水地球化學(xué)測量技術(shù)的引進(jìn)摸索階段

  在我國水地球化學(xué)測量工作的初期，從基礎理論到方法技術(shù)，主要是引進(jìn)和模仿蘇聯(lián)。根據我國地質(zhì)一景觀(guān)條件的差異，在小規模方法技術(shù)試驗工作的基礎上，確定用于油氣和金屬礦勘查的有效性，摸索適合我國國情的方法和技術(shù)，用于不同比例尺的地質(zhì)找礦和油氣勘查生產(chǎn)工作。
 
  引進(jìn)摸索階段大約經(jīng)歷了10年左右（1955—1965年），翻譯出版了一批蘇聯(lián)學(xué)者的水地球化學(xué)測量專(zhuān)著(zhù)，供我國試驗研究和生產(chǎn)工作參考使用；1960年，出版了我國的工作指南《分散流和水化學(xué)找礦法》（朱義武、李善芳共同編寫(xiě)）。在以下幾方面開(kāi)展了實(shí)際工作。
 
  1．金屬礦勘查。
 
  地質(zhì)部和其他金屬礦勘查部門(mén)，通過(guò)不同景觀(guān)區（秦嶺南坡、南嶺、江西和云南等地）的試驗研究工作，制定了相應的水地球化學(xué)采樣原則和采樣方法，確定了1：5萬(wàn)至1：1萬(wàn)測量的采樣密度：1.5點(diǎn)/km2至5點(diǎn)/km2?；咎子昧薃．A．布羅茨基的原則。
 
  每個(gè)樣品的采樣量一般為2 500 mL，其中500 mL用于水質(zhì)簡(jiǎn)分析，測定硫酸根、Cl、HC03、TDS等指標；2 000 ml蒸干或共沉淀后，送實(shí)驗室用光譜法或化學(xué)比色法測試10多種微量元素。嗣后，許多省區地勘部門(mén)都進(jìn)行了水地球化學(xué)測量找礦的試生產(chǎn)工作。
 
  秦嶺南坡含鎳基性一超基性巖帶和鎳礦區的試驗成果顯示：在有成礦前景的巖帶和鎳礦區，都有明顯的水化學(xué)鎳異常，構成了直接找鎳礦的標志；水中Cu、pH值、硫酸根、硫酸根 /CI-構成間接找鎳礦的標志；查明了水中各元素異常的遷移距離，Cu為1～1.5（最長(cháng)3）km，Ni為0～1 km，Pb為0．nkm;同時(shí)發(fā)現，在數日微雨中采樣，可以獲得水中最高的元素含量，認為應在雨天采樣。這與西方勘查地球化學(xué)家(如J．S．Webb和A．P．Millman)的結論大相徑庭。采集的水樣在野外駐地進(jìn)行水質(zhì)簡(jiǎn)分析，大樣(2 000 mL)用蒸干法濃集后，送實(shí)驗室用光譜法測定微量元素的含量(丁淇等，1958)。
 
  南嶺的試驗成果認為：在氣候潮濕、水系發(fā)育的山區，水地球化學(xué)測量是一種有效的礦產(chǎn)勘杏方法；不同比例尺的水化學(xué)異?？梢匀Χㄓ邢Ｍ牡V區或礦化地段，并可依據異常元素組合特征和強度判斷礦化類(lèi)型和規模?？偨Y出的南嶺地區勘查多金屬硫化物礦床的水化學(xué)找礦標志為：重金屬總量、Zn、Pb、Cu（直接標志）和硫酸根、硫酸根/CI-比值（間接標志）。在水樣的預處理和分析方法上有所改良，使用碳酸鈣共沉淀法，同時(shí)并制訂了硫化物共沉淀法代替蒸干法濃縮水樣，制定出直接測定水中重金屬總量、Cu、Zn、Mo、Ni、As的野外快速分析方法，以及用化學(xué)方法或光譜分析方法分別測定水的濃縮樣品中Cu、Pb、Zn、Ag、Hg、Co、W、Mo、V、Ni、Cr、Mn的含量(李善芳等，1959)。
 
  江西省地質(zhì)局銅礦普查勘探大隊，在銅廠(chǎng)銅礦床的外圍開(kāi)展I:l萬(wàn)水化學(xué)普查。于銅廠(chǎng)礦區北西側發(fā)現一水化學(xué)異常(Cu2+、硫酸根、pH值有異常)，經(jīng)追索并結合斑巖體和蝕變帶的研究，發(fā)現了朱砂紅銅礦床。后經(jīng)進(jìn)一步地質(zhì)勘查工作，查明朱砂紅是一個(gè)以銅為主，伴有Au、Ag、S、Mo的大型斑巖銅礦床。根據本次尋找隱伏斑巖銅礦床的實(shí)踐，總結出利用水地球化學(xué)測量普查細脈浸染型銅礦的初步經(jīng)驗：利用水地球化學(xué)測量發(fā)現異常信息，于異常水點(diǎn)控制的匯水域中追索礦化信息，確定找礦靶標，實(shí)施鉆探，發(fā)現礦床。
 
  云南的試驗結果與江西類(lèi)似：主成礦元素Pb2+異常為主要找礦指標，其含量高于背景區兩個(gè)數量級；pH值、硫酸根、硫酸根/CI-比值異常構成間接找礦標志。1:5萬(wàn)水地球化學(xué)測量找尋鉛礦床的地質(zhì)效果良好，不僅圈定出與已知礦區形態(tài)一致的異常，還在礦區外圍發(fā)現了兩處找礦遠景區(309隊地質(zhì)科，1960)。
 
  這一時(shí)期，遼寧省地質(zhì)局物探大隊錢(qián)圭白、任天祥等（1964～1965年），在遼寧的磚廟溝一帶進(jìn)行了水地球化學(xué)測量尋找硼礦的試驗研究。從電氣石中的硼為硅酸硼，不溶于水，而硼鎂石礦中的硼溶于水的思路出發(fā)，提出用水地球化學(xué)測量可有效區分礦與非礦異常，試驗取得了明顯效果。
 
  1963年，北京市地質(zhì)局102隊對1958～1962年間該局與北京地質(zhì)學(xué)院合作開(kāi)展的第一代區域化探（其中含30個(gè)1:5萬(wàn)圖幅的水化學(xué)測量）資料進(jìn)行了綜合研究，編制：
 
  1：10萬(wàn)成果說(shuō)明書(shū)及異常解釋報告。這是金屬礦勘查領(lǐng)域第一份水地球化學(xué)測量掃面：
 
  作成果。
 
  以1960年8月二機部三局在湖南衡陽(yáng)召開(kāi)綜合找礦現場(chǎng)會(huì )為標志，水地球化學(xué)測量工作在鈾礦勘查領(lǐng)域啟動(dòng)。會(huì )后，在石馬山、小丘源、白虎巖等地的礦床（點(diǎn)）進(jìn)行了試驗，將水地球化學(xué)測量效果與已有地質(zhì)資料進(jìn)行對比分析，肯定了水地球化學(xué)方法是勘查鈾礦行之有效的手段之一。但在嗣后的鈾礦勘查工作一直沒(méi)有受到重視，極少開(kāi)展工作，也沒(méi)有文章發(fā)表。
 
  2．油氣勘查。
 
  1955年，蘇聯(lián)B-A．蘇林著(zhù)《天然水系中的油田水》的中譯本出版，介紹了水地球化學(xué)測量勘查油田的指標與應用。此書(shū)對我國使用水地球化學(xué)法勘查油氣田起了重要的指導作用。
 
  地質(zhì)部石油局通過(guò)在不同景觀(guān)區（六盤(pán)山，甘肅老君廟，華北臨清，青海柴達木，四川龍女寺、納溪，新疆克拉瑪依，江蘇崇明，四川南充）的3年試驗研究工作，肯定了水化學(xué)測量對普查含油氣構造有顯著(zhù)效果。同期，地質(zhì)部物探研究所編寫(xiě)了《石油化探現用幾種方法暫行操作規范》，其中包括有水地球化學(xué)測量方法。
 
  根據幾年的油氣化探試驗成果，1958年，華東石油局綜合研究大隊在安徽“肥北坳陷”實(shí)施了1: 50萬(wàn)水地球化學(xué)調查，面積13 500 km2。這是國內首項水地球化學(xué)測量掃面工程，從而拉開(kāi)了我國使用水地球化學(xué)方法勘查油氣資源的序幕。．嗣后，先后在華北、松遼、鄂爾多斯盆地進(jìn)行了水地球化學(xué)測量方法找油氣的區域性試驗。如1961年，地質(zhì)部第三石油普查大隊（“三普”）在陜北永坪、綏德、靖邊、馬家灘、李莊子等地的試驗工作。
 
  1964年，張金來(lái)在《地質(zhì)論評》上發(fā)表“水化學(xué)中的ra /r硫酸根比值在石油普查勘探中的應用”。這是公開(kāi)報道我國油氣化探中水地球化學(xué)測量實(shí)踐經(jīng)驗的第一篇論文。
 
  1965年，地質(zhì)部石油101隊開(kāi)始了長(cháng)達8年的油氣化探試驗研究（1965～1972年），其中包括水地球化學(xué)測量方法。試驗內容包括方法的穩定性、重現性，不同季節取樣及樣品放置時(shí)間等。結果認為水地球化學(xué)指標找油氣藏比較靈敏。
 
  3．水樣預處理和分析測試技術(shù)。
 
  水樣預處理主要指水樣濃縮技術(shù)。這一時(shí)期使用從蘇聯(lián)引進(jìn)的兩類(lèi)方法：
 
  蒸干法是傳統的水樣濃縮技術(shù)，它通常需要較大量的樣品(多使用2 000 mL)和較長(cháng)的處理時(shí)間，給野外工作造成比較大的困難。這種方法只在初期使用過(guò)，后來(lái)基本廢止。
 
  共沉淀法是為了提高水樣采集和運輸效率、降低勞動(dòng)強度而發(fā)展起來(lái)的水樣濃集技術(shù)，主要是地質(zhì)部物探所制定的碳酸鈣和硫化鎘兩種共沉捉方法，在水地球化學(xué)測量中被廣泛運用。
 
  水樣的分析方法主要有兩類(lèi)：
 
  現場(chǎng)分析法  主要利用水質(zhì)分析箱在采樣現場(chǎng)測試水中的硫酸根、CI-、CO、pH值等；在金屬礦勘查中，還采用由地質(zhì)部物探所制定的有機溶劑或斑點(diǎn)比色法，測試水樣中的重金屬總量、Zn、Cu、Mo、Ni、As(地質(zhì)部物探研究所化探室，1959)。
 
  室內分析法  主要有三種：①用于測試碳酸鈣共沉淀物的比色法，一般測試Cu、Pb、Zn、Ag、Co、Ni、Cr、V、W、Mo、Mn；②用于測試硫化鎘共沉淀物的光譜法，一般測試Cu、Pb、Zn、Ag、Co、Ni、V、W、Mo，測試結果可以滿(mǎn)足工作的需要；③用于油氣勘查的水中氣態(tài)烴、揮發(fā)性酚、硬度的測試方法。