氣體地球化學測量
正文
通過系統採集岩石圈、水圈和大氣圈中氣體樣品，分析氣體的化學成分和其他地球化學特徵，發現氣體異常，以達到礦產勘查等目的的地球化學勘查方法。氣體化探始於1929年，以烴氣測量圈定含油氣地段開始。到了40～50年代，逐漸建立起一套比較系統的方法基礎理論（見油氣化探）。其後，人們在金屬礦床上方亦發現有各種氣體的異常，如O、CO2、SO2、HS、Rn和Hg蒸氣等，並將氣體化探擴大套用到金屬礦產的普查與勘探上。
氣體異常 指以氣體狀態存在的地球化學異常，它可以存在於近地面的空氣中，也可以存在於岸石或土壤的空隙內。氣體分散暈是指氣體自濃度最高的產源向地表、下大氣層及周圍介質分散的一種地球化學異常模式。與其他地球化學分散暈在性質上顯著不同之處是，氣體分散暈是一種動態體系。這是由於在暈中氣體的補給與逸散，吸附與解吸，溶解與脫氣之間通常保持著動態平衡狀態。一旦有某些因素髮生改變，如氣源衰竭或氣壓下降、氣溫上升等，氣體測量的結果常不會重現，在大多數情況下只能保持異常的存在。
氣體源 根據氣體的成因和產出的深度，可將氣體源劃分為3類。①地球內部脫氣的產物,包括在高溫高壓下從地幔物質中分異出來的氣體(如H2O、CH4和SO2等)和放射性元素衰變而產生的Rn、He和H2等。這些氣體有兩個特點:一是深源性,它們通過火山構造、深大斷裂以及上覆岩層和沉積物中的裂隙系統向地表噴發或逸散；二是流量隨時間的變化較小，在分布上與地殼大構造骨架的模式密切有關。②在礦床形成時被帶入礦體或圍岩中被封閉固定下來的同生氣體，以及礦床進入氧化帶後經化學反應而生成的後生氣體。前者包括被保存在晶面之間的氣體分子，以及被封閉在氣液包裹體內的氣體；後者則主要包括當前用於氣體化探的各種氣體，也包括烴類氣體。這些氣體的產源較淺，並且是構成礦床氣體分散暈的主要物質。③生物成因氣體，即生物活動、新陳代謝作用產生的氣體，如CH4，CO2和H2S等。這些氣體的種類與前兩類有時相同，產出於地表或近地表處，因此，它們是氣體化探的主要干擾因素，它們混擾或掩蓋了來自更深部的有用信息。為排除這些干擾，研究了各種有效措施，如加大採樣深度,採用多指標綜合測量方法,採用同位素比值測量等。
測量方法 根據不同的採樣介質，可將氣體地球化學測量劃分為以下4種方法:①大氣測量。主要採集近地表大氣，研究其中有關的氣體組分的濃度及其空間分布特徵，由此追索氣源。②壤中氣測量。系統採集保留在土壤礦物顆粒之間孔隙中的自由氣體，或被礦物顆粒表面吸留的呈疏鬆結合狀態的氣體，研究其有關氣體組分。③岩石氣測量。研究保存在岩石結晶面之間或內部各種孔隙（如氣液包裹體）中的氣體分散暈，藉以追索盲礦體。④水中（溶解）氣測量。研究溶解於水中的有關氣體分散暈，藉以評價或圈定含礦遠景區、段。
為適應氣體異常的特點，多年來不斷地改進了測量技術，發展了一些較好的氣體測量方法。①深部氣體測量法。主要是加大採樣深度到6～20米或更深,使採樣層位穿過生物活動最強烈的表層。由於深部受地表氣象因素的影響可以忽略不計，測量的結果穩定而可靠，但其成本高、效率低。②土壤吸附氣測量法。系統採集土壤樣品，利用真空，加熱或稀酸使被吸附（留）在土壤顆粒表面的氣體解脫出來。這種測量的結果較壤中氣測量更穩定，是使用較普遍的方法之一。③累積式氣體測量法。將選擇性的或通用的氣體吸附劑埋入地下一段時間後，再取出分析。由於吸附劑的吸附效率較粘土礦物高，且不受不同採樣點上土壤組成變化的影響，因此可以取得更好的效果。由於埋放時間不能太長，回收時還需增加勞動量，一般比較適用於較大比例尺的詳查。④多指標氣體測量法。採用多指標分析儀器(如氣相色譜儀,質譜儀等)或聯測技術（如將測氡儀與測汞儀聯用等）,往往可同時得到數種至數十種指標的數據。它通常與累積式測量結合使用,並採用多元統計方法進行數據處理,有效地排除各種干擾，取得有用信息。⑤地氣測量。其原理是來自深源的各種氣體，呈顯微氣泡在水中向上遷移，經過礦化帶時，可攜帶少量與礦有關的元素組分直至地表。可捕集氣體，用極靈敏的分析方法測出Cu、Pb、Zn、As甚至Au等的異常。這種新的氣體地球化學測量方法很有發展前景。
由於氣體分子的遷移能力極強，能夠穿越厚層的地下水和覆蓋物而到達地表。因此，對尋找被巨厚層運積物覆蓋的埋藏礦、斷裂構造和位於地下深部的盲礦來說，氣體化探具有十分良好的前景和實用意義。
