纳米科学与隐伏矿藏──一种寻找隐伏矿的新方法、新技术

纳米科学与隐伏矿藏──一种寻找隐伏矿的新方法、新技术ＮａｎｏｍｅｔｒｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＨｉｄｄｅｎＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ￥／／任天祥，刘应汉，汪明启（河北廊坊地矿部物化探研究所，河北廊坊１０２８４９）随着科学技术的迅速发展，经济竞争的日...

近十年化探新方法新技术研究进展

本文简要介绍 1987年以来地矿部物化探研究所在矿产勘查地球化学领域为寻找隐伏矿和提高其找矿效果而研究、开发的一些新方法、新技术。这里包括 1:2 0万区域化探异常筛选与查证的方法技术 ,地气测量方法、金属活动态测量方法、价态金提取与测量方法。

念青唐古拉—雅鲁藏布江中段区域地球化学特征及成矿环境

依据区域化探资料编制的 1∶5 0 0万全国地球化学图 ,研究了西藏念青唐古拉—雅鲁藏布江中段区域地球化学特征。发现Cr、Cu、Au、Pb、Zn、Ag、U、Th、W、Sn等成矿元素的分布和浓集明显受构造环境和岩浆活动的控制 ,由南向北从雅鲁藏布缝合带→拉萨地块→改则 那曲造山带这些元素具有明显分带现象。这些元素的异常在构造带上也成群成带分布 ,具有良好找矿前景。已划分出 13个战略找矿靶区。

中国浅表地球化学场基本特征

在中国浅表地球化学场中,亲核亲地幔的铁族元素在古中华陆块群中比较富集,呈高背景场或异常场分布;亲壳的Si和K在造山带中比较富集。依据上述元素的高、低背景场和异常场分布特征,可以大致划定陆块或地台与造山带的边界以及主要缝合带、深大断裂带的位置。Cu、Pb、Au、W、Sn、Ag、Zn、Mo、Cr、Ni等成矿元素的分布与中国大陆地壳演化中构造-岩浆-成矿活动密切相关,其异常场大多集中在陆块和造山带的边缘及各类深大断裂中。根据异常场规模和成因,划分出许多地球化学域、地球化学省和异常区带。其中,在中央造山带以南分布的Cu、Pb、W、Sn等元素的巨大地球化学域或省最引人注目。依据20余个元素浅表地球化学场特征,暂将中国划分为2个一级地球化学区和13个二级地球化学区。

进入21世纪中国化探发展路线图

笔者回顾了近年来中国化探的一些理论与方法技术上的重大新进展,立足于地球化学填图基础上的矿集区、多元素异常集结区与地球化学块体理论,利用地球化学资料进行矿产资源潜力评价与稀有分散元素独立成矿的可能性评价,利用地球化学资料进行成矿岩体演化与中国西南大地幔柱的初步研究,这些探索性的研究均取得了令人鼓舞的成就。化探方法技术的应用成果显著,如地球化学填图与矿产勘查一体化,多元素分析与分析质量监控方法不断完善外来物覆盖浅钻取样,深穿透地球化学方法,全国生态、农业、环境地球化学调查,全球地球化学填图方法研究等。在回顾近年化探成果的基础上,提出中国化探在21世纪的发展,整体思路是立足于地球化学填图及地球化学填图与矿产勘查一体化。需要有将研究、填图、调查、勘查、工程一体化的大科学计划。提出了涉及地球化学填图、矿产勘查与综合利用、能源勘查、生态环境调查、全球变化研究等的12个重点发展方向。

中国区域化探全国扫面计划卅年

区域化探全国扫面计划是一项科学研究研究与大规模调查密切结合的大科学计划。在20世纪70年代为计划的提出进行了许多预研究。1978年项目得到国家地质总局的批准。批准后正式展开之前进行了五年的技术准备。包括拟定工作方法规范、举办培训班、研制多元素多方法分析系统、制备水系沉积物土壤及岩石标准样,拟定分析质量监控方案及对各种特殊景观地区野外工作方法进行研究。这项计划至今已进行了30年,覆盖了全国700余万平方公里的面积。根据这项计划提供的地球化学异常的线索找到了数百个新矿床,特别是金矿。所取得的海量数据还对基础地质研究、环境、生态及农业的研究提供新的依据。并为国内外地球化学填图的思路与方法技术作出了极大贡献,使中国的地球化学填图走在了世界的最前列。

全国区域化探数据库

全国区域化探数据库首次汇集了全国28个省(自治区、直辖市)的1∶20万和1∶50万区域化探39种元素和氧化物的测试数据,共计数据点142万个,近5 540万个数据,涉及1∶20万图幅1 299个,1∶50万图幅18个,在国内第一次建立了地球化学海量数据库。全国矿产资源潜力评价项目对数据库进行了更新,使全国区域化探数据库汇集数据总量达147万余条记录,数据达6 321万。在此基础上,编制了4万多张各类地球化学系列图件,并建立了空间数据库,为地球化学研究和矿产资源预测相关专业提供了丰富的地球化学信息。该项成果的取得为在全国范围内研究区域地球化学分布、生态环境、基础地质和找矿远景规划提供了最基础的资料。

地气测量在北祁连盆地区找矿突破及其意义

北祁连地区是我国最重要的块状硫化物床成矿省之一,虽然该区分布有我国最大的块状硫化物矿床———白银矿田,以及200多处中小型矿床及矿(化)点,但除白银矿田外,多年来在找大矿方面未能突破。原因在于缺乏必要的手段,找矿勘探工作仅限于盆地周边的出露区。近几年,地气测量在黑河盆地的红层覆盖区先后发现了赖都滩和白柳沟矿体,不仅说明地气测量方法有效,而且说明黑河盆地具有寻找大型白银式多金属矿床的潜力。建议采用地气法对整个盆地进行系统勘查,并结合其它方法,优选出最佳的找矿靶区。作者认为,本区找矿突破可为整个北祁连地区其他盆地寻找块状硫化物矿床指出新的找矿方向,将找矿重点转到盆地区,以实现我国块状硫化物矿床勘查的全面突破。

金在气相中迁移与有机质演化生烃关系的实验研究

火山喷气沉积物中微米级金的发现、化探地气测量检测出金等现象表明 ,在自然界金可在气相内存在。但是金以何种形式存在及其迁移机理尚待探讨。本项研究选取并制备了有地质意义的含硫有机金属化合物———烷基硫醇衍生纳米金 ,将其添加至含有机物质的自然样品中 ,在专门设计的真空加热装置中用泡塑收集其在不同温度条件下的气相产物 ,分析对比实验中产生的气相带出金的含量和气体成分 ,并与金的氯金酸水溶液作用过的样品进行对比。模拟与有机质密切相关的金在气相中迁移的地质过程。实验结果表明 ,含十二烷基硫醇衍生纳米金样品及其纯物质在升高温度条件下的气相产物带出金高于同样条件下用氯金酸处理过的含金样品。金的迁移与升高温度时产生的烃类气体有关。该实验为与有机质演化生烃有关的金气相迁移成矿过程提供了实验依据 ,由于十二烷基硫醇衍生纳米金中纳米金团簇是稳定存在于烷基硫醇结构内 ,因而实验也说明了金的纳米簇团迁移与有机质之间的密切关联。与有机质及其气相演化产物密切相关的金的气相迁移 ,是金在自然界呈气相迁移的重要形式之一。

西藏冈底斯东段成矿系列区域地球化学预测

西藏冈底斯东段优势矿床成矿系列预测是当前需要解决的重要问题。文中研究了成矿系列矿源场特征,以及地球化学靶区与矿床成矿系列的联系,揭示了矿化规模的地球化学控制因素,计算了因素耦合系数。预测冈底斯构造带是4种类型矿床成矿系列的密集区。

黑龙江森林沼泽景观区异常追踪和查证方法研究

通过对水系的不同介质测量与网格法土壤、岩屑测量结果的研究 ,提出在大兴安岭森林沼泽区异常查证中 ,应采用网格法土壤或岩屑测量替代传统的 1/

植物体内元素吸收积累初步研究

利用较新的思路，对植物吸收、积累元素规律进行初步研究，结果表明植物对营养元素和有毒元素的吸收、积累方式不同，对营养元素植物是主动吸收并积累在生长代谢最旺盛的器官，对有毒元素和过量营养元素是被动吸收并积累在对其生长影响最小的部位。而且，植物普遍存在抗元素浓集的“生理─生物化学障”，它主要存在于根部。最终建立了植物对元素的吸收积累模式。

应用于矿产勘查的地下纳米物质

应用于矿产勘查的地下纳米物质刘应汉任天祥汪明启（地质矿产部物化探所，河北廊坊０６５０００））关键词纳米物质地球化学测量矿产勘查收稿日期：１９９６－１２－２４修改稿：１９９７－３－１７第一作者简介：刘应汉男１９６５年生工程师勘查地球化学诞生于９０年代的...

高瓦斯低透气性薄煤层地面瓦斯抽采井设计及优化

地面井瓦斯抽采技术是解决薄煤层煤与瓦斯安全高效共采的主要途径。针对铁法矿区小青矿高瓦斯低透气性刨煤机工作面,通过工程实践和理论分析,确定出了地面井抽采瓦斯技术参数;利用CFD(Computational Fluid Dynamics计算流体力学)模拟,得出了薄煤层长壁工作面地面井抽采瓦斯过程中瓦斯流动规律,并通过地面井(群)位置的优化,提出了地面井布置原则。该项技术的开发,为我国高瓦斯低透气性薄煤层煤与瓦斯安全高效共采提供了新的模式。

内蒙阿拉善脑木洪铜矿区的植物地球化学特征

在脑木洪铜矿区,13种植物或植物部分的灰分中,9种元素含量水平为锰>铜>锌>铬>镍>铅>钴>镉>银;种间元素含量差别最大的为铜,最高和最低相差20多倍。绵刺(Potaninia mongolica)铜含量最高,平均为735.2ppm,在不同地点的铜含量变化范围为209—1543ppm;珍珠(Salsola passerina)铜含量最低,平均为31.01ppm,变化范围为18—54ppm。同种植物在不同岩性上的铜、锌含量,矽卡岩>花岗岩、灰岩>砂岩。植物中金属元素含量之间均呈正相关关系。镉和银分别与其它8种元素之间未达显著相关水平,铜、铬等6种元素之间分别达显著或比较显著相关水平。土壤和植物中元素之间相关分析结果,均呈正相关关系;绵刺的锌.铅,霸王(Zygophyllum xanthoxylum)的铅,琵琶柴(Reaumuria soongorica)的铜等,达显著和比较显著相关。绵刺、琵琶柴铜地球化学异常,与矿体密切相关,异常区不仅包括了露头矿,而且包括了盲矿体的分布范围。

基岩裸露区金矿异常源的快速追踪与评价

在五台山古代、现代民采强烈污染区 ,水化学测量不仅能快速有效地圈定找矿靶区 ,而且可以排除人为污染。多子样组合“面型”岩石测量方法技术 ,与常规的点线式测量相比 ,不仅大大减少了样品采集和分析数量 ,大幅度降低了工作成本 ,而且更重要的是能快速有效地追踪区域化探异常源、评价区域化探异常找矿远景、圈定矿产详查找矿地段。试点测量结果表明 ,五台山地区矿化与燕山期中酸性杂岩体具有成因联系 ,其空间分布以杂岩体为中心具有Mo、Cu、Au -Cu、Pb、Zn -Au、Ag、Pb为主的多元素异常环带状分布模式 ;

天津北部土壤As的地球化学特征及污染程度

根据采样深度不同把采样环境分为两大类:第Ⅰ环境和第Ⅱ环境。通过对研究区第Ⅰ环境土壤样品As的统计分析,得出As在第Ⅰ环境土壤中的统计特征值服从正态分布,元素的均值与全国土壤或天津市土壤均值非常接近。对第Ⅰ环境和第Ⅱ环境土壤重金属元素的空间变化特征进行了对比研究,结果表明,第Ⅱ环境土壤As的含量数值与第Ⅰ环境差异不大,第Ⅱ环境土壤重金属元素继承了第Ⅰ环境土壤的含量特征,在城镇附近和有污水灌溉的武清县、宝坻县、于桥水库附近As的污染比较严重。对研究区第Ⅱ环境土壤重金属元素的污染程度评价使用了地球化学方法和生物法2种方法进行对比研究。结果表明,As对天津市北部的污染程度并不严重。

内蒙孟恩套力盖银、铅、锌矿区植物群落和主要植物元素含量特征

在矿化带上,植物群落中灯心草蚤缀(Arenaria juncea)密集生长,表明与铅、锌矿化有密切关系。34种植物(或植物部分)7种元素含量特征:含量水平铁>锰>锌>铅>铜>镍>钴;同种植物在不同地点的铅、锌含量变化范围大于种间的铅、锌含量变化范围;不同植物种类或同种植物在不同地点的钻、镍含量差异最小。例如,灯心草蚤缀的铅、锌含量最高,分别为1145ppm和3087ppm;不同地点的黄榆(Ulmus macrocarpa)枝、叶,灯心草蚤缀、萎陵菜(Potentillachinensis)的铅含量相差10倍多。植物和土壤之间元素含量的相关分析结果表明:黄榆枝、叶,山杏(Prungs sibirica)枝,盐蒿(Artemisia halodendron)地上部分的铅、锌含量与土壤中的铅、锌等相关系数显著或极显著相关水平(|r|≤α0.05,或≤α0.01)。黄榆枝等的铅、锌地球化学异常与矿体有密切关系。此外,本文还进行了矿化带上与非矿化带上植物中元素之间的主成分分析。

薄煤层长壁工作面煤尘分布特征及其防治

以小青矿W2-713刨煤机长壁工作面为试验基地,采用CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体力学)数值模拟技术,分析出工作面不同位置风流速度分布特征,得出了薄煤层刨煤机长壁工作面的高速风流区和低速风流区的位置;模拟得出了刨煤机、移架、工作面转载机、破碎机等不同产尘源的煤尘分布特征及其对井下环境的影响机理;通过对薄煤层刨煤机长壁工作面定向喷雾除尘的模拟分析,证明定向喷雾除尘系统不仅可以提高工作面整体降尘效果,还有利于消除工作面刨煤机附近高浓度瓦斯积聚。