金屬活動態(tài)測量研究現(xiàn)狀淺析

楊剛剛

[摘要]多年以來傳統(tǒng)的地球化學(xué)方法在出露區(qū)及亞出露區(qū)取得了較好的找礦效果，但對被厚層運積物覆蓋的隱伏、深部礦體卻無能為力。而我國90年代提出的金屬活動態(tài)測量方法，在覆蓋區(qū)尋找隱伏礦床逐漸發(fā)揮著重要的作用。本文從金屬活動態(tài)測量法的原理、野外研究實例兩個方面簡要介紹其研究現(xiàn)狀，并總結(jié)該方法在實際推廣應(yīng)用中存在問題及建議。

[關(guān)鍵詞]金屬活動態(tài)測量 研究現(xiàn)狀 存在問題

[中圖分類號] F407.4 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-8-166-1

1前言

隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，對礦產(chǎn)資源的需求量日益增長，以及礦產(chǎn)勘查程度的不斷提高，找礦的難度越來越大。當(dāng)前，找礦.的主體對象已經(jīng)由地表礦、淺部礦轉(zhuǎn)變?yōu)殡[伏礦、深部礦。近二十多年來，國際找礦界都在致力于研究獲取直接指示隱伏礦體信息的地球化學(xué)理論與方法，國內(nèi)外先后出現(xiàn)了前蘇聯(lián)的電球化學(xué)方法、瑞典的地氣法、美國和加拿大.研制的酶提取法、澳大利亞研制的活動態(tài)金屬離子法，以及我國研制的金屬活動態(tài)提取法和活動態(tài)地球氣納米金屬測量法。其中王學(xué)求等提出的金屬元素活動態(tài)提取方法（MOMEO），經(jīng)過多年理論完善和實踐證明，逐漸走向成熟，并在礦產(chǎn)開發(fā)中發(fā)揮著重要作用，成功.案例也.在不斷.增多。

2金屬活動態(tài)測量法原理

王學(xué)求等人[1、2]認為在金屬礦床本身及其圍巖中，與礦有關(guān)的超微細金屬或金屬離子、化合物也會相應(yīng)增多。而這些超微細金屬或離子以及化合物，在多種營力的作用下（如地下水、離子擴散、氧化還原電位梯度、地氣流、蒸發(fā)作用、生物作用、毛細管作用等），向地表遷移。遷移到地表后，被上覆土壤或其它疏松物中的粘土礦物、鐵錳氧化物等地球化學(xué)障所捕獲，并在原介質(zhì)元素含量的基礎(chǔ)上形成活動態(tài)疊加含量。使用適當(dāng)?shù)奶崛⑦@些元素疊加含量提取出來，從而達到尋找和評價隱伏礦的目的。

在表生條件下，金屬元素主要有以下存在形式：①水溶性鹽類（包括游離離子及可溶性化合物、絡(luò)合物）；②膠體形式或被膠體吸附；③呈離子或超微細顆粒吸附在粘土礦物表面，或呈可交換的離子態(tài)存在于粘土礦物之中；④有機絡(luò)合物及被有機質(zhì)表面吸附；⑤游離自然金（對金而言）；⑥被鐵錳氧化物吸附或包裹；⑦碳酸鹽包裹；⑧與硫化物結(jié)合；⑨硅酸鹽晶格或缺陷中的金屬[3]。

在這些形式中，①、②、③、④、⑥五種存在形式稱為活動態(tài)，這部分金屬易于遷移，有可能被各種營力作長距離遷移，包括被上升氣體攜帶作長距離的遷移，從而反映深部礦化信息。而且這些形式的金屬可以用較弱的試劑將其提取出來。針對金屬活動態(tài)的提取，王學(xué)求等[2]給出了金屬活動態(tài)兩階段提取方案。第一階段是使用順序提取的方法，將載體由弱到強依次溶解，并使金屬元素釋放出來；第二階段是對提取液的處理過程，將第一階段釋放出來的金屬溶解于溶液中。

3金屬活動態(tài)測量法實驗依據(jù)

王學(xué)求、葉榮[4， 5]在400 m深的隱伏銅鎳礦上方氣體和固體介質(zhì)中都發(fā)現(xiàn)納米級細微銅、鐵、鎳等金屬微粒。而且在地氣和土壤中金屬微粒大小、形態(tài)特點和成分基本相似，同時金屬微粒都具有有序的晶體結(jié)構(gòu)，說明二者之間具有成因聯(lián)系，可能都來自于礦體。并在實驗室建立了模擬遷移柱，實驗證實了納米金屬微粒具有極強的遷移能力和穿透能力，為深穿透地球化學(xué)提供了直接的微觀證據(jù)。

葉榮、張必敏等人進一步在該銅鎳礦床上方覆蓋層土壤顆粒中和其原生礦石中同時采集到納米級金屬顆粒，顆粒在粒徑形貌、大小、連接和簇聚形式、微粒元素組合等性質(zhì)上極為相似，表明兩者為同成因物質(zhì)，是內(nèi)生成礦作用元素存在形式，從而確認土壤顆粒中金屬納米顆粒來自深部礦體。而且實驗證明元素的納米微粒是以穩(wěn)定形式存在的，在其源區(qū)形成后可借助多種營力，快速穿越上部后期形成的覆蓋層，在近地表被土壤地球化學(xué)障所捕獲滯留，是深部礦化的有效傳遞物質(zhì)。

4金屬活動態(tài)測量法存在問題

（1）自金屬活動太測量法提出以來，后人在我國不同景觀、不同礦床上進行了一系列的研究，也得了一些不錯的找礦效果和找礦實例。但在研究中發(fā)現(xiàn)不同元素在相同景觀條件下主要存在相態(tài)不同，例如，程志中[7]等在山東沖積平原覆蓋區(qū)中研究發(fā)現(xiàn)，活動態(tài)金主要賦存于有機態(tài)和鐵錳氧化物態(tài)中，而活動態(tài)鋅則主要賦存在水提取態(tài)中，占活動態(tài)總量高達44.2%，這與元素地球化學(xué)性質(zhì)相關(guān)；相同元素在不同景觀下主要存在相態(tài)也不同，例如文雪琴[8]實驗發(fā)現(xiàn)金元素在黃土覆蓋區(qū)中，水提取態(tài)中含量較低，對礦體指示效果差，但在其他三種相態(tài)中含量較高，指示效果好。而在降雨量充沛的南方紅土覆蓋區(qū)中，金在水提取態(tài)中的含量高，異常效果好，其他相態(tài)則沒有顯示出明顯的異常。這與不同覆蓋區(qū)氣候特征、覆蓋層厚度和礦物組成差異較大有密切聯(lián)系。

（2）由于不能直接觀察到活動態(tài)金屬元素從礦體遷移至地表的整個程，因此，該方法的元素遷移機制仍然是學(xué)者們研究和爭論的焦點；而且金屬活動態(tài)測量探測的深度大，活動態(tài)元素在向上遷移的過程中還可能存在各種背景噪音干擾，如何降低和消除這些背景噪音，提高異常強度，降低非礦致異常出現(xiàn)幾率，也是急需解決的問題；

（3）金屬活動態(tài)測量法測量的是來自深部礦體極其微弱的信息，如果能夠發(fā)明一種新的測試方法或儀器，大大提高元素檢測靈敏度，將推動深穿透地球?qū)W的快速發(fā)展；

（4）目前為止金屬活動態(tài)測量產(chǎn)業(yè)化程度低，全國僅少數(shù)幾家實驗室可以進行相關(guān)的測試分析，測試周期長，無法進行大規(guī)模的推廣應(yīng)用，這些都是我們在金屬活動態(tài)測量法研究中需要進一步探討和解決的問題。

參考文獻

[1]王學(xué)求等， 深穿透地球化學(xué)對比研究兩例. 物探化探計算技術(shù)， 2005（3）.

[2]王學(xué)求， 深穿透地球化學(xué)遷移模型. 地質(zhì)通報， 2005（Z1）： 第18-22頁.

[3]Wang Xueqiu ，Leaching of mobile forms of metals in overburden： development and application. Journal of Geochemical Exploration，1998 39-55

[4]王學(xué)求與葉榮， 納米金屬微粒發(fā)現(xiàn)--深穿透地球化學(xué)的微觀證據(jù). 地球?qū)W報， 2011. 32（1）： 第7-12，封4頁.