地电化学法

一、内容概述

地电化学法是将地球物理、地球化学和电化学综合为一体的找矿方法。典型的地电化学法是前苏联提出的“部分提取金属法”（CHIM）。20世纪60年代后期至70年代初期，列宁格勒大学的Ю·C雷斯等创建了这种方法，有一套比较完整的理论，研制出完备的整套野外工作设备，在生产实践中形成了规范化的应用程序，逐步在勘查找矿中得到广泛应用。70年代末，该方法被我国科技情报机构发现和报道，引起了中国化探工作者的注意，开展了研究与改进，取得了肯定的找矿效果。直到20世纪末，由于俄国解密并公开报道，才被西方国家注意。目前，该方法已推广到美国、加拿大、英国、澳大利亚、印度以及东南亚等地区。经过多年来不懈的试验研究和摸索实践，地电提取测量技术已经发展成为一套经济实用的理论和方法，并已取得了较明显的效果。它已成为世界隐伏有色金属、贵金属矿床、稀有金属矿床、放射性元素矿床和石油天然气矿床普查找矿和勘探的重要手段之一。

地电化学法是一套依据矿体及其周围的电效应找矿的方法，典型方法包括俄罗斯人研制的极化曲线接触法（ΚСПΚ）和部分提取金属法（ЧИМ）。前者一般被归入物探范畴，后者可属化探范畴。部分提取金属法的原理是，依靠在地表施加的人工电场，使近地表部的活动态元素离子分别向正负极移动，通过较长时间供电，用安装在正负极上的元素接收器分别把阴阳离子收集并富集起来，在分析接收器中的元素含量，查明异常。这种方法在覆盖区边缘和浅覆盖区应用效果较佳，后来经过对各个操作环节和供电-采样设备的改进，也有在厚覆盖区进行探测的尝试。所谓地电化学法，目前主要指部分提取金属法。但是，由于误解，不少作者将同文（Рысс Ю.С.，1977）发表的元素赋存形式法也称为地电化学法，涉及：土壤元素金属有机化合物找矿方法（МПФ），即分析与土壤中天然富里酸和腐殖酸有关的元素；热磁地球化学法（ТМГМ），即测定聚积在铁、锰氢氧化物中的元素；土壤吸附元素扩散提取法（МДИ）。本部分为陈述方便，暂依所得文献作者的表述，将它们放在本节介绍。

二、应用范围及应用实例

（一）应用范围

地电化学方法已得到俄罗斯和其他独联体国家的广泛认可，并受到国外研究人员的关注。中国、印度和美国都在使用这些方法。在Синтекс公司和其他矿业公司的协助下及俄罗斯专家的参与下，加拿大、澳大利亚、芬兰和爱尔兰都在利用金属部分提取法、土壤元素金属有机化合物找矿法、热磁地球化学法开展工作。如今，澳大利亚也在利用热磁地球化学法和土壤元素金属有机化合物找矿法开展工作。

地电化学法被广泛用于许多矿产的预测普查工作：多金属、铜和镍、稀有金属和贵金属（包括矿砂）、放射性金属、金刚石、铝土矿、铬铁矿、碳酸盐岩，以及天然气、凝析油、石油、沥青。在传统地球方法不能奏效的地区，即在二层至三层结构的地区（地台、推覆山前坳陷），可采用地电化学方法展开预测工作和预测评价工作，而且可以在陆地、大陆架、海洋等各种景观气候条件下进行。

虽然地电化学法在20世纪70年代就已成形，但近年来成功应用案例，特别是地电化学法（部分技术提取法）与重、磁勘探的结合值得我们关注。根据综合性的地电化学测量、地球物理测量和其后的钻探工作结果，在俄罗斯不同地区（阿尔泰、远东和滨海边疆区的多金属、锡、金）、独联体国家（哈萨克斯坦的多金属和金，吉尔吉斯斯坦和乌兹别克斯坦的金），以及加拿大和澳大利亚，都揭露出一批新矿体。

（二）实例

多金属矿床地电化学找矿工作主要是在阿尔泰和哈萨克斯坦的矿床上进行的。那里广泛发育未露出结晶岩石地表的多金属矿体。这些矿体沿上山方向尖灭于300～400m深处或更深处，常常上覆有100～150m厚的远距离搬运来的泥质疏松沉积物。用传统的岩石地球化学方法来寻找这类地质客体成效不大。而上述矿区已经积累了利用地电化学方法寻找多金属矿床的大量资料，其中就有利用土壤元素金属有机化合物找矿法有效地从地表追索到了陡倾多金属矿体的实例。在被泥质疏松沉积层（厚达100m）覆盖的多金属矿体及上，直接观测到相当强烈而宽广的（达200m）Pb、Cu、Fe异常。在矿床中发现的上置晕的元素成分，同矿化（在这种情况下表现为黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等硫化物）的元素构成相一致。扎哈罗夫矿床的矿体产在发生位移的火山沉积岩中，上覆有80～300m厚的疏松沉积层，利用热磁地球化学法可从地表观测到Cu、Pb、Zn异常。

在后贝加尔地区的戈列夫多金属矿床，利用金属部分提取法进行观测的结果表明，有可能借助地电化学方法来识别只显示出个别成矿阶段的个别地段或个别矿体。在已知的铅锌矿体之上，利用金属部分提取法观测到了明显的铅锌异常，而在单一的方铅矿脉之上，则只观测到铅异常。

许多大型和特大型铜镍矿床产于北极和近北极地区（俄罗斯和加拿大）。厚厚的冰碛层、大范围的沼泽、深埋的矿体以及发育的永久冻土层，实际上使传统的地球化学普查评价方法变得无能为力。比如，科拉半岛的铜镍矿床虽产于地表以下不深处，但却覆盖了20～50m厚的冰碛层。方法试验工作表明，利用不同的地电化学方法进行土壤采样，可轻易地追索到被冰碛层覆盖的贝辰加铜镍矿石。

阿尔泰边疆区草原地带的多金属矿床之上覆盖100多米厚的古新世沉积物。在解释区内扎哈罗夫矿床的重力和磁法勘探数据的过程中发现，这里已知的矿结同有效密度和磁性偏低地带有空间联系。同时，还指出了一个地球物理标志同已知远景区相似的新远景区。在对该远景地段详细地电化学工作结果进行解释的过程中，根据指示元素（包括Pb和铜）的分布特点，发现了好几个有望发现多金属矿石的异常地段。通过热磁地球化学法查明，在近南北向的构造断裂带中，Br的含量异常高。在多层地质构造区内，综合采用地球物理和地球化学方法进行矿床预测和普查是有效的。

邱炜等（2011）通过将地电化学勘查方法与岩石地球化学、土壤地球化学、电吸附地球化学、活动态金属离子等4种地球化学勘查方法进行实例对比研究，证明利用地电化学勘查方法进行隐伏矿床的勘查研究是切实可行的，尤其在一些特殊的地球化学景观环境下，地电化学勘查方法在寻找隐伏矿体方面比其他常规化探方法更有效，更能发挥其独特的效果，值得推广应用。

三、资料来源

曹中煌，罗先熔，王培培等.2010.不同覆盖区地电化学提取法寻找铜镍矿对比研究.地质与勘探，03：476～482

付立春，罗先熔，欧阳菲.2006.地电化学提取技术条件的系统对比研究.地质与勘探，06：62～66

康明，罗先熔.2003.地电化学方法的改进及应用效果.地质与勘探，05：63～66

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罗先熔，陈三明，杜建波等.2002.地球电化学勘查法寻找不同埋深隐伏金矿的研究.矿物岩石，22（4）：42～46

邱炜，罗先熔，何书跃等.2011.地电化学法与其他地球化学勘查方法的对比研究.黄金科学技术，06：7～11

唐金荣，金玺，周平等.2011.国外矿产勘查理论、方法和技术——俄罗斯勘查地球化学发展趋势.中国地质调查局发展研究中心

唐金荣，金玺，周平等.2012.新世纪俄罗斯找矿地球化学.地球学报，02：145～152.

文美兰，罗先熔，欧阳菲等.2008.地电化学法寻找隐伏金矿的应用研究.矿产与地质，04：347～352

文美兰，罗先熔，熊健等.2010.地电化学法在南澳大利亚寻找隐伏金矿的研究.地质与勘探，01：153～159

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