基本介紹
- 中文名：氣體地球化學測量
- 外文名：Geochemical gas survey
- 中文簡稱：氣體測量
- 釋義：以氣體為採樣對象所進行的測量
基本信息,歷史,氣體異常,氣體源,測量方法,
基本信息
氣體地球化學測量
英文：gas geochemical survey,vapour geochemicalsurvey)
釋文：簡稱氣體測量、氣測。以氣體為採樣對象所進行的地球化學勘查工作。據氣體賦存的介質可分為大氣中氣測(地面氣測和航空氣測)、壤中氣測量、岩石中氣測量、包裹體氣測量、壤中固相氣體測量等。它是通過系統地測量氣體組分的化學成分或地球化學特徵,發現與勘查目標物有關的氣體異常,進行目標物的尋找或預測。用於氣測的氣體主要有汞、碘、二氧化碳、二氧化硫、硫化氫、氧氣、烴類氣體、硫碳氧的化合物、氖、氡等。。勘查的目標物除礦床(體)外,還有油氣田、地熱田、古墓、隱伏構造(指導工程設計)、地震預報等。由於氣體具有很強的穿透力,氣體測量是尋找深部盲礦和在厚層運積物覆蓋區找隱伏礦的有效方法。但由於直接取氣樣影響因素較多,所以發展了熱釋固相(土壤、岩石)吸附氣體(汞、鹵素)方法。氣測找礦多為間接指標,而近年來迅速發展的地氣法則可提供直接找礦標誌。
歷史
氣體化探始於1929年，以烴氣測量圈定含油氣地段開始。到了40～50年代，逐漸建立起一套比較系統的方法基礎理論（見油氣化探）。其後，人們在金屬礦床上方亦發現有各種氣體的異常，如O、CO2、SO2、HS、Rn和Hg蒸氣等，並將氣體化探擴大套用到金屬礦產的普查與勘探上。
氣體異常
指以氣體狀態存在的地球化學異常，它可以存在於近地面的空氣中，也可以存在於岸石或土壤的空隙內。氣體分散暈是指氣體自濃度最高的產源向地表、下大氣層及周圍介質分散的一種地球化學異常模式。與其他地球化學分散暈在性質上顯著不同之處是，氣體分散暈是一種動態體系。這是由於在暈中氣體的補給與逸散，吸附與解吸，溶解與脫氣之間通常保持著動態平衡狀態。一旦有某些因素髮生改變，如氣源衰竭或氣壓下降、氣溫上升等，氣體測量的結果常不會重現，在大多數情況下只能保持異常的存在。
氣體源
根據氣體的成因和產出的深度，可將氣體源劃分為3類。①地球內部脫氣的產物,包括在高溫高壓下從地幔物質中分異出來的氣體(如H2O、CH4和SO2等)和放射性元素衰變而產生的Rn、He和H2等。這些氣體有兩個特點:一是深源性,它們通過火山構造、深大斷裂以及上覆岩層和沉積物中的裂隙系統向地表噴發或逸散；二是流量隨時間的變化較小，在分布上與地殼大構造骨架的模式密切有關。②在礦床形成時被帶入礦體或圍岩中被封閉固定下來的同生氣體，以及礦床進入氧化帶後經化學反應而生成的後生氣體。前者包括被保存在晶面之間的氣體分子，以及被封閉在氣液包裹體內的氣體；後者則主要包括當前用於氣體化探的各種氣體，也包括烴類氣體。這些氣體的產源較淺，並且是構成礦床氣體分散暈的主要物質。③生物成因氣體，即生物活動、新陳代謝作用產生的氣體，如CH4，CO2和H2S等。這些氣體的種類與前兩類有時相同，產出於地表或近地表處，因此，它們是氣體化探的主要干擾因素，它們混擾或掩蓋了來自更深部的有用信息。為排除這些干擾，研究了各種有效措施，如加大採樣深度,採用多指標綜合測量方法,採用同位素比值測量等。
測量方法
根據不同的採樣介質，可將氣體地球化學測量劃分為以下4種方法:①大氣測量。主要採集近地表大氣，研究其中有關的氣體組分的濃度及其空間分布特徵，由此追索氣源。②壤中氣測量。系統採集保留在土壤礦物顆粒之間孔隙中的自由氣體，或被礦物顆粒表面吸留的呈疏鬆結合狀態的氣體，研究其有關氣體組分。③岩石氣測量。研究保存在岩石結晶面之間或內部各種孔隙（如氣液包裹體）中的氣體分散暈，藉以追索盲礦體。④水中（溶解）氣測量。研究溶解於水中的有關氣體分散暈，藉以評價或圈定含礦遠景區、段。
為適應氣體異常的特點，多年來不斷地改進了測量技術，發展了一些較好的氣體測量方法。①深部氣體測量法。主要是加大採樣深度到6～20米或更深,使採樣層位穿過生物活動最強烈的表層。由於深部受地表氣象因素的影響可以忽略不計，測量的結果穩定而可靠，但其成本高、效率低。②土壤吸附氣測量法。系統採集土壤樣品，利用真空，加熱或稀酸使被吸附（留）在土壤顆粒表面的氣體解脫出來。這種測量的結果較壤中氣測量更穩定，是使用較普遍的方法之一。③累積式氣體測量法。將選擇性的或通用的氣體吸附劑埋入地下一段時間後，再取出分析。由於吸附劑的吸附效率較粘土礦物高，且不受不同採樣點上土壤組成變化的影響，因此可以取得更好的效果。由於埋放時間不能太長，回收時還需增加勞動量，一般比較適用於較大比例尺的詳查。④多指標氣體測量法。採用多指標分析儀器(如氣相色譜儀,質譜儀等)或聯測技術（如將測氡儀與測汞儀聯用等）,往往可同時得到數種至數十種指標的數據。它通常與累積式測量結合使用,並採用多元統計方法進行數據處理,有效地排除各種干擾，取得有用信息。⑤地氣測量。其原理是來自深源的各種氣體，呈顯微氣泡在水中向上遷移，經過礦化帶時，可攜帶少量與礦有關的元素組分直至地表。可捕集氣體，用極靈敏的分析方法測出Cu、Pb、Zn、As甚至Au等的異常。這種新的氣體地球化學測量方法很有發展前景。
由於氣體分子的遷移能力極強，能夠穿越厚層的地下水和覆蓋物而到達地表。因此，對尋找被巨厚層運積物覆蓋的埋藏礦、斷裂構造和位於地下深部的盲礦來說，氣體化探具有十分良好的前景和實用意義。
