关于气体地球化学测量介绍

[拼音]：qiti diqiu huaxue celiang

[外文]：geochemical gas survey

通过系统采集岩石圈、水圈和大气圈中气体样品，分析气体的化学成分和其他地球化学特征，发现气体异常，以达到矿产勘查等目的的地球化学勘查方法。

气体化探始于1929年，以烃气测量圈定含油气地段开始。到了40～50年代，逐渐建立起一套比较系统的方法基础理论（见油气化探）。其后，人们在金属矿床上方亦发现有各种气体的异常，如O、CO2、SO2、HS、Rn和Hg蒸气等，并将气体化探扩大应用到金属矿产的普查与勘探上。

指以气体状态存在的地球化学异常，它可以存在于近地面的空气中，也可以存在于岸石或土壤的空隙内。气体分散晕是指气体自浓度最高的产源向地表、下大气层及周围介质分散的一种地球化学异常模式。与其他地球化学分散晕在性质上显著不同之处是，气体分散晕是一种动态体系。这是由于在晕中气体的补给与逸散，吸附与解吸，溶解与脱气之间通常保持着动态平衡状态。一旦有某些因素发生改变，如气源衰竭或气压下降、气温上升等，气体测量的结果常不会重现，在大多数情况下只能保持异常的存在。

根据气体的成因和产出的深度，可将气体源划分为3类。

（1）地球内部脱气的产物,包括在高温高压下从地幔物质中分异出来的气体(如H2O、CH4和SO2等)和放射性元素衰变而产生的Rn、He和H2等。这些气体有两个特点:一是深源性,它们通过火山构造、深大断裂以及上覆岩层和沉积物中的裂隙系统向地表喷发或逸散；二是流量随时间的变化较小，在分布上与地壳大构造骨架的模式密切有关。

（2）在矿床形成时被带入矿体或围岩中被封闭固定下来的同生气体，以及矿床进入氧化带后经化学反应而生成的后生气体。前者包括被保存在晶面之间的气体分子，以及被封闭在气液包裹体内的气体；后者则主要包括当前用于气体化探的各种气体，也包括烃类气体。这些气体的产源较浅，并且是构成矿床气体分散晕的主要物质。

（3）生物成因气体，即生物活动、新陈代谢作用产生的气体，如CH4，CO2和H2S等。这些气体的种类与前两类有时相同，产出于地表或近地表处，因此，它们是气体化探的主要干扰因素，它们混扰或掩盖了来自更深部的有用信息。为排除这些干扰，研究了各种有效措施，如加大采样深度,采用多指标综合测量方法,采用同位素比值测量等。

根据不同的采样介质，可将气体地球化学测量划分为以下4种方法：

（1）大气测量。主要采集近地表大气，研究其中有关的气体组分的浓度及其空间分布特征，由此追索气源。

（2）壤中气测量。系统采集保留在土壤矿物颗粒之间孔隙中的自由气体，或被矿物颗粒表面吸留的呈疏松结合状态的气体，研究其有关气体组分。

（3）岩石气测量。研究保存在岩石结晶面之间或内部各种孔隙（如气液包裹体）中的气体分散晕，借以追索盲矿体。

（4）水中（溶解）气测量。研究溶解于水中的有关气体分散晕，借以评价或圈定含矿远景区、段。

为适应气体异常的特点，多年来不断地改进了测量技术，发展了一些较好的气体测量方法。

（1）深部气体测量法。主要是加大采样深度到6～20米或更深,使采样层位穿过生物活动最强烈的表层。由于深部受地表气象因素的影响可以忽略不计，测量的结果稳定而可靠，但其成本高、效率低。

（2）土壤吸附气测量法。系统采集土壤样品，利用真空，加热或稀酸使被吸附（留）在土壤颗粒表面的气体解脱出来。这种测量的结果较壤中气测量更稳定，是使用较普遍的方法之一。

（3）累积式气体测量法。将选择性的或通用的气体吸附剂埋入地下一段时间后，再取出分析。由于吸附剂的吸附效率较粘土矿物高，且不受不同采样点上土壤组成变化的影响，因此可以取得更好的效果。由于埋放时间不能太长，回收时还需增加劳动量，一般比较适用于较大比例尺的详查。

（4）多指标气体测量法。采用多指标分析仪器(如气相色谱仪,质谱仪等)或联测技术（如将测氡仪与测汞仪联用等）,往往可同时得到数种至数十种指标的数据。它通常与累积式测量结合使用,并采用多元统计方法进行数据处理,有效地排除各种干扰，取得有用信息。

（5）地气测量。其原理是来自深源的各种气体，呈显微气泡在水中向上迁移，经过矿化带时，可携带少量与矿有关的元素组分直至地表。可捕集气体，用极灵敏的分析方法测出Cu、Pb、Zn、As甚至Au等的异常。这种新的气体地球化学测量方法很有发展前景。

由于气体分子的迁移能力极强，能够穿越厚层的地下水和覆盖物而到达地表。因此，对寻找被巨厚层运积物覆盖的埋藏矿、断裂构造和位于地下深部的盲矿来说，气体化探具有十分良好的前景和实用意义。