探查異常源的非常規化探方法的研究

  20世紀80年代以后新發(fā)現的大量金礦絕大多數是根據區域金異常的線(xiàn)索，利用水系沉積物及土壤測量方法進(jìn)一步縮小靶區，再經(jīng)工程驗證發(fā)現的。由于找金礦取得的巨大成效，帶動(dòng)了許多其他化探方法的研究（李善芳，1989，1992）。
 
  1．金礦原生暈的研究與疊加暈的發(fā)現。
 
  朱泰天在研究夾皮溝三道岔礦床中元素的垂直分帶時(shí)，發(fā)現在金礦原生暈的尾部異常中，前緣元素如As、 Hg、F再度增強（朱泰天，1984）。李惠對這一現象進(jìn)行了廣泛的研究（李惠，1991）。他選擇了多個(gè)有代表性的典型礦床，礦床類(lèi)型既有石英脈型，又有蝕變巖型；在成因上主要是綠巖帶型金礦，其中包括了與花崗質(zhì)雜巖系有關(guān)的膠東金礦、與太古宙綠巖有關(guān)的河南小秦嶺金礦和與堿性雜巖有關(guān)的河北東坪金礦。在此基礎上，針對構造和成礦多期性對原生暈的影響，提出原生疊加暈的概念。原生疊加暈的關(guān)鍵技術(shù)是研究和發(fā)現金礦單一期次成礦形成原生暈的軸向分帶及識別不同成礦期次所形成原生暈在空間上疊加的結構。建立了四種形式的理想模型：模型1，單一主成礦階段形成礦體（暈）(A)或兩個(gè)主成礦階段同位疊加暈理想模型(B)；模型2，串珠狀金礦原生疊加暈理想模型；模型3，兩個(gè)主成礦階段形成礦體（暈）部分疊加理想模型（深部盲礦預測標  志）；模型4，金礦床（體）復雜疊加暈理想模型（礦體向下延伸大小的預測標志）。同時(shí)，總結出了應用疊加暈找盲礦和判別金礦剝蝕程度的5條準則(李惠，1993;李惠，張文華，常鳳池，1998)。在此基礎上，冶金物勘院物化探研究所（李惠，王支農，苑月肖等1994）、有色北京地質(zhì)研究所婁元生、王真光等進(jìn)一步研發(fā)了包裹體氣暈、離子暈及其疊加暈在礦區找金盲礦的新方法。他們系統研究了不同成礦階段形成石英包裹體的溫度和包裹體的氣相成分、液相成分、相對光密度的特點(diǎn)，特別是研究了金礦體中石英包裹體氣暈（氣相成分）、離子暈（液相成分）的軸向分帶，發(fā)現了氣相C0：、CH。和液相F-、CI-是礦體特征前緣暈的指示，液相Caz+、Mg2+是尾暈特征指示，并在進(jìn)一步研究不同階段形成的礦體（暈）在空間上的疊加結構的基礎上，總結出了石英脈型金礦區及其外圍盲礦預測的包裹體氣暈、離子暈及其疊加暈的模型和盲礦預測標志(李惠，王支農，苑月肖等，1994)，并取得了較好效果。
 
  這些成果為在礦區深部及其外圍盲礦定位預測提供了新的思路，改進(jìn)和發(fā)展了蘇聯(lián)學(xué)者提出的方法和技術(shù)。20世紀90年代以來(lái)，在20多個(gè)金礦山的深部找礦中應用，提出了200多個(gè)盲礦預測靶位，預測金金屬量達200余噸；部分預測靶位經(jīng)驗證找到了盲礦體，已獲金金屬量近60 t，緩解了礦山資源危機，取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。
 
  2．氣體地球化學(xué)方法。
 
  可用于金礦勘查的指示氣體，主要是氡(Rn)、CO2和Hg蒸氣。Rn氣源主要來(lái)自金礦床中伴生的鈾礦物。如東秦嶺丹鳳地區某花崗偉晶巖型鈾礦床的人工重砂樣中發(fā)現自然金與晶質(zhì)鈾礦的連生體，河南省嵩縣瑤溝金礦區的金礦石中鈾含量達7. 77×10-6。CO：
 
  氣的來(lái)源主要是金礦床中的硫化物礦物氧化時(shí)產(chǎn)生的硫酸與圍巖或脈石礦物中的碳酸鹽礦物發(fā)生作用而生成的C02。如吉林梅河口市的香爐碗子金礦床的礦石中，自然金就產(chǎn)在方解石中。當金礦床的礦石中自然金的載體為含Hg硫化物，或金礦石中含有汞礦物，當硫化物在氧化帶氧化成硫酸時(shí)，汞易從硫化物中還原成汞蒸氣(Hg)。如四川拉日瑪金礦床中就含有橙紅色的汞礦物。上述的Rn、CO2、Hg氣，從礦源向地表沿著(zhù)壓力梯度最大或阻力最小的裂隙遷移，因此這些氣體異常一般多沿斷裂破碎帶分布，壤中氣異常一般與礦體在地表的投影位置比較吻合，這就是Rn、CO。及Hg氣測量尋找隱伏金礦的基本依據。
 
  為了提高土壤中異常氣體采集的效率，核工業(yè)北京地質(zhì)研究所及地礦部物化探研究所分別研制成功Rn-CO。、Rn-Hg聯(lián)測的采樣器。在Rn-Hg聯(lián)測中，Rn采用Rn子體捕集片，而Hg用的是金絲捕汞管。Rn-CO。聯(lián)測中，由于在同一孑L中先測Rn，后測CO。，有利于測得底層土壤的C02濃度，有利于提高異常強度。
 
  核工業(yè)系統應用Rn、CO2、Hg氣體的地球化學(xué)測量方法，在河南瑤溝礦區和吉林香爐碗子礦區進(jìn)行了成礦預測，經(jīng)工程揭露驗證，見(jiàn)到了工業(yè)金礦體，其反映深度一般在10 m至，2×10 m或更深，表明應用壤中氣C02、Rn等勘查被覆蓋的含礦斷裂和含金礦脈是有效的。當然，氣體地球化學(xué)方法找金，畢竟是一種間接找礦方法，在已知礦區的外圍找礦中效果較好（游云飛，1994）。
 
  3．水地球化學(xué)方法。
 
  金礦區土壤和水系沉積物中水溶性金的普遍存在，金礦區地表及地下水體中金含量普遍增高的事實(shí)，為采用水地球化學(xué)方法找金提供了重要依據。然而要使水地球化學(xué)找金方法能在實(shí)踐中被廣泛應用，必須解決水樣預富集和分析測試方法的技術(shù)難題．以往天然水中金的預富集方法有蒸發(fā)法、萃取法、共沉淀法、活性炭吸附法及泡塑吸附法等。這些方法都在不同程度上存在水樣大，運輸困難，預富集步驟繁雜，所需設備、試劑攜帶不便等弊病，阻礙了水化學(xué)方法找金的廣泛應用。
 
  20世紀90年代，地礦部內蒙古第二物化探勘查院、華東地質(zhì)學(xué)院及核工業(yè)東北地勘局244地質(zhì)大隊的科技人員，為解決以上技術(shù)難題，分別研制成功天然水中金的預富集方法和高靈敏度金的分析方法，并在南方濕潤氣候區、內蒙古干旱氣候區和東北中溫帶濕潤氣候區均取得一定的找礦效果(蘇美霞等，1994;張衛民等，1994;王超，孫作振，1994)。2005年物化探所應Placer Dome要求，在膠東采集地下水樣品，首次不經(jīng)任何預富，直接運回實(shí)驗室，取50 mL水樣，用ICP-MS進(jìn)行分析，金的檢出限可達萬(wàn)億分之三?？梢灶A料，由于ICP-MS儀器與方法日趨完善，水地球化學(xué)方法今后將在隱伏金礦的尋找中得到廣泛應用，成為“常規”方法。
 
  4．電地球化學(xué)方法。
 
  地表覆蓋層、地下水及其覆蓋下巖石的間隙氣、液組分等，可視為多相多成分不均勻分布的電解質(zhì)。在地表放置一定裝置長(cháng)時(shí)間供以強電流，可使部分金屬離子由厚覆蓋層中釋出，并遷移沉淀到作為陰極的采樣器上，通過(guò)對采樣器上的金屬陽(yáng)離子做測定分析，即可達到尋找隱伏礦的目的。
 
  地電化學(xué)法在眾多隱伏金礦區進(jìn)行了找礦試驗。試驗研究表明，在各種厚覆蓋區，各種不同成因的掩埋金礦，都能取得較好的異常反應；在常規化探方法無(wú)異常顯示的地區，地電提取測出了清晰的異常（李江，1989;羅先榕，1999）。劉吉敏在新疆用地電化學(xué)法找到了金礦體(Li etaZ．，1993)。
 
  電吸附找金法被視為是對地電化學(xué)找金法的改進(jìn)。有人認為，如果說(shuō)地電提?。ǖ仉娀瘜W(xué)）找金的原理在于通過(guò)富集過(guò)程來(lái)強化異常，則有理由用其他方法來(lái)代替這種野外施工較困難的方法。因為：第一，現代金的測試方法的靈敏度和準確度已達相當高的水平，不一定需要野外富集；第二，實(shí)驗證明，對采集的樣品在室內通電提取，同樣能達到強化異常的效果。這就是所謂的電吸附找金法，該方法在河北省后溝金礦的試驗取得了成功。
 
  電吸附找礦方法研究的關(guān)鍵問(wèn)題，是合理取樣與有效地提取異常元素(張茂忠，周奇明，1994)。
 
  5．痕量相態(tài)分析技術(shù)評價(jià)金異常的方法。
 
  借助痕量相態(tài)分析技術(shù)，查明從深部遷移到近地表部的地球化學(xué)信息，可以增強與深部礦化有關(guān)的異常襯度，提高金礦化探效果。我國許多單位開(kāi)展了相應的研究和運用。例如，在總結常規評價(jià)方法的基礎上，西北有色地質(zhì)研究所龔美菱等試驗研究了一種快速評價(jià)研究熱液金礦床的新方法、新技術(shù)——痕量相態(tài)分析技術(shù)評價(jià)金地球化學(xué)異常的方法(龔美菱，1994)。對此本書(shū)有專(zhuān)文論述，本文不再冗述。
 
  6．“地氣法”找金的研究與發(fā)展。
 
  “地氣法”在20世紀80年代初出現于瑞典，1988年引入我國（李善芳，1988），許多學(xué)者對它作了進(jìn)一步研究和發(fā)展（童純菡等，1992;王學(xué)求等，1995;王學(xué)求，謝學(xué)錦，1996;任天祥等，1995;伍宗華等，1994）。例如，王學(xué)求等改進(jìn)了野外采樣設備和技術(shù)，在國內外著(zhù)名金礦床上證明了方法的有效性，并將之發(fā)展為區域性測量手段。這些研究和改進(jìn)，為在運積物覆蓋區探查深部金礦信息開(kāi)辟了新的方法途徑。