一、內容概述

氣體測量包括兩類主要方法，即壤中氣（Gas In Soil）測量和土壤氣測量（Soil Gas Survey）。壤中氣測量始于油氣化探，20世紀30年代，德國（勞伯梅爾，1929）和蘇聯（索科洛夫，1933）開始用壤中氣里的烴類異常進行找尋油氣藏的研究。后來，這種方法擴展到金屬礦探查方面（Hawkes and Webb，1962），指標擴大為Hg、CO2、Rn、He和CH4等，尤以汞氣測量用得最多。但這類方法干擾因素多，觀測結果波動大，限制了它的應用。20世紀60～80年代，由于測試技術的提高，發展出一套測定結合在土壤甲醛檢測樣品中氣體的地球化學測量方法，被稱為土壤氣測量法。它通過減壓、加熱、溶解等手段，釋放并測定土壤中吸附態、吸著態、結合態的氣體，可以得到比較穩定的觀測結果，提高找礦效果，在油氣和金屬礦化探中被廣泛采用。20世紀80年代后期，地氣法用氣采樣的形式和改進的技術，收集地下氣流攜帶的固體物質，分析其中的元素含量，實現了氣體地球化學方法的一次嬗變，擴大了應用范圍，提高了應用效果。不過，傳統的氣體地球化學方法仍不失為重要的深部礦探測手段。下面主要介紹這方面的實例。

二、應用范圍與應用實例

現就澳大利亞土壤熱解氣體測量（Soil DesORPtion Pyrolysis，SDP）進行簡要介紹。

土壤吸附氣熱解技術測量的是土壤黏土顆粒上吸附的揮發性化合物的微量組分。研究者認為，輕烴類揮發物很容易穿過厚層巖石而遷移。這些化合物中的大部分物質能到達地表，多數消散在大氣中，只有少量的氣體被吸附在土壤顆粒的表面，可以采用特殊方法測定到這種深部來源的氣體。眾所周知，巖石不斷地脫氣是一種普遍的自然現象，是地質體沉積、變質并與地下水相互作用的結果；礦床和形成礦床的流體在化學性質上與其周圍環境明顯不同。當這種脫氣作用形成的氣流通過不同地質體時，可將不同組分（成礦組分）載入，造成礦床上方與區域背景氣體信號之間存在某種差異。盡管這種差異很微弱，但采用一種獨特的測量方法（SDP），完全可以探測到這種微弱差異的信息。

SDP技術是通過表層土壤并分析其中氣體組分來實現的，理想的采樣點必須滿足3個條件：代表性好；土壤在最近5年內沒有受到擾動，沒有受到污染。每個土壤樣品應該在大約1m2范圍內，多點采集組合成一個組合樣，以增加樣品代表性。樣品應收集并密封在塑料的樣品袋中，不能使用布袋或者紙袋。采樣前一定要盡可能地將袋中空氣排出后密封。與過去采用的主動法或被動法相比，SDP技術不僅可以排除氣候變化的影響，而且取樣效率高，代表性能夠控制，因為土壤作為天然吸附劑，捕集了相當長地質歷史時期的深部信息，結果更穩定。

由于氣體測量受到影響因素較多，其測量精度相對較低，直接采用含量表達結果效果不佳。因此，SDP測量結果采用比值表達。這樣不僅可以消除環境影響的噪音，而且可以過濾斷裂上方的滲出異常，強化礦化體或目標體異常。因此，SDP測量采用了一種特殊方法來處理數據，即總量（SDP Sum）與計數（SDP Count），以更好地表達多指標的綜合地球化學信息。

1.智利Spence銅礦

該礦床為一斑巖型銅礦床，位于智利北方的安托法加斯塔東北120km處，海拔1700m，氣候干旱。Spence礦床掩埋在地下40～100m富含鹽地下水的運積砂礫巖中。礦床具有經典的氧化剖面：從下到上，硫化物→氧化硫化物→淋濾鐵帽。

土壤氣體地球化學測量在智利Spence斑巖銅礦能夠很好地指示出深部隱伏礦體。SDP總量較好地指示淺層氧化礦體分布，異常位置和范圍與氧化帶范圍完全對應。東邊的異常強峰值可能受到近地表物質的影響所致，這些物質包括烴、鹵素、二氧化碳等一套氣體物質。Spence礦床最終是通過系統的反循環淺鉆工程發現的。雖然新的地球物理和地球化學方法不能代替鉆探，但是這些技術相對費用低、快速，因此，對于更快速地準確地確定鉆孔位置有很大幫助，另外，這些技術的應用，可大大減少隱伏礦勘查的成本。

2.澳大利亞Osborne銅金礦

該礦位于澳大利亞Isa Block Eastern Succession山的南端，為銅金礦床，圍巖為中元古代的石英巖和鐵石，巖層被30～40m厚的中生代沉積物所覆蓋。礦區的西部和北部是含硫化物的薄層硅質礦帶，并帶有磁鐵礦-黃鐵礦這些與鐵石有關的蝕變。東部主礦體是高品位、富含磁黃鐵礦的硅質礦體。礦體覆蓋層總厚度在東邊約300m。

SDP土壤調查點位分布如圖1所示。采樣間距不規則，背景區為100m，接近礦化和在礦化上方分別為50m和25m。氣體測量結果采用斯潘賽床的標準模板處理，在Osborne礦床也得到良好的異常顯示，說明在干旱地區，SDP技術具有較強勘查銅金礦床的能力。

圖1 利用普通模式對Osborne礦床上的SDP調查的數據處理

SDP技術除了在上述干旱地區應用有效外，在溫帶氣候條件下應用也獲得了成功。尤其是在加拿大北極地區，SDP技術被成功地用于金剛石的勘探。

據BHP Billiton公司公開資料，使用SDP技術，結合選擇性提取技術，將不含礦的金伯利巖與含金剛石的金伯利巖區分開的成功率達到80%。

三、資料來源

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唐金榮，楊忠芳，汪明啟等.2004.地氣測量方法研究及應用.物探與化探，03：193～198

汪明啟.2005.從勘查地球化學到應用地球化學——第21屆國際勘查地球化學會議綜述.物探與化探，02：96～100

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