1997年5月,耶路撒冷第18届国际化探大会期间,在Cameron E M与谢学锦的一次谈话中提出,有必要将近年来出现的一些新的能够有效探测数百米以下隐伏矿床的穿透性方法做一对比研究。1998年6月,王学求在《物探与化探》上正式撰文,提出“深穿透地球化学”(Deep-penetrating geochemistry)的概念(王学求,1998),将之定义为探测深部隐伏矿或地质体发出的直接信息的勘查地球化学理论与方法。矿床本身及其围岩中的成矿元素或伴生元素,可以在某种或某几种营力作用下迁移至地表,在地表介质中形成叠加含量,用适当的方法捕获或提取这些元素的叠加含量,以达到寻找隐伏矿的目的。深穿透地球化学方法的特点是:获取的是直接信息;信息的穿透力强,探测深度大;信息尽管很微弱,但所表现的异常衬值较大。
中国所发展的深穿透方法包括战略性与战术性金属活动态测量与地球气纳微金属测量。与国外的区别在于不仅能在详查阶段圈出被埋藏在厚层成矿后沉积岩及外来运积物下的矿体,而且可以用于在大面积覆盖区进行地球化学调查,圈定战略靶区,评价大面积隐伏区内成矿金属供应量的规模。所发展的地球气纳徽金属测量方法,由于采用动态采样技术,大大地提高了效率,一些关键元素分析的检出现达到10 pg/g。所研制的金属活动态测量方法比其他传统提取方法的优点是:①因为它不仅只是提取离子和化合物形式的金属,而且可以将超微细金属颗粒也提取出来,而贵金属元素特别易于以超微细单体形式存在,所以对贵金属元素Au、Ag和Pt族元素特别有效;②可以应用于大面积覆盖区战略靶区的快速圈定和靶区的快速缩小,而其他传统偏提取方法,只能用于矿区详查阶段;③由于它可以将各种金属活动态都提取出来,故可以根据不同的景观条件选择最佳的活动态提取方法,因此,可以适用于不同的景观条件;④可以用于估算成矿可利用金属量,从而预测一个区域形成大矿的潜力。
2.金属活动态测量方法(MOMEO)。
王学求(Wang Xueqiu,1998)从1988年开始在做金的循序提取时,发现国内外一些现成的提取贱金属的方法对提取金并不适用。原因是一般会属与其存存相或载体的可提取度是一致的,甚至更弱a故传统的偏提取方法旨在用特定的试剂破坏特定欲提取的存在相,欲提取的金属就会进入到溶液中。而金则不然,其提取度往往比其存在相更小,破坏了特定的存在相,并不一定能把金从该相中提取出来。
对金属活动态的提取,不仅要破坏载体使金属释放出来,而且还要将释放出来的金属能够溶解于溶液中。因此金属活动态提取是针对金属活动态本身的提取,而不只是对载体的提取,故作者称我们的方法为金属活动态提取。将英文名字命名为Leaching of MobileForms of Metals in Overburden,简称MOMEO (Wang Xueqiu,1998)。金属活动态提取也称元素活动态提取,因为元素活动态主要指的是金属元素活动态,故称作金属活动态提取。
金属的活动态形式主要有下列几种:①作为离子状态存在;②作为各种可溶性化合物和配合物形式存在;③作为可溶性盐类;④作为胶体形式吸附在土壤颗粒表面l⑤呈离子或超微细颗粒吸附在粘土矿物表面,或呈可交换的离子态存在于粘土矿物之中;⑥作为不溶有机质结合形式;⑦作为离子或超微细颗粒吸附在矿物颗粒的氧化膜上或被氧化物包裹。
王学求提出了一个金属活动态两阶段提取方案(Wang Xueqiu,1998)。第一阶段是使用循序提取的方法将载体由弱到强依次溶解,并使金属释放出来;第二阶段是对提取液的处理过程将第一阶段释放出来的金属溶解于溶液中。我们设计的金属活动态提取主要包括如下4种形式:①水提取金属(包括金属离子、可溶性化合物、可溶性胶体和可溶性盐类中的金属元素);②吸附和可交换金属;③有机质结合金属;④氧化物膜吸附或包裹金属。
3.地球气蚋微金属测量方法(NAMEG)。
地气的概念由瑞典人于1982年提出(Kristiansson K以a/.,1982)。之后,德国的RULF GEO公司和捷克的地球物理研究所,将地气法称作元素分子形式地质找矿法(Method of molecular form of elements,简称GEO-MFE) (RULF GEO of FederalRepublic of Germany and GEOFYZYKA of Czechoslovakia,1986)。他们推测元素以分子形式到达地表后很快就会转变成气体形式存在于大气中。因此,他们用采集大气样品,分析其中的元素进行找矿。Klusman在他出版的《资源勘查的土壤气体及有关的方法》一书中,将地气列入微粒( Particulate)测量方法中,称地气为地球内颗粒迁移(KlusmanRW.1993).俄罗斯的Volokh将地气法列入气体地球化学测量范畴,只不过他们的解释是金属的射气迁移。存在于气体中的金属颗粒分为三级:原子级、簇团级和气溶胶级。
俄罗斯的Alekseev等(1996)也提出了活动扩散离子法(MDI)(Alekseev S Get a/.
1996),其实这种方法也是地气测量法的一种变种,是用探测器埋人地下接收所谓扩散上来的“离子”
李善芳和吴传璧先后撰文将该方法介绍给我国读者。童莼菡于1989年开始进行地气试验时也就引用了国外的名称,使用的探测器与瑞典人的相类似,使用中子活化进行分析(童莼菡等,1992)。王学求于1990年开始进行捕获气体中金属的动态采样试验,发现矿体上方气体中有明显异常金的存在(Wang Xueqiu et al,1995)。我国的伍宗华等称作“气溶胶体测量”,并且将此列入综合气体测量的范畴(伍宗华等,1995)。任天祥等将地气测量称作“纳米物质测量”(任天祥等,1995)。谢学锦(1993)根据世界各地都发现 “地气”这一事实,推测这种气体应该是全球性的,故将Geogas称作Earthgas更为科学。
我们在做地气采样时,使用的滤膜孔隙是0.4 μm,但考虑到滤膜孔隙的不均匀性,最大孔隙可达1μm,即只有小于1 μm胶体以下的颗粒才能通过滤膜。在这种尺度上,从物理学角度上应是包括:胶体颗粒级、介观物质和纳米级物质;从化学角度考虑应包括:离子、原子、分子、原子团、分子团和气溶胶。很难用一个简单的物理概念,或一个化学概念进行概括。其实它们具有物理和化学上的双重意义。但我们可以抓住这些金属最本质的东西,从物理学角度来讲颗粒极小,可以称作超微细金属;从化学角度来讲含量极微,一般在ng/g或pg/g水平以下。从以上三方面考虑,我们将地气测量的英文名称称作Nanoscale Metals in Earthgas,简称NAMEG(Wang Xueqiu等,1997);中文相应的名称为地球气中纳微金属测量。这里使用Nanoscale,而不用Nanomete,(纳米),就是因为Nanosc。le这个词具有双重含意,一是物理学含意指金属颗粒尺度很小,超微细亚微米至纳米级;二是化学含意指含量极微,纳克级以下。只有这双层含意才能表达地气测量的实质,因为地气中的金属不仅有颗粒的东西,而且也有离子态的东西或化合物,并且测量含量又是化学范畴的。
1990年使用的是聚氨酯泡沫塑料并加上特殊的负载作为吸附材料或用液体吸附剂。
用抽气泵快速抽气,只要几分钟就能完成一个样品的采取工作。对于矿区工作,并且找矿矿种已定,元素的含量较高可用常规方法进行分析,如原子吸收、原子荧光等。对于区域上的大规模普查,因为元素的含量低,特别是对那些贵金属元素,并且找矿矿种又不确定,就要用高灵敏的分析方法像中子活化和激光单原子等。
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