GAS BUBBLE-FACILITATED TRANSPORT OF METALS IN LITHOSPHERE

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鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿深穿透地球化学勘查方法实验

鄂尔多斯盆地尚未开展区域化探扫面工作。文中以东胜砂岩型铀矿区为例,开展深穿透地球化学勘查方法实验。东胜铀矿床产于侏罗系直罗组下段,为隐伏矿床。研究发现,富含细粒级地表结层是半干旱盆地砂岩型铀矿区域地球化学勘查的有效采样介质。在东胜砂岩型铀矿区及周边2 000km2的方法实验中,每4km2采集一个样品,过筛后取-200目进行全量分析,在矿化出露区及隐伏矿区圈出了铀及相关元素的地球化学异常。对元素比值R=lnU/(lnCe+lnY+lnZr+lnNb)在不同区域分布特征的研究表明,样品中活动态铀是形成铀异常的主要原因,提取细粒级土壤组分进行全量分析,可作为区域深穿透地球化学的砂岩型铀矿找矿指标。在矿床尺度深化穿透地球化学勘查方法中,因实验区地形特点使得富含细粒级地表结层样品不易普遍取得,地表土壤的全量分析不能满足勘查要求,需要采用铀专属性强的提取试剂进行元素活动态分析。文中采用作者研制的MML-U活动态提取剂,在东胜铀矿区孙家梁矿段剖面实验中,成功探测到矿体上方土壤中的U、Mo、V等元素的活动态异常。

向海湿地沉积剖面化学元素相对迁移特征分析

旨于探索沉积剖面元素迁移强度的描述方法,讨论向海沼泽湿地沉积物化学元素的迁移积聚等基本地球化学特征,以深化对沼泽湿地沉积化学行为的某些认识。冬季在向海两处沼泽采集了代表一定范围汇水区与人类活动影响的沉积芯。利用Tessier等(1979)提出的连续提取法对沉积物中多种常量与微量元素地球化学相进行分离。可迁移系数、潜在迁移系数、非迁移系数的计算结果表明,在向海沼泽沉积剖面中,化学元素相对迁移强度为:Ca、Sr、Mn、Pb潜在活性最大,Ti、Al、K、Rb潜在活性最小,以此为依据,Ti、Al、K、Rb等元素适宜作为示踪元素。为消除沉积物构成组织的影响,以Al为参考元素对重金属元素形态两种分量进行归一化后,重金属环境非迁移分量与相对迁移分量均表现出在表层的富集,尤其表现在上游霍林河煤矿开发后20余年这一时期,人类活动的介入加速了重金属元素通过河流搬运向下游湿地的输入。

森林沼泽景观元素存在形式及化探方法研究

对我国东北北部森林沼泽景观各种采样介质元素存在形式进行研究 ,确定这类地区元素存在形式有碎屑形式和元素活动态形式两类。实际资料表明 ,元素存在形式对采样介质、采样粒度、采样方法的确定有重要影响 ,对研究区景观地球化学特征、元素迁移富集机制研究和化探异常评价具有重要意义。通过试验研究确定了森林沼泽景观区中大比例尺化探工作方法。

铀及伴生元素活动态分量探测在古宁浑迪砂岩型铀矿勘查中的应用

为了快速查明古宁浑迪地区砂岩型铀矿的有利成矿地段 ,并为钻探验证工程的部署提供依据 ,研究过程中采用了铀及伴生元素活动态分量探测地球化学勘查方法。通过系统采集样品和铀、钼、硒分量提取及测试 ,认为吸附态铀及伴生元素分量探测更适用于本地区砂岩型铀成矿有利地段的筛选。经钻探工程验证 ,绝大部分地表铀分量异常均与深部成矿目的层中的铀矿化或铀异常相对应 ,证实了铀及伴生元素活动态分量探测是适用于寻找隐伏砂岩型铀矿床的有效方法 。

干旱荒漠区隐伏金矿覆盖层中金的分布与迁移:以新疆金窝子金矿田210金矿带为例

以新疆金窝子金矿田210金矿带为例,实验研究了该区地气和土壤活动态测量等深穿透地球化学方法的效果。实验表明地气测量和土壤活动态测量可以有效地反映覆盖层下隐伏矿体。揭露矿体覆盖层的钻孔研究表明,金活动态形式具有"C"型分布特征。采集矿体上方地表异常位置土壤孔隙中地气、土壤样品,使用透射电子显微镜(TEM)实测样品中微粒物质的粒径、形貌和成分,在地气和土壤中观测到了Au-Cu、Au-Bi成矿元素纳米微粒,此微粒是形成地表深穿透地球化学异常的物质,来源于覆盖层下隐伏矿体。微粒到达地表,可以形成地气和土壤活动态异常。纳米微粒具有可从土壤颗粒表面分离的性质,在其向上迁移过程中,可以从吸附固定状态解吸,此性质可以用于解释活动态异常在钻孔垂直剖面上的"C"型分布。

土壤中元素活动态的全反射X射线荧光光谱分析

圈定元素活动态异常,可获得深部矿化信息,预测成矿物质供应量,是深穿透地球化学研究隐伏矿的有效方法之一。但常规的实验技术需将样品运回实验室进行分析,运输过程和时间均有可能带来元素活动态的变化,影响分析结果;且常规分析的样品用量大,限制了活动态提取时间参数的研究。而全反射X射线荧光光谱(TXRF)技术灵敏度高、定量简单、用量少,且仪器体小便携,无需载气和冷却水,适合野外现场快速分析。因此,利用TXRF,从内标选择、质量控制入手,建立了土壤中Ti, V, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Rb, Sr, Y, Ba, Ce和Pb等多元素活动态的分析方法。由于提取剂中有机质含量高,方法选取较高浓度的Se作为内标(分析液中Se为10μg·mL^-1),以提高高背景下Se测定的准确性。为了控制污染降低误差,实验前的石英玻璃反射体须进行TXRF 100s的空白测定,选取无杂质峰的干净反射体用于实验。主要实验步骤如下:(1)5 g土壤样品中加入50 mL多金属提取剂(0.09 mol·L^-1草酸铵-0.1 mol·L^-1柠檬酸铵-0.001mol·L^-1乙二胺四乙酸钠(EDTA)-0.001mol·L^-1二乙基三胺五乙酸(DTPA)-0.001mol·L^-1氨基三乙酸(NTA)-0.005mol·L^-1三乙醇胺(TEA)),室温混合振荡72 h后,用0.45μm滤膜过滤;(2)取滤液(提取液)100μL,加入10μL 100μg·mL^-1 Se溶液作为内标,混匀;(3)移取10μL待测液于硅化的石英玻璃反射体中, 50℃烘干后进行TXRF测定(Mo-Kα单色激发,测定时间1 000 s)。实验结果表明:土壤中元素活动态的TXRF分析方法检出限在几个到几十个μg·L^-1,大部分元素精密度(RSD)小于10%,与ICP-MS/ICP-OES分析结果相比,相对误差平均值为18%。该方法适用于野外现场元素活动态的快速分析。由于方法取样体积100μL,上样体积10μL,亦适用于活动态提取时间条件实验,可实现小体积连续取样,效率高、连续性强、误差较小。

叶蜡石化蚀变过程中的元素活动性与流体性质:以山西五台地区白云叶蜡石矿为例

热液蚀变过程中的元素活动性与流体性质对深入理解矿物稳定性和成矿作用具有重要的意义。本文以华北克拉通中北部山西五台地区的白云叶蜡石矿为例,研究了蚀变过程中元素迁移特征和流体性质。该矿体围岩以绿片岩相酸性火山岩为主,岩性为绢云钠长石英片岩并夹有少量的绿泥钠长片岩。矿区内蚀变分带明显,可分为早期的黄铁绢英岩化(绢云母-石英-黄铁矿)和晚期叠加的叶蜡石化(叶蜡石-伊利石-高岭石-石英),而金矿化则主要发育于黄铁绢英岩化带内。Log fo2-pH相图模拟结果显示,早期黄铁绢云岩化蚀变热液具有弱酸性至偏中性(pH=5.24~5.87)和较低氧逸度(位于黄铁矿+黄铜矿稳定相区内)特征;而引起叶蜡石化蚀变的热液具有强酸性(pH=2.07~2.20)和高氧逸度(位于HM缓冲线以上)特征。质量平衡迁移分析结果显示,随着叶蜡石化蚀变作用的增强,叶蜡石矿石中的Al2O3行为较稳定,SiO2、Na2O和K2O含量相对于围岩绢云钠长石英片岩呈不同程度的迁入,而其余氧化物大量活化迁出。微量元素Nb、Ta、Th、U、Rb和Ga含量相对升高,Th/U比值略有升高;Sr、Ba、Zr、Hf明显亏损,Zr/Hf比值从34~41下降到17~22。稀土元素均发生一定程度的活化迁移,且轻稀土迁出程度更高。Y/Ho比值(28~32)高于球粒陨石的Y/Ho(26~28),表明Y-Ho在叶蜡石化蚀变过程中表现出不同的地球化学行为。Eu负异常明显增大,这可能与长石的分解关系密切。围岩绢云钠长石英片岩中金属元素含量较高且Au与As含量之间呈明显正相关性,但在叶蜡石矿石中大部分金属元素含量均低于检出限,说明金属元素在叶蜡石化蚀变作用过程中发生了强烈的活化迁移,这与岩相学上叶蜡石矿石中可见港湾状细粒赤铁矿而缺乏黄铁矿的特征吻合。本文研究结果表明叶蜡石化过程中,大量的所谓不活动元素(如P、Ti、Zr、Hf、Y和Ho等)发生了显著迁移并导致Zr/Hf和Y/Ho比值的解耦,并伴随着大量金属元素的迁出,说明叶蜡石化不利于金矿化的形成。

山地植被覆盖区土壤中金的活动态总量分析

阳山矿区305脉群上方被梯田、灌木和人工林覆盖,对其覆盖土的分析结果显示,金的活动态总量与金矿脉密切相关;活动态金含量ω(Au)/10^(-9)＞3时,金的活动态比率比活动态金含量较低时提高了60%。利用金的活动态总量找矿具有定位准,异常衬度高的特点。

战术性与战略性的深穿透地球化学方法

多年来地球化学方法主要用于圈定出露及亚出露矿化四周的地表次生分散晕和分散流找矿或圈定盲矿上方地表的原生晕找矿，取得极大效果，但对被厚层运积物或厚层成矿后沉积岩或火山岩埋藏的矿体，由于地表次生异常与原生晕皆被掩蔽而显得无能为力。８０年代以来发展了一些新的能有效探索被厚达数百米运积层及成矿后沉积岩或火山岩埋藏的矿体的“深穿透”地球化学方法，包括澳大利亚的ＭＭＩ方法，加拿大与美国的酶提取方法，前苏联的ＣＨＩＭ方法，瑞典的ＧＥＯＧＡＳ方法及中国的ＮＡＭＥＧ与ＭＯＭＥＯ方法。这些方法大多数是用于详查中，用在地质预测认为深部有远景或地球物理方法发现深部有某种异常，但又无法取得可靠的矿化直接证据的地区，而中国的ＮＡＭＥＧ与ＭＯＭＥＯ方法则既是战术性的，又可在找寻隐伏的大型、特大型甚至巨型矿床上发挥巨大的战略作用。文中列举了在乌兹别克斯坦穆龙套巨型金矿及澳大利亚奥林匹克坝巨型铜铀金银矿周围进行的战略性深穿透ＮＡＭＥＧ与ＭＯＭＥＯ测量的结果，笔者认为这种战略性与战术性深穿透地球化学方法的发展将会加速在隐伏区找到大型至巨型矿的进程，并为勘查地球化学在２１世纪开拓广阔的新的研究领域。

国内外寻找隐伏矿化探新方法研究进展

简要总结了根据超显微物质的迁移吸附机制和矿物结构与成矿物质关系寻找隐伏矿的化探新方法的原理、技术及试验应用效果，预计这些方法技术近期内在寻找隐伏矿及解决环境、地震预报。

pH变化对污泥中重金属Pb·Ni形态及迁移性的影响

采用BCR连续提取法,对污泥中2种重金属Pb和Ni的形态随pH的变化进行了研究。结果表明,pH对污泥中Pb和Ni的形态有重要影响,对于污泥中Pb,其主要以氧化态和残渣态为主,随pH的增加,残渣态和氧化态的总含量降低;而对于污泥中的Ni,氧化态是其主要形态。pH对Ni的生物有效性具有明显的抑制作用。

金属活动态测量方法在层间氧化带砂岩型铀矿勘查中的初步试验

介绍了金属活动态测量方法的研发、找矿机理、金属活动态测量中的循序提取与偏提取分析流程的差异，以及金属活动态测量方法在2个已知层间氧化带砂岩型铀矿上试验的情况；讨论了金属活动态测量方法找铀的适用性及存在的问题。对新方法的引进、试验需要求真务实，忌急于求成、急功近利。盲目套用金属活动态测量方法找铀矿，具有风险。

利用全反射X射线荧光光谱法研究土壤中活动态元素提取动力学

活动态提取技术是深穿透地球化学研究隐伏矿的有效手段之一。提取时间是活动态提取技术的一个关键因子,由于提取剂与目标元素、赋存矿物的作用方式不同,提取时间对提取效果的影响会不同。本研究采用全反射X射线荧光光谱法(TXRF)测定土壤中Cu、Pb、Zn、Ni、Mn活动态提取量随提取时间的变化。结果表明,在1 h内,分析元素提取量随提取时间急速增长,在7 h内提取量增长速率较高,分析元素提取量基本在24 h达到平衡。对各元素的提取过程建立了两点动力学模型wt=w1exp(-k1t)+w2exp(-k2t),模拟提取土壤中两种吸附形式的活动态元素,方程中k1代表非专性吸附活动态(如离子态、静电吸附、以纳微颗粒形式存在)的提取速率常数,提取速率较快,k2代表专性吸附的活动态(粘土吸附态、铁锰氧化物弱结合或有机络合态)的提取速率常数,提取速率相对较慢。

干旱-半干旱草原覆盖区地球化学找矿方法研究

在半干旱草原覆盖区,由于露头稀少、风成沙干扰明显,利用常规化探方法难以取得理想的找矿效果.以内蒙古新巴尔虎右旗为研究区,进行了土壤电导率测量和土壤元素活动态测量找矿方法试验研究.试验结果表明,在已知矿区,土壤电导率测量能明显反应下覆矿体的存在,土壤元素活动态含量在矿区和非矿区之间具有明显的差别.在未知区,土壤电导率测量获得3处异常,土壤元素活动态获得1处综合异常,所得各异常在对应位置均有不同程度的套合.通过2种方法在未知区的应用效果研究,土壤电导率测量和土壤元素活动态测量均能很好的圈出异常范围,浓集中心明显,并且土壤元素活动态测量具有进一步强化异常的作用.

新疆东戈壁钼矿弱胶结层元素分布规律研究

以新疆东戈壁钼矿为例,研究矿体上方弱胶结层不同粒级土壤中元素分布规律及成因,主成矿元素活动态赋存形式,为金属活动态测量法在戈壁荒漠区寻找钼矿提供依据。本次研究发现,Mo、Cu等成矿及伴生元素在弱胶结层(10~40 cm)中倾向于向两"极"富集,即最粗粒级(-4^+20目)和最细粒级(-160目)含量较高。在粗粒级中富集与粗粒岩屑保留了原岩矿化信息有关;在细粒级中富集与细粒土壤中粘土矿物、铁锰氧化物能有效捕获从深部矿体迁移上的活动态金属元素,形成元素含量二次叠加有关。活动态Mo、W元素主要赋存于水提取态中,活动态Cu主要赋存于铁锰氧化物态中。在大面积基岩出露的剥蚀戈壁区,采集弱胶结层粗粒岩屑样品即能反映异常;在覆盖区进行钼矿地球化学调查时,采集弱胶结层中细粒级样品为佳,能有效捕捉深部含矿信息。

元素活动态测量法及其在铀矿勘查中的应用前景

本文简单论述了元素活动态测量找矿技术的发展背景、方法系列、地表疏松介质中元素活动态的形式及其主要提取方法 ,并对该技术的原理及元素活动态的形成机理进行了初步探讨 ,认为地气找矿法应列入元素活动态测量法这一范畴。找矿应用试验表明 ,元素活动态测量法找矿效果显著 。

元素活动态测量法在鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿勘查中的应用

常规化探方法勘查砂岩型铀矿难以奏效。应用深穿透地球化学方法系列中的元素活动态测量法在鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿上的试验结果表明,几种U元素活动态在矿体上方都有异常出现,特别是其中的粘土吸附态U含量级别高、异常衬度大。因此,土壤粘土吸附态U测量法是本区化探找铀矿的有效方法;取样深度和取样粒级分别以60～90cm和-120目为宜;采用400m的取样点距基本不影响本区砂岩型铀矿的找矿效果。在盆地东北部应用土壤粘土吸附态U测量法预测了3个有利地段,并在其中1个地段的深部发现了较好的铀矿化。

ICP-AES测定金属元素铜活动态及其初步应用

金属元素活动态是我国5种深穿透地球化学技术中应用最广的方法之一。此方法是通过提取地表土壤一定深度介质中元素活动态的微弱隐伏矿信息而找寻隐伏矿,属于通过直接信息找矿,目前该方法的标准化程度不高。为将铜元素活动态应用于地质找矿,该文对铜元素4个活动态的相态(水浸出态、粘土吸附态、有机链合态、铁锰氧化物态)循序提取的条件及ICP-AES测定技术进行了研究,包括采样深度、分析样品粒度、样品存放时间、提取条件、测定干扰等,通过对铜活动态提取液处理方法的改进,提高了分析速度和分析数据的精度。由实验数据计算出各相态方法的检出限和精密度RSD(n=10),水浸出态为0.079mg/L,13.90%~22.49%;粘土吸附态为0.275mg/L,11.99%~23.29%;有机链合态为0.362mg/L,10.70%~57.27%;铁锰氧化物态为0.230mg/L,17.83%~38.61%。该方法操作方便,精密度较好,应用于碑楼隐伏铜矿的野外探测实验,探测结果所圈定的综合异常与实际矿体的水平投影相符,取得了较满意的试验效果,该方法可应用于不同地质景观区。

用于维修ZL45型复合滤棒成型机组的平台设计

【目的】解决由ZL45型复合滤棒成型机组所配备的大流量供料装置位置偏高,导致设备维修维护时存在较大的安全隐患问题。【方法】在原有结构的基础上,设计出一套可移动的维修平台,增加设备维修维护时的安全性。并利用有限元分析软件对可移动式维修平台结构进行仿真分析。【结果】结果表明,维修平台的最大应力为87.555 MPa,发生在维修平台与滑杠的连接处,其余部分的应力较小。维修平台的最大变形量为0.393 35 mm,主要发生在维修平台的连接板处。【结论】可移动式维修平台的结构能较好地满足用户的使用要求,为客户进行设备的维护维修提供强有力的帮助,同时增加维护维修时的安全性。