分析化學(xué)在巖石礦物找礦中的應(yīng)用

摘 要：近年來(lái)，隨著人口的增多經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地球有限的自然資源和空間都面臨著瀕臨缺乏的危險(xiǎn)。在這樣的情勢(shì)下礦產(chǎn)勘察地球化學(xué)應(yīng)運(yùn)而生，化學(xué)與地質(zhì)學(xué)本來(lái)就是密不可分的學(xué)科，他們研究的領(lǐng)域互相交叉，互相滲透。毫無(wú)疑問(wèn)，20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)各種深穿透地球化學(xué)方法的涌現(xiàn)是尋找隱伏礦新方法進(jìn)行的多方面成功的探索。這些方法在大量的實(shí)踐中提出的理論與方法技術(shù)問(wèn)題將為勘查地球化學(xué)提供新的研究領(lǐng)域。本文主要了解分析化學(xué)技術(shù)的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)并致力積極探索分析化學(xué)勘查新技術(shù)、新方法在覆蓋區(qū)隱伏礦找礦中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：分析化學(xué) 找礦直接標(biāo)志 礦物標(biāo)志

一、分析化學(xué)的概念及其基本原理

1.分析化學(xué)的概念

分析化學(xué)又稱為“地球化學(xué)找礦”，簡(jiǎn)稱化探。顧名思義，就是運(yùn)用化學(xué)分析方法進(jìn)行找礦。

2.分析化學(xué)的理論基礎(chǔ)

成礦物質(zhì)在成巖、成礦過(guò)程中，在圍巖中留下元素遷移的痕跡，或在成礦以后由于礦床的風(fēng)化淋濾作用，使其中的成礦元素、成礦指示元素在礦體周?chē)膸r石、土壤、水、水系沉積物、植物等有機(jī)物中再分配，或礦床中的揮發(fā)性和放射性氣體通過(guò)斷裂帶上升并被土壤所吸附，并形成各種類(lèi)型的元素或化合物的分散富集模式，根據(jù)這些元素或化合物的分散模式進(jìn)行化學(xué)分析來(lái)追蹤和發(fā)現(xiàn)新的礦床。

二、找礦直接標(biāo)志及分析化學(xué)方法的研究

礦物學(xué)標(biāo)志是指能夠?yàn)轭A(yù)測(cè)找礦工作提供有效信息的礦物物理或化學(xué)特征，它包括了特殊種類(lèi)的礦物和礦物標(biāo)型兩方面的內(nèi)容。

1.這里我們先來(lái)看看幾種較成熟的常規(guī)分析化學(xué)方法

1.1水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量（Stream sediment geochemical survey） 對(duì)于從事地球化學(xué)勘察的工作人員來(lái)說(shuō)，水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量無(wú)疑是他們的首選方法。該方法實(shí)質(zhì)是將一個(gè)水系沉積 物或土壤大樣（樣重2～5kg）全部浸泡在冷稀氰化鈉（NaSN）溶液中，幾天后再去送樣分析，并采取凍結(jié)技術(shù)來(lái)克服水系沉積物取樣丟失細(xì)粒級(jí)顆粒的問(wèn)題。凍結(jié)采樣對(duì)于采集水底河床沉積物被認(rèn)為是一項(xiàng)更準(zhǔn)確的方法技術(shù)。

1.2 土壤地球化學(xué)測(cè)量（Geochemical soil survey）這種方法是比較系統(tǒng)地測(cè)量土壤中的微跡元素含量或其他地球化學(xué)特征，發(fā)現(xiàn)與礦化有關(guān)的各類(lèi)次生異常以尋找礦床的方法。其中殘積層土壤測(cè)量在化探方法中已成熟運(yùn)用并且效果顯著。運(yùn)積層土壤測(cè)量的有效性具有不定性得要視測(cè)區(qū)條件而定。有機(jī)土地區(qū)土壤測(cè)量借助于偏提取技術(shù)而重獲新生。而冰積物和塌積物等地區(qū)的土壤測(cè)量工作方式尚不明確，有待于更多的采樣試驗(yàn)資料所確定。

1.3巖石地球化學(xué)測(cè)量（Geochemical rock survey）這種方法已經(jīng)在地質(zhì)找礦實(shí)踐中被廣泛推廣與應(yīng)用幾十年。在上世紀(jì)60-70年代，前蘇聯(lián)為尋找隱伏礦，成功提出了一整套元素分帶序列計(jì)算、異常評(píng)價(jià)、估計(jì) 侵蝕橫截面深度和分辨致使正常原生暈分帶性遭受破壞的多元素建造（疊加）暈的科學(xué)方法。近年來(lái)，針對(duì)常規(guī)巖石地球化學(xué)測(cè)量中的“點(diǎn)線式”采樣布局，楊少平提出了“面型”采樣布局，這種布局適用于基巖裸露的中低山區(qū)而且快速、低成本和效果顯著。

2.有待完善的傳統(tǒng)化探方法

在地球化學(xué)找礦方法中，其實(shí)存在許多理論上可以但是有沒(méi)有取得實(shí)踐上的成功的有待完善的化探方法，這要求新一代更多優(yōu)秀的化探專(zhuān)家在這一領(lǐng)域上取得精益不得創(chuàng)新和突破。

2.1氣體地球化學(xué)法

該方法主要研究和測(cè)定以氣體形式存在和擴(kuò)散Hg，CO2，O2，SO2，CH4，H2S，COS和重?zé)N等指標(biāo)，并稱之為某某地球化學(xué)測(cè)量 。

2.2生物地球化學(xué)法

生物地球化學(xué)法產(chǎn)生于70年代以前。由于具有反映深部礦化信息、可應(yīng)用于特殊景觀地區(qū)（森林、荒漠、黃土、草原等厚層覆蓋區(qū)）的區(qū)域戰(zhàn)略偵察和局部異常查證等作用，所以一直促使著勘查地球化學(xué)家對(duì)其研究與改進(jìn)。然而，遺憾的是由于植物種屬器官的采樣試驗(yàn)龐雜、指示植物的有效性以及采樣、分析和異常解釋方面的困難，生物地球化學(xué)法至今尚未作為常規(guī)方法予以應(yīng)用。當(dāng)然，在森林覆蓋區(qū)和其它運(yùn)積物覆蓋區(qū)等特殊景觀條件下，該方法亦可作為一種輔助方法。

2.3水化學(xué)法

水化學(xué)法是系統(tǒng)地采集并分析地表水或地下水（如河水、泉水和井水等）中微跡元素及其他地球化學(xué)特征，發(fā)現(xiàn)與礦化有關(guān)的水地球化學(xué)異常以尋找礦床的方法。正常情況下，U和Mo等活動(dòng)性強(qiáng)的指標(biāo)元素尋找其相關(guān)礦床尤為有效。

三、新方法，新技術(shù)主在分析化學(xué)中的運(yùn)用

1.地氣方法 所謂“地氣”測(cè)量，是在地表采集一種可被氣體攜帶、粒徑相當(dāng)于膠體粒子尺寸（即 1～1000 納米）的固體顆粒-這種顆粒懸浮于壤中氣中的樣品，分析其中各種金屬及其含量有可能發(fā)現(xiàn)指示深部可能存在的礦化體或斷裂或氣田構(gòu)造等。

2.活動(dòng)態(tài)偏提取方法。 該方法是指使用某些相對(duì)專(zhuān)屬性弱的提取劑，提取特定相態(tài)中金屬元素，以達(dá)到強(qiáng)化異常的目的。

3.地電地球化學(xué)方法。地電地球化學(xué)方法主要是指部分提取金屬法作為地電地球化學(xué)方法。電提取方法技術(shù)中元素提取器具有關(guān)鍵性作用。由于對(duì)成暈機(jī)理性研究較薄和分析靈敏度上的局限性，提取技術(shù)還有待進(jìn)一步改進(jìn)。與其它化探方法相比，設(shè)備相對(duì)笨重，采樣費(fèi)時(shí)費(fèi)力。該方法一般用于詳查階段對(duì)礦體進(jìn)行定位。

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作者簡(jiǎn)介：劉衛(wèi)東，1967.10.16，性別：男，民族：漢，大學(xué)職稱：中級(jí)，研究方向：巖石礦物分析化學(xué)。