根据勘查地球化学解决区域地质构造格局分析问题

  纵观勘查地球化学资料在解决基础地质问题中的应用实践，根据拟解决的地质问题、所使用资料的性质和采用的工作方法，可分为以下几个方面。
 
  1．依据区域化探异常反映测区地质构造格局。
 
  根据区域化探异常的区划及展布趋势来分析测区的地质构造特征，是用化探资料解决基础地质问题的一项基本功能。
 
  一般说来，通过编制较小比例尺的区域性地球化学图，这种功能可以得到更好的发挥。例如，早在1963年，云南省地质局就首次编制了全省1：lOO万地球化学图，后又多次重编，结合物探、地质、遥感等资料进行综合研究，对云南一些重大基础地质问题提出了新认识a包括：划分出了哀牢山、点苍山推覆构造，攀枝花一楚雄南北向隐伏深断裂，指出攀西裂谷南延至红河断裂；划分出维西一景洪裂陷带、川滇黔毗邻区菱形地块等。随着区域化探资料更新换代，资料处理解释技术发展提高，化探资料的这种功能得到了更加充分的发挥。
 
  特征元素的异常组合及异常分布不仅与矿产有关，与不同岩性地层的分布、岩浆作用产物、断裂构造的展布也有直接关系。因此，即便是依据次生的区域化探异常，也可反映测区的地质构造格局。例如，赣西北新一代区域化探扫面资料的整理结果表明，在北东向深大断裂两侧，异常元素有着不同的组合，反映出它们属于不同的岩性建造（薛水根，1979；梅占魁等，1980；薛运义，1986）。冀北地区第一代区域化探资料的重新整理，查明了两条东西向环形分布的Cr、Ni、Cu、Pb高含量带，14条北东向和10条北西向交叉分布的Cu、Pb高含量带，结合地质研究，揭示出冀北地区客观存在的环形构造，以及具近等距性和对称性的网格状断裂构造（杨凤池，1986；周庆来等，1982）。在温州幅1；20万化探资料整理中，依据Cu、Pb. Zn、M0 4元素异常的展布轴线，编制出构造地球化学图，查明有带状和放射状两种构造模式，揭示出区域构造的总轮廓，对EW、SN、NE向3个构造体系的地球化学特征进行了研究，为区域控矿构造研究提供了依据(董岩翔，1980)。类似的应用实例，在这一时期的文献中报道甚丰(罗素菲，1979；张焕民等，1980;赵唐稀，1980；张洪，1982)。
 
  应该指出的是，在众多实例中，被用于解释地质构造的化探异常，基本上是为找矿而圈定的，指示元素多为成矿元素，数据加工处理也较为简单。因之，这种工作方法还难以把化探资料解释地质问题的潜力充分发挥出来。
 
  2．充分发掘区域化探资料的地质信息。
 
  20世纪70年代中期，物探所在总结区测化探资料的应用时指出：只研究异常不研究背景是一种偏向，认为背景的变化起伏往往与不同岩性、岩相或构造有关，是地质填图中重要的补充信息；化探资料可以与地质填图结果互相对照、补充和修改（物探所化探区测组，1975）。为充分发掘区域化探资料中的地质信息，从以下几方面开展了研究。
 
  全面研究地球化学场对解决地质问题来说，兼顾异常与背景，对地球化学场进行全面研究，是十分重要的课题。第一，要重视基础地质研究方面的新见解、新理论、新进展，把区域地球化学异常研究与区域地质研究结合起来，认识异常场的地质一地球化学本质。有人以小秦岭和勉略三角区为例，说明了这种研究思路和方法（沙丁，1986）。第二，不拘泥于异常，要把整个地球化学场作为研究对象。例如，在西藏那曲幅（1: 50万）的区域化探中，从整个地球化学场出发研究资料，发现在羊八井一那曲北东向带的两侧有明显差别，交接带上又出现汞异常，从而指示出构造一断裂带的存在(童霆等，1990)。在新疆西准噶尔地区，利用新取得的区域化探扫面资料研究多元素的区域背景和区域异常，发现在板块缝合线两侧存在着显然有别的地球化学特征，而且据地球化学资料解释出的缝合线位置，与地质研究结果有所区别，从而提出了利用区域化探资料研究板块构造边界的新思路和新方法(史长义，1992)。第三，在区域异常研究中，不仅要注意正异常反映的信息，而且要重视区域负异常的信息。物化探所在区域水系沉积物测量资料的研究中，探讨了区域性负异常的分布特征、地质意义及找矿信息等，总结出单元素和多元素区域负异常的分布模型，在讨论其地质内涵的同时，还建立了金、铜矿床的区域正、负异常模型（史长义等，1995）。第四，广纳各种地球化学信息。除区域化探扫面资料外，一些专题测量资料也能有效地用于区域地质构造格局的研究，例如，核工业系统在华东65地区某中新生代盆地(480 kmz)做1:5万水氦测量，查明的异常清晰反映出NNE、EW、NE3组构造带及其交叉部位，可据之有效地追索区域控矿构造带（蒋永一等，1984）。通过编制西北5省区及山西、内蒙古部分地区的区域伽马场图，反映出了不同大地构造单元之间的差异和内部的不均匀性，不同岩性的区域分布和内部差异，以及区域断裂带内侵人体岩性的不同特征差异（基性岩——低场值，酸性岩——高场值）(崔振生等，1994)。在赣杭构造火山岩铀矿成矿带西南端，用U、Th、K的分带特征和主分量法的细化研究，划分出5个地质背景不同的富集区，并根据混合图像及岩相解释标志，准确圈定18个花岗岩体和7个火山盆地，明显地区分出了前震旦系、震旦系、白垩系(许彪等，1990)。
 
  加强数据处理方法研究要全面研究地球化学场，就需要揭示多元素、多指标的异常和背景的变化趋势，早期用“拐点法”确定异常下限的处理水平，显然不能适应要求。数理统计方法的引入，大大改善了挖掘和剖析数据信息的能力。经验表明，在解决地质问题时，一些简单的统计参数是程有用的，如：耆量变化范围(VA)、众值、算术平均值、几何平均值、标准离差、变异系数(Cv)、浓集克拉克值(KK)、浓集比(K)等，在实践中被广泛使用。数学地质方法，如单变量的趋势分析，多变量的因子分析、相关分析，在地球化学场的研究和模拟中最常被使用，取得了很好效果。例如，对浙江省分散流资料进行趋势分析和因子分析，清楚地反映出寒武系底部富Cu、Mo、V、Ni的河塘组的分布（物探所化探区测组，1975）；根据竹山幅（1: 20万）区域化探资料，对28种元素做因子分析，说明了地质构造、岩浆岩等地质问题和地球化学的规律(刘如英等，1988)；在庐枞地区1:5万综合物化探调查中，用因子分析等方法研究了重、磁、铜、铅、锌的区域和局部异常，推断出断裂构造骨架，分析了火山口沉陷的构造格局和象山群前构造轮廓，对隐伏的磁性体进行了推断，大大充实了基础地质研究的依据，提高了研究程度（丁鹏飞等，1984）。我国自行研制的RESMA数据处理系统，在老变质岩区和中生代火山岩区试用的结果，反映出了深大断裂带，查明Cu、Cr、Ni高背景区与Aw、Mh地层套合良好（史长义等，1993）。大量经验表明，不断改进和恰当运用数学方法，是提高区域化探数据解决地质问题能力的重要途径。
 
  充分利用元素丰度数据区域和岩类的化学元素丰度，是衡量地质体中元素分散与富集的标尺。在利用地球化学资料解决地质问题时，它是一种至关重要的基础参数。在一般的区域性测量中，根据样品分析数据求得的“元素平均值”，固然称不起“丰度值”，亦可近似地起到类似作用。通常，人们使用浓集克拉克值，来表征一个地区某种元素的集中或分散，地质体中某种元素的富集或亏损，并借之推定相应区块地质特征的异同，进行地质体的对比。在处理以水系沉积物测量为基本手段的区域化探资料时，这个参数也被经常使用。但在实际工作中，由于正式公布的克拉克值多种多样，国外作者的克拉克值数据未必适合我国情况，加之样品分析质量欠佳等原因，会使求出的浓集克拉克值发生“畸变”，与地质事实不符。针对这种情况，一些研究者提出用“区域浓集系数”，即区内某地质单元某元素的含量平均值／该元素的区域背景平均值，来替代浓集克拉克值，取得了较好的地质效果(史长义，1994)。随着我国不同地质介质和岩类元素丰度研究水平的提高，新数据的公布，这类研究方法可在更加坚实的基础上发展。
 
  3．发挥基岩测量的重要作用。
 
  基岩测量可避免次生地质作用的干扰，更加直接和准确地反映地质体的特征和地质现象的规律a在区测队的早期化探工作中，就以“基岩光谱”的形式系统开展基岩采样；许多区域性化探项目，也把基岩测量列为工作内容。经验表明，对解决基础地质问题来说，基岩测量具有不可替代的重要作用。它不仅可以揭示元素的区域分布模式，而且可以深层次地发掘地质体和地质作用的内涵。例如，湖南区调队在龙山地区的1 1 5万化探中开展了基岩采样，依据地层地球化学特征阐明了构造旋回、沉积环境和沉积相对元素分布的影响，通过断裂带采样说明了断裂构造的地球化学特征(湖南区调队，1979)。在小秦岭2 000 km2范围内，配合水系测量开展了岩石剖面调查，分析25种元素，获得平面分布模式，反映出古火山口的存在，推断金堆城以南有古断裂发育（杜得禄，1986）。在工作方法方面，甘肃化探队采用4点／km2的岩石采样，在甘肃西部完成15 000 km²区域普查，取得了良好地质效果（陈贵林，1986）。云南区调队在高黎贡山西侧的1：5万区调中，用岩石、土壤、水系3种方法开展化探工作，岩石测量的采样密度为2点／km²，并对3种方法进行了对比，认为这种低密度的岩石测量，在发现异常信息和了解元素分布区域性变化方面有好的效果，作为一种有效的区域化探方法应予重视和进一步研究(陈扬玉，1986)。中国地质大学在胶东地区作1：5万岩石测量时，按正常场（1～2点／kmz）和异常场(3～4点／km²)分别取样，并分析不同的指示元素(分别为Ba、Sr、Zr、v和Au、Ag、Pb、Cu、Zn. As、Mo. Co)，不但找矿效果良好，而且解决了一些基础地质问题：
 
  在背景场地球化学图上，区域地质构造的结构和变质岩的分布区得到清晰的反映；提供了花岗岩成因的某些证据，依据Ba和Sr的分布佐证了本区花岗岩系混合岩化成因；依据Zr>400×10的负6次方的高值带，发现了一条由长石砂岩变质而成的石英岩带，由此找到了区内划分元古宇与太古宇的标志层(赵伦山等，1993)。基岩采样这种在地质研究中局部使用的基本方法，在勘查地球化学中已发展成为区域性的重要勘查方法，能以更广的视野、更系统的数据揭示和认识复杂的地质问题，从而为区域地球化学理论和方法的产生和发展提供了方法依据。
 
  4．构造地球化学方法的应用。
 
  构造地球化学是构造地质学家提出的概念，陈国达、杨开庆等著名学者都研究和阐述过这一学科的基本内容。对它的定义和内涵，不同学者有各自的见解，认识不尽一致。然而’总的说来，构造地球化学是研究各种构造环境中地壳化学元素的分配和迁移、分散和富集的特征、规律及其过程和动力学机制的一门边缘学科，介于构造地质学和地球化学之间。它的主要任务是研究构造环境下，建造中的成岩成矿物质组分和改造过程中成岩成矿物质组分，由构造动力调整分异所形成的时空特征、规律及其动力学问题（刘洪波等，1987；高合明，1994；钱建平，1999）。20世纪80年代初，冶金、有色系统的勘查地球化学家，最先将这一概念引入化探实践，赋予更加实用的内涵。他们认为，“所谓构造地球化学，就是从研究构造地球化学形迹出发，揭示元素及同位素在地壳构造运动中的地球化学变化，阐明元素在构造中的分配、共生组合、迁移富集规律及其整个演化历史”（刘泉清，1981）。所谓构造地球化学形迹，又分断裂构造、褶皱构造、火山和侵入构造等类型。其实际意义在于，可用于圈定各种构造类型，判别构造序次，圈定构造标志层，进行地层或矿层对比等。在具体实践中，思路和做法多样，有些研究者围绕目标形迹做一定的采样和调查；而多数文献报道的做法，主要是依据区域化探资料分析元素共生组合特征和所表现出来的地球化学形迹，如元素分散模式的轴线，带状或串珠状综合异常带的展布，形迹的不连续和错位，不同元素组合及分布等，来揭示和说明不同构造体系的存在、序次和演化。例如，在浙西南地区，通过对等轴和椭圆形环状异常的剖析，归结出它们分别有4种类型的地质意义：变质岩隆起，火山构造（火山穹窿、破火山口），侵入岩（主要为燕山期岩体），地层构造（砂砾岩、火山岩）等（郦逸根，1981, 1982, 1985）。在甘肃东南部，主要针对断裂构造的地球化学异常进行剖析，通过研究异常与断裂的空间关系（相间、复合、交会），形迹特征（串珠状、线性延伸、交会结），元素组合变化（变异程度、热液成分、低温活动元素）等特征，查明构造性质、构造过程、隐伏构造以及地球化学分区（李裕能，1990）。总的说来，构造地球化学作为一个学科正在发展之中，它在勘查地球化学中的应用，目前还偏重于形迹分析，更深层次地发掘地球化学资料的内涵，以阐明构造作用的过程和动力学，尚需构造地质堂家和勘=查地球化学家共同努力。