气体地球化学测量

以气体为采样对象所进行的测量

气体地球化学测量是指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。

基本信息

气体地球化学测量

英文：gas geochemical survey,vapour geochemicalsurvey

释文：简称气体测量、气测。以气体为采样对象所进行的地球化学勘查工作。据气体赋存的介质可分为大气中气测(地面气测和航空气测)、壤中气测量、岩石中气测量、包裹体气测量、壤中固相气体测量等。它是通过系统地测量气体组分的化学成分或地球化学特征,发现与勘查目标物有关的气体异常,进行目标物的寻找或预测。用于气测的气体主要有汞、碘、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氧气、烃类气体、硫碳氧的化合物、氖、氡等。。勘查的目标物除矿床(体)外,还有油气田、地热田、古墓、隐伏构造(指导工程设计)、地震预报等。由于气体具有很强的穿透力,气体测量是寻找深部盲矿和在厚层运积物覆盖区找隐伏矿的有效方法。但由于直接取气样影响因素较多,所以发展了热释固相(土壤、岩石)吸附气体(汞、卤素)方法。气测找矿多为间接指标,而近年来迅速发展的地气法则可提供直接找矿标志。

历史背景

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。

气体异常

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。

气体源

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。

测量方法

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。

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