隐伏断裂上方地气异常特征及其机理研究

地气测量技术是捕集并测定地下上升气流中痕量金属和非金属元素来揭示较深部地层的信息。文章论述了不同类型隐伏断裂上方地气异常的特征，主要可概括为：（１）地气异常元素组合具有相似性，主要元素为Ｗ、Ｓｂ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｃｏ、Ｋ和Ｎａ等微量元素和造岩元素。对隐伏含矿破碎带，除出现上述元素地气异常外，还叠加有与矿化密度相关的成矿元素及其伴生元素的地气异常。（２）在地气异常形态上，主要呈现异常“群”的分布特点，异     

用于寻找隐伏矿床的后生地球化学异常

寻找隐伏矿床是今后找矿的主要任务,后生地球化学测量将在其中发挥重要作用。本文介绍了后生异常的成因类型、测量方法及其应用效果。     

矿产勘查的纳米地球化学理论与方法

纳米地球化学为人类从微观探索和认识地壳发生的地质地球化学过程提供新的理论与方法,开展该领域研究将对资源、环境等领域的研究和应用产生重大影响.纳米地球化学在矿产勘查领域已取得了重要进展.通过总结、归纳前人研究并结合团队最新成果,从自然界纳米金属微粒形成过程、迁移方式、在表生介质中的赋存状态及纳米金属微粒的捕获等几个方面开展了梳理总结,并进一步阐述了纳米金属微粒对隐伏矿勘查的理论与实际应用意义.纳米微粒的迁移机制可总结为:成矿过程中成矿元素可形成纳米金属颗粒,在矿石风化过程中部分纳米金属微粒发生解离而具备活动性,活动性纳米金属颗粒因其巨大的表面能,可吸附于气体分子表面,并通过地气流的垂向运动,穿透矿体上方覆盖层而到达地表;另外,纳米物质所具备的易分散性质可以使纳米金属微粒自身发生垂向迁移而到达地表.到达地表后部分纳米金属微粒仍然滞留在壤中气,部分被土壤中粘土矿物或氧化物膜吸附,此外也可被地表生物所捕获.该迁移机制已通过表生气固介质中大量纳米金属微粒原位观测结果获得证实.在矿产勘查中,通过分离土壤中的纳米金属微粒可实现指示土壤覆盖层和深部矿体的目的,目前已取得一些成功案例.      

隐伏矿床地球化学异常评价的思路与方法

隐伏矿尤其是大型隐伏矿床地球化学异常评价的思路应该包括两个层次；区域有利成矿环境的分析对比和局部有利于矿床定位的具体空间位置的确定。     

贵州关岭丙坝铜矿床地气微粒特征

为了查明地气微粒特征与隐伏矿体的关系,对贵州关岭丙坝铜矿床进行地气微粒采样,并用透射电子显微镜进行分析。研究结果表明:地气微粒存在形式有微粒聚合体和单个微粒,以微粒聚合体为主。单个微粒形态各异,有球状、板状、立方状、椭球状、条状、不规则状等,粒度一般在几纳米到300nm之间;微粒聚合体多呈链状、浑圆状、不规则状。微粒的元素组成与地下隐伏矿体具有较好的相关性,且发现较多微粒中含有高浓度的Fe、Mn、Pb、Zn等元素,这无疑对该矿区今后的地质找矿具有指导意义。此外,通过对比不同矿床的地气微粒特征,发现矿床类型不同,微粒的种类、成分、形态等特征有差异,但相同类型的矿床却具有较大相似性。矿床地气微粒特征与地下隐伏矿床具有较好相关性,在相似地质环境下形成的矿床微粒元素组成、大小大体上具有相似性,但其间的微粒组合、形态等仍会存在一定的差异性。因此,可以通过对隐伏金属矿床地气微粒特征的研究,建立不同矿床类型地气微粒特征模型。     

纳米地球化学:穿透覆盖层的地球化学勘查

盖层下方隐伏矿成矿及伴生元素如何穿透覆盖层到达地表,是深穿透地球化学迁移机理研究的热点。笔者以隐伏铜镍矿和金矿为例,同时采集地气、土壤、矿石样品,使用透射电子显微镜(TEM),对样品中微粒物质的粒径、形貌、成分、结构进行了观测,发现微粒具有下列特点:(1)广泛观测到的微粒成分是铜及铜合金,金只在金矿上方土壤孔隙气体中能被观测到;(2)单个金属微粒粒径主体为几十nm,也有个别小到几个nm,大到上百个nm,微粒大多呈团聚体;(3)微粒晶形完整,内部原子呈有序晶体排列;(4)迁移柱实验表明纳米微粒具有快速迁移能力。在地气、土壤和矿石中同时观测到纳米级金属微粒,粒径大小、微粒形态、元素组合都非常相同或相近,表明两者具有来源一致性并具有序晶体结构,表明形成于内生作用。这是首次同时观测到矿石、土壤、气体介质中具有继承性关系的纳米金属微粒。矿石中纳米级金属微粒通过与微气泡表面相结合,以地气流为载体,或纳米微粒本身具有类气体性质,可以克服重力影响,穿透厚覆盖层迁移至地表,到达地表后一部分纳米颗粒仍然滞留在气体里,另一部分被土壤地球化学障(粘土、胶体、氧化物等)所捕获。这为深穿透地球化学从描述性或推测性模型走向实证性科学迈出了重要一步,为利用土壤作为采样介质、精确分离含矿信息用于寻找外来盖层下的隐伏矿提供了纳米地球化学技术。     

纳米探矿——用地气携带的纳米物质勘查隐伏矿

矿体周围广泛赋存着纳米物质,其可在地球排气的作用下从深部向地表迁移。在地表或地表附近可俘获这些纳米物质,这些纳米物质与矿体发出的直接信息密切相关。通过对其成分或聚集态等进行分析,可勘查隐伏矿。本文介绍了纳米探矿的应用现状和一些实例,探讨了该技术所存在的问题,并对今后的研究工作进行了展望。     

隐伏矿床勘查地球化学新进展

近年来,隐伏矿床的勘查日益受到重视,随着成矿理论和分析技术的发展,形成了众多新的地球化学勘查方法,在隐伏矿床勘查中发挥着越来越重要的作用。当前,以金属活动态测量法、地球气纳微金属测量法、电地球化学方法、活动金属离子法等一系列偏提取技术为代表的深穿透地球化学方法,能够获取深部矿体的直接信息,是隐伏矿床勘查技术上的一项重大...     

寻找和识别隐伏大型特大型矿床的勘查地球化学理论方法与应用

为了在广大覆盖区寻找隐伏大型特大型矿床的需要,我们探索研制了能在短期内以较少的费用迅速覆盖广大覆盖区的能觉察地下深部发出的极微弱直接找矿信息的战略性勘查地球化学新方法—金属活动态测量和地球气微量金属测量。这两种方法在各种景观覆盖区被广泛地加以试验与应用。其结果表明:(1)隐伏大型特大型矿床四周巨大的地球化学模式可以被各种营力搬运至地表,地气对超微量金属的搬运是厚覆盖区隐伏矿床在地表形成叠加含量地球化学异常的主要原因。(2)在覆盖厚度从几米至三、四百米都可以发现清晰的异常显示,因此为厚覆盖区找矿提供了强有利的工具;(3)地气与元素活动态不仅存在局部异常,而且在大型特大型矿床四周存在区域异常和地球化学省,用很稀的采样网就可以捕捉到这种大规模异常,因此这两种方法可以应用于大面积覆盖区的战略评价中;(4)地气和元素活动态所反应的指标和适用性在不同的景观、不同的矿床类型上是不同的,应根据不同的条件选择应用最佳的方法指标。地气与元素活动态配合使用所获得的深部矿化信息更稳定更可靠。(5)利用元素活动态可以近似定量估计或预测可被成矿利用的金属供应量,据此推测某一地区潜在的资源储量。     

隐伏金属矿床上升气流微粒特征、形成及迁移

结合地球化学和纳米科学技术的理论和研究方法,研究隐伏金属矿床有关微粒的形成、迁移和特征。对十多个金属矿床的研究表明,隐伏金属矿体地表沉积物中上升气流微粒样品有单个微粒和微粒聚合体,单个微粒形态有球状、近球状、不规则状、规则多边形、长柱状,微粒有晶质、非晶质和部分晶质。聚合体形态一般是不规则状、球状和近球状。它们的矿物成分主要有自然Au、自然Cu、氯化物、氧化物、硫酸盐、氢氧化物等。成矿元素Au、Cu可以自然金属或自然合金形式存在,Cu、Pb、Zn等成矿元素可以氧化物或硫酸盐等形式存在,也可以存在于氧化物、氢氧化物、氯化物、硫酸盐等微粒中作为杂质元素,这些是隐伏金属矿体的指示微粒。成矿期后,与隐伏金属矿体有关微粒主要形成于断层作用、氧化作用和生物作用。在上升气流中,微粒呈“布朗运动”。     

纳米金属微粒发现——深穿透地球化学的微观证据

在400m深度隐伏铜镍矿上方气体和固体介质中同时发现纳米级铜等金属微粒。透射电镜下显像直观、质感,图像清晰。单个金属微粒呈球形或椭球形,多个微粒大多构成团聚体。单个金属微粒粒径主体在几十纳米,最小到10nm,大到上百个nm。微粒具有有序晶体结构。原位测量微粒成分为:①单一成分纳米自然铜微粒;②金属复合成分纳米微粒Cu-Fe,Cu-Ag,Cu-Cr,Cu-Ni,Cu-Fe-Mn;③含有Si、Al、Ca、O、P复杂成分的纳米Cu微粒。在地气和土壤中微粒大小、形貌特点和成分基本相似,同时微粒具有有序晶体结构。以上事实说明二者之间具有成因联系,即都来自于矿体。在实验室建立的模拟迁移柱,证实纳米金属微粒具有极强的穿透能力和快速迁移能力。这不仅为深穿透地球化学提供了直接的微观证据,而且为利用土壤作为采样介质的微粒分离深穿透地球化学技术寻找隐伏矿具有重要的应用价值。     

干旱荒漠区隐伏金矿覆盖层中金的分布与迁移：以新疆金窝子金矿田210金矿带为例

以新疆金窝子金矿田210金矿带为例,实验研究了该区地气和土壤活动态测量等深穿透地球化学方法的效果。实验表明地气测量和土壤活动态测量可以有效地反映覆盖层下隐伏矿体。揭露矿体覆盖层的钻孔研究表明,金活动态形式具有“C”型分布特征。采集矿体上方地表异常位置土壤孔隙中地气、土壤样品,使用透射电子显微镜(TEM)实测样品中微粒物质的粒径、形貌和成分,在地气和土壤中观测到了Au-Cu、Au-Bi成矿元素纳米微粒,此微粒是形成地表深穿透地球化学异常的物质,来源于覆盖层下隐伏矿体。微粒到达地表,可以形成地气和土壤活动态异常。纳米微粒具有可从土壤颗粒表面分离的性质,在其向上迁移过程中,可以从吸附固定状态解吸,此性质可以用于解释活动态异常在钻孔垂直剖面上的“C”型分布。     

南方红壤区隐伏矿床地气试验研究——以广西德保铜锡矿区为例

为了了解地气测量方法在南方红壤区的应用效果和影响因素,对广西德保铜矿床进行了地气试验研究;结果表明,在南方红壤区,潮湿季节,地气测量没有效果,干旱季节,虽然地气测量具有一定效果,但地气中金属元素绝对含量较低,可能受到了深部碳酸盐地层和土壤的黏土性质的影响,需要进一步改进地气测量方法,使其能有效应用于南方红壤区隐伏矿勘查工作中。     

隐伏矿地气地球化学勘查方法的影响因素及其作用方式

在介绍隐伏金属矿床地气勘查方法的基础上,探讨了上覆岩石、地层、土壤、地下水和近地表大气等地质体及采样方法对揭示隐伏金属矿床的地球化学异常特征的影响,认为地气异常是多成因的,主要来自隐伏矿床所行成的纳米级物质,同时受到隐伏矿床上覆岩石、地层、土壤、地下水和近地表大气等地质要素影响.其作用方式是幔源气对隐伏矿床上覆岩体与地层造岩及微量元素的迁移,土壤固相组分对气体中矿致异常纳米物质吸附与固定及土壤反应脱有机气体,土壤对大气或污染大气对土壤的物质扩散,而地气采集装置和方法对元素含量改变也有影响.     

地气测量在二郎山隧道隧址区隐伏断裂探测中的应用

采用地气测量方法,探测二郎山隧道隧址区内的隐伏断裂。通过处理和对比分析该地区内5条典型剖面的测量数据,有效判定断裂是否存在及其在地表的出露位置、规模等部分几何特征,并分析了隐伏断层地气元素的异常特征。结果显示：二郎山隧道隧址区推测断层的测线上存在地气异常,且其显示出良好的异常与构造的对应性;与成岩关系较密切的La、Ce、Nd、Sm、Y、Cd、Cu、Zn、Sr、Pb等元素灵敏度高、峰值明显,均能较好地反应隐伏断裂的存在;地气异常的高低与断层切割深浅和断层活动性存在一定的联系。     

隐伏区土壤化探样品中元素活动态异常值的统计识别

建立了隐伏区土壤地球化学测量中元素活动态值异常下限（T）的统计计算方法,定义了点对比值（Ci=xi/T）,制定了Ci〉1为异常值的统计识别模式。应用新建立的方法,在森林及土壤覆盖景观的金厂矿区进行了实验和应用。由已知区的实验结果表明,土壤中活动态金异常值分布与已知金矿带完全对应,并且在远景区所圈定的金异常区与地质认识相符,部份异常已经钻探工程验证。     

Study of Carbon‐Bearing Particles in Ascending Geogas Flows in the Dongshengmiao Polymetallic Pyrite Deposit,Inner Mongolia,China

Samples of ascending geogas flow particles were collected on to SiN grids directly in the Quaternary sediments overlying the Dongshengmiao polymetallic pyrite deposit, China. Corresponding soil samples were collected in the surface of Dongshengmiao district at the same time. After pretreatment, these SiN grid samples were analyzed by transmission electron microscopy. The tests focused on the characteristics of particles including size, shape, chemical composition, structure and association. The results show that there are numerous carbon‐bearing particles in particulate samples of the ascending geogas flow. The particles contain organic matter, carbonate or carbonate mixed with other minerals. These carbon‐bearing particles generally contain metallic elements like Fe/Zn/Au/Cu/Pb. However, all of the soil particles do not contain elemental C and only consist of common elements (O, Na, Mg, Al, Si, Ca, Ti) just like the composition of earth crust. Through a comparison between the particles from different sources, the carbon‐bearing particles were found to come only from the deep earth and carried useful information about concealed deposits as they pass through the deep‐seated orebodies. Given the influences of organic matter on mineralization, the carbon‐bearing particle may provide information on the deposit genesis. Combining the use of geogas particle for prospecting with characteristics of large depth, and the carbon‐bearing materials' close spatial and genetic relationship with orebodies, we propose a new prospecting method based on the characteristics of carbon‐bearing particles, including morphology, size, chemical component and ultra‐microstructure. This approach could be applied to the exploration of deposits deep in the earth and abundant in carbon‐bearing matter. This approach can provide efficient and effective deposit exploration.