接标志）。在水样的预处理和分析方法上有所改良，使用碳酸钙共沉淀法，同时并制订了硫化物共沉淀法代替蒸干法浓缩水样，制定出直接测定水中重金属总量、Cu、Zn、Mo、Ni、As的野外快速分析方法，以及用化学方法或光谱分析方法分别测定水的浓缩样品中Cu、Pb、Zn、Ag、Hg、Co、W、Mo、V、Ni、Cr、Mn的含量(李善芳等，1959)。
 
  江西省地质局铜矿普查勘探大队，在铜厂铜矿床的外围开展I:l万水化学普查。于铜厂矿区北西侧发现一水化学异常(Cu2+、硫酸根、pH值有异常)，经追索并结合斑岩体和蚀变带的研究，发现了朱砂红铜矿床。后经进一步地质勘查工作，查明朱砂红是一个以铜为主，伴有Au、Ag、S、Mo的大型斑岩铜矿床。根据本次寻找隐伏斑岩铜矿床的实践，总结出利用水地球化学测量普查细脉浸染型铜矿的初步经验：利用水地球化学测量发现异常信息，于异常水点控制的汇水域中追索矿化信息，确定找矿靶标，实施钻探，发现矿床。
 
  云南的试验结果与江西类似：主成矿元素Pb2+异常为主要找矿指标，其含量高于背景区两个数量级；pH值、硫酸根、硫酸根/CI-比值异常构成间接找矿标志。1:5万水地球化学测量找寻铅矿床的地质效果良好，不仅圈定出与已知矿区形态一致的异常，还在矿区外围发现了两处找矿远景区(309队地质科，1960)。
 
  这一时期，辽宁省地质局物探大队钱圭白、任天祥等（1964～1965年），在辽宁的砖庙沟一带进行了水地球化学测量寻找硼矿的试验研究。从电气石中的硼为硅酸硼，不溶于水，而硼镁石矿中的硼溶于水的思路出发，提出用水地球化学测量可有效区分矿与非矿异常，试验取得了明显效果。
 
  1963年，北京市地质局102队对1958～1962年间该局与北京地质学院合作开展的第一代区域化探（其中含30个1:5万图幅的水化学测量）资料进行了综合研究，编制：
 
  1：10万成果说明书及异常解释报告。这是金属矿勘查领域第一份水地球化学测量扫面：
 
  作成果。
 
  以1960年8月二机部三局在湖南衡阳召开综合找矿现场会为标志，水地球化学测量工作在铀矿勘查领域启动。会后，在石马山、小丘源、白虎岩等地的矿床（点）进行了试验，将水地球化学测量效果与已有地质资料进行对比分析，肯定了水地球化学方法是勘查铀矿行之有效的手段之一。但在嗣后的铀矿勘查工作一直没有受到重视，极少开展工作，也没有文章发表。
 
  2．油气勘查。
 
  1955年，苏联B-A．苏林著《天然水系中的油田水》的中译本出版，介绍了水地球化学测量勘查油田的指标与应用。此书对我国使用水地球化学法勘查油气田起了重要的指导作用。
 
  地质部石油局通过在不同景观区（六盘山，甘肃老君庙，华北临清，青海柴达木，四川龙女寺、纳溪，新疆克拉玛依，江苏崇明，四川南充）的3年试验研究工作，肯定了水化学测量对普查含油气构造有显著效果。同期，地质部物探研究所编写了《石油化探现用几种方法暂行操作规范》，其中包括有水地球化学测量方法。
 
  根据几年的油气化探试验成果，1958年，华东石油局综合研究大队在安徽“肥北坳陷”实施了1: 50万水地球化学调查，面积13 500 km²。这是国内首项水地球化学测量扫面工程，从而拉开了我国使用水地球化学方法勘查油气资源的序幕。．嗣后，先后在华北、松辽、鄂尔多斯盆地进行了水地球化学测量方法找油气的区域性试验。如1961年，地质部第三石油普查大队（“三普”）在陕北永坪、绥德、靖边、马家滩、李庄子等地的试验工作。
 
  1964年，张金来在《地质论评》上发表“水化学中的ra /r硫酸根比值在石油普查勘探中的应用”。这是公开报道我国油气化探中水地球化学测量实践经验的第一篇论文。
 
  1965年，地质部石油101队开始了长达8年的油气化探试验研究（1965～1972年），其中包括水地球化学测量方法。试验内容包括方法的稳定性、重现性，不同季节取样及样品放置时间等。结果认为水地球化学指标找油气藏比较灵敏。
 
  3．水样预处理和分析测试技术。
 
  水样预处理主要指水样浓缩技术。这一时期使用从苏联引进的两类方法：
 
  蒸干法是传统的水样浓缩技术，它通常需要较大量的样品(多使用2 000 mL)和较长的处理时间，给野外工作造成比较大的困难。这种方法只在初期使用过，后来基本废止。
 
  共沉淀法是为了提高水样采集和运输效率、降低劳动强度而发展起来的水样浓集技术，主要是地质部物探所制定的碳酸钙和硫化镉两种共沉捉方法，在水地球化学测量中被广泛运用。
 
  水样的分析方法主要有两类：
 
  现场分析法  主要利用水质分析箱在采样现场测试水中的硫酸根、CI-、CO、pH值等；在金属矿勘查中，还采用由地质部物探所制定的有机溶剂或斑点比色法，测试水样中的重金属总量、Zn、Cu、Mo、Ni、As(地质部物探研究所化探室，1959)。
 
  室内分析法  主要有三种：①用于测试碳酸钙共沉淀物的比色法，一般测试Cu、Pb、Zn、Ag、Co、Ni、Cr、V、W、Mo、Mn；②用于测试硫化镉共沉淀物的光谱法，一般测试Cu、Pb、Zn、Ag、Co、Ni、V、W、Mo，测试结果可以满足工作的需要；③用于油气勘查的水中气态烃、挥发性酚、硬度的测试方法。