地球化学野外样品采集是勘查地球化学工作的重要环节。然而,长期以来缺乏专门针对地球化学野外样品采集的信息化软件支持。随着信息技术的迅猛发展,传统的野外地球化学调查模式正加速向智能化、便捷化和现代化方向转型。因此,实现地球化学野外样品采集全流程的信息化已成为必然趋势。本文基于国内外地质调查信息化的最新进展,系统总结了地球化学野外调查及地质调查信息化的关键发展方向与核心技术特点,并深入探讨了未来地球化学野外调查系统的功能需求和特性。研究旨在推动地球化学野外样品采集向数字化与信息化迈进,为构建覆盖勘查地球化学全流程的信息化产品体系奠定基础,同时助力地质调查信息化服务能力的全面提升。为最终形成勘查地球化学全流程信息化的产品体系,提升地质调查信息化服务品质打下基础。

近年来,随着制造业和全球经济发展,全球对矿产资源的需求量大幅上升,迫切需要研究和开发新方法来勘探未发现矿产资源。然而,多阶段的成矿作用使成矿元素在地质单元内的分布呈现出复杂的叠加特征,而且大多数矿产常常伴生多种元素。本研究将二维经验模分解(2D-EMD)与主成分分析(PCA)相结合,基于胶东金多金属矿集区水系沉积物地球化学数据,提取局部和区域多元素组合异常分量,从多阶段成矿过程产生的复杂叠加异常中识别找矿靶区。研究结果表明: (1)通过PCA建立了Au-Ag-Cd和Be-La-Mo-Nb-Th-U-Y两种多元素组合;(2) 应用2D-EMD从主成分得分分别识别多元素成矿组合局部和区域异常分量; (3)局部异常分量可用于识别Au-Ag-Cd和Be-La-Mo-Nb-Th-U-Y找矿靶区,区域异常分量可识别高背景带。结合局部异常分量和花岗岩的空间分布,推断Au-Ag-Cd矿化与玲珑花岗岩和郭家岭花岗闪长岩侵入有关,Be-La-Mo-Nb-Th-U-Y矿化与郭家岭花岗闪长岩侵入体和伟德山二长岩侵入体侵入有关,郭家岭花岗闪长岩岩体具有贵金属和关键金属双重成矿特征。

成矿元素或元素组在一个地质单元中的富集是成岩和成矿地质过程多阶段作用的产物。 基于水系沉积物地球化学数据,主成分分析(principal component analysis,PCA)可识别成矿元素组。 奇异值分解(singular value decomposition,SVD)可将成矿元素组主成分得分进一步分解为两个部分:(1)成矿元素组合区域异常分量,能够表征在地壳演化过程中,由各种地质作用(岩浆作用、沉积作用和/或变质作用)形成的有利于成矿的高背景区域;(2)成矿元素组合局部异常分量,能够表征成矿作用引起的,叠加在成矿元素组合区域异常分量之上的成矿元素组合局部异常分量,应用局部异常分量能够识别找矿靶区。本次研究,首先基于国家1∶200 000水系沉积物地球化学数据,应用主成分分析建立不同类型的成矿元素组;其次,利用SVD从成矿元素组的主成分得分中识别出不同类型成矿过程引起的成矿元素组合局部异常分量;最后,应用局部异常分量识别找矿靶区。最终在腾冲地块圈定15处找矿靶区,其中Sn-W找矿靶区8处,Pb-Zn-Ag找矿靶区7处。预测Sn-W潜在资源量915 Mt,Pb-Zn-Ag潜在资源量792 Mt。

含硫气体地球化学测量在找矿勘查中具有悠久的历史。但是由于含硫气体的高活动性和反应性、测试结果低重现性、分析测试高成本等缺点,含硫气体未能大规模应用于隐伏矿勘查。矿产勘查由近地表易发现矿转向隐伏矿以及便携式经济、高效和实时气体测量设备的成功研发,为气体地球化学勘查方法体系的完善升级和推广应用提供了一个新的契机。本文重点梳理了富硫化物隐伏矿气体地球化学测量研究进展、面临的挑战和未来发展方向。动力学平衡模拟、矿物(矿石)风化实验和矿区实例研究表明,富硫化物隐伏矿上方土壤中气体地球化学异常受多种因素影响,如矿体矿物组成、盖层特征、微生物作用、地球化学景观类型和含硫气体物理化学特征等。在土壤覆盖区可采用便携式多组分气体测量仪实现现场实时测量,若隐伏矿直接被运积层覆盖,则含硫气体异常与隐伏矿倾向于具有垂向对应关系。在基岩出露区则可采用岩石热解吸的方式测量含硫气体。隐伏矿与含硫气体异常的空间关系取决于断层和裂隙等渗透性通道的发育情况。案例研究统计表明,含硫气体地球化学测量不仅适用于半干旱-干旱地区,在半湿润-湿润地区也具有一定潜力。未来研究主要聚焦含硫气体在表生环境中的形成演化过程(查明主控因素)、不同地球化学景观区(尤其是半湿润-湿润气候区)含硫气体地球化学测量有效性以及便携式土壤气体测量设备小型化和智能化升级改造3个方面。