化探非常规方法

• ②不同土壤类型具有不同的电导率
值。
• ③低洼潮湿地区或粘土矿物较多的地区， 土壤湿度较大，所含水份较高，电导率值 较高。
• ④雨水较多季节土壤湿度增大，电导率值 增高。
土壤离子电导率测量方法应用条件
• 在下列情况下应用往往可以取得良好的找 矿效果。
• ①矿体位于潜水面之下，地下水较稳定地 区有利于矿体的电化学溶解，地表形成的 离子电导率异常清晰。
• 地电提取找矿法的前提条件主要包
括：
– 有离子源；
– 有离子通道； – 地表覆盖条件等。
（1）离子来源
• 金属矿体矿物成份越复杂，硫化物越多， 地下水越丰富，矿体的电化学溶解能力就 越强，离子晕越发育。这是地电提取测量 取得良好效果的必备条件之一。
（2）离子通道条件
• 矿体上方构造发育，是金属离子向上 运移的良好条件。若矿体上方构造不 发育，而且存在矿上“屏蔽层”（如 层控矿床上方致密的页岩层）时，电 提取异常就十分微弱，甚至无效果。
廊坊所加工的 元素提取器
• 地电化学提取装置型号为MIE-Ⅱ型，
专利号ZL20042007370。全套装置分供 电装置、元素提取器以及电池盒三个 部分组成。整套设备采用“偶极子” 供电方式，即让地面的供电装置和土 壤中的元素提取器间形成电场，使游 离的金属阳离子向提取器（负极）方 向迁移。
方法的应用条件
• (据蒋敬业，1998)
•
对每一采样点,现场测定水温、气温、水 流量和pH值,记录采样点地质及水文地质特 征。每一样点采水样二瓶:一瓶500ml,用快 速滤纸滤去悬浮物,用盐酸酸化至pH=2左右, 回驻地立即进行PAN-CdS共沉淀法处理,将 沉淀物过滤带回室内作光谱近似定量分析 Cu、Pb、Zn、Ag等16种微量元素;
• 另一瓶取样100ml,回驻地用比浊法测定 SO2-4,滴定法测HCO-3和CO2-3。
PAN-CdS共沉淀处理：
• 加有机络合剂PAN，将水中金属离
子络合成有机络合物。然后加入
CdCl2和Na2S，产生橙黄色CdS絮状
沉淀，同时将金属络合物吸附在 CdS沉淀物中，将沉淀物过滤在滤 纸上带回室内分析。
Cu Mo
Pb Zn
Ni Co
绿色片岩
矿体
石英长石绿泥片岩
安山岩
加拿大某地冰碛物上金属异常图
• 离子收集器是由一定大小的精致碳棒（碳 棒长 11cm，直径 1.5cm），裹之以经过特 殊处理的泡塑（泡塑长 16cm，宽 10cm， 厚 1cm）和滤纸（滤纸15×15cm）组成的 接收电极，它的一端有导线引出。电源系 统为 9V 的直流干电池。
• 这些方法包括
– 瑞典 Kristiansson 与 Malmqvist 1984 首先提出 的地气 geogas 方法 ,
– 加拿大Clarke 等人 1990提出的酶提取方法 ,
– 在 20 世纪 90 年代初引起国际上广泛注意的前 苏联的电地球化学方法CHIM（部分提取金属 法）,
• 元素有机态法MRF
为0.94-1.55并延伸1km，同时也出现pH和SO42-异
常。经与B区水化学异常特征对比，并结合地表土 壤、岩石异常，地表铜含量低于B区，反映为埋藏 较深的矿体。最后按水化学异常及围岩蚀变范围 布钻，在50-500米找到大型铜矿。
胶东西北部水地球化学勘查试验 (任天详，2005)
• 试验样品采自台上金矿、大尹格庄矿床地 下水、矿床附近及远离金矿背景区的居民 用井水、招远城温泉等。 • 在大尹格庄金矿和招远东北部沿已知的控 矿区域断裂上 ,观察到了较高的水中金含 量 ,地下水中的痕量元素如 Bi、Sb和 Pb 同样可能成为该地区鉴别区域金矿化的有 用工具。
• 水中金异常是金矿化的直接指示 ,高硫酸 根含量、低 pH值、水中 Cu、Cd、Sb、Zn、 Bi异常是金矿化的重要指示。 • 水地球化学异常在玲珑 —台上矿田发育最 好 ,除指示北泊 —夏甸矿田、大尹格 庄 —曹家洼矿田等已知矿田外 ,还划分出 目前尚未发现较好金矿的数个远景区。
冯家山矽卡岩型铁铜矿
• ②地表覆盖层较厚（几至几十米）的地区 效果较好。
• ③矿体埋深中等（200—400m），陡倾斜产 出，金属矿物成份复杂，构造发育的地方 效果较好。
• ④粘土地区对离子的吸附能力较强，土壤 中离子含量亦相对较高，电导率值亦较大。 因此，在壤质粘土、亚粘土地区更有利于 开展此法；在沙土、砂砾土亚砂土地区效 果较差。
（3）覆盖层条件
• 从离子累积空间的角度看，地电提取 测量适合于厚且较均一的外来运积物 或厚层残坡积物覆盖区开展工作，厚 度从几米至几十、上百米均可。
土壤离子电导率法
• 在野外采集 B 层土壤样，晾干过 100 目筛，称取一克样品，加入 100ml 去 离子水，用磁力搅拌仪搅拌一分钟， 静置三十秒，用电导率仪测定电导率，
寻找隐伏矿的地球化学方法
• • • • • • • • 水化学 地电化学 汞气 地气 活动态 酶提取 生物 烃
Hydrogeochemical survey
• 是以地表水或地下水为采样对象的
地球化学勘查工作，通过系统测量
水中微量元素及其它地球化学参数，
发现与矿化有关水化学异常，以寻 找各类矿床的方法。
• 电导率值实际上是样品中多种可溶性离子 总量的反映。正因为如此，所以所测得的 异常会产生多解性。如有矿体存在时土壤 离子电导率会增加，没有矿体存在时，在 盐碱地段土壤离子电导率也会增加，即存 在多解性。
• ①不同岩性的基岩电导率值存在着不同程 度的差异，但其风化产物的电导率差异较 小。因为随风化过程的进行，组成电导率 的可溶性离子大部分被逐渐淋滤带走，留 下的是不易被淋失的小部分，这样在覆盖 层较厚地区，各种基岩风化产物的电导率 值与地表相差不大。
Hale Waihona Puke Baidu
应用实例介绍
德兴斑岩铜矿 田水化学异常 －朱砂红隐伏 斑岩铜矿 a-Cu， 0.05, 0.1, 0.2
应用实例介绍
b-SO42-,10-30
应用实例介绍
c-pH, <7 朱均等， 1959
• C区位于B区北西1.5km。流经B区矿床的河流水中
铜含量明显增高，达0.67-1.29mg/l，这一含量沿 河谷延伸2km，下游降至0.06。在C区附近又升高
前处理工作（据李天虎）
• ⑴ 泡塑的处理，用 20%的盐酸 +0.5% （5g/L）硫脲混合液浸泡泡塑 12 小时， 浸泡期间至少翻动两次，之后在阴凉处将 泡塑阴干。
• ⑵ 室内碳棒的处理，先在碳棒的端部刻槽处缠上
电线，且将连接处裸露的铜丝用蜡封好（目的是 为了防止铜丝被腐蚀，从而影响 Cu 的分析结
• 1982年内蒙物探队在狼牙山西段1300km2 • 收集井水和泉水（1/8-16km2) • 圈出了长达200km的U As Mo断续水化学异 常 • 1983年在异常查证中发现了苏木挺高勒铀 矿（化）。
• 1980－1981在松辽盆地发现乾安北－乾安 东异常，比已知的构造含油区块大，经勘 探证实异常与油田基本一致，扩大了
• 1980年发现了海坨子异常，水化学测量指 标重合，1982年经海3井验证获工业油流， 在前人两次钻探没有突破的地区。
地电化学
• 澳大利亚的戈维特最早提出电化学异常概 念 • 90年代前苏联称CHIM， • 桂林理工大学的罗先熔
目前地电化学找矿法主要包括：
–CHIM， –土壤离子电导率法，
– 元素赋存形式法（MPF）， – 热磁地球化学法（TMGM）， – 扩散提取法（MDE）， – 离子电地球化学法， – 接触和非接触极化曲线法， – 激发极化法。
勘查地球化学 非常规方法
中国地质大学(武汉) 李方林 fanglinli@cug.edu.cn 2013年12月
面临的困难与挑战 • 危机矿山的增储问题 • 覆盖区找矿问题
B F C A E D
• 隐伏矿concealed deposit
– 盲矿体的一个类型, 指埋藏在地下基岩中，不 曾出露到地表的矿。
• 2×2km，采一件水样（多为井水），采420 件（含32件重复样） • 在现场测量 pH值和电导率 ,野外室内测量 硫酸根。Ag、Au、Ba、Bi、Cd、Cu、Mo、 Pb、Sb、Zn和 W • 地下水金异常在玲珑 —台上矿田规模最 大 ,其次招平断裂带黄同 —北墅、北 泊 —夏甸地区 ,焦家断裂带寺庄 ,金异常 对已知金矿化有较好的指示。
•
• 地表大气中，汞的背景含量为0.2-10ng/m3， 火山气中常高达n100—n1000ng/m3，金属硫 化物矿区大气则常为30-1000ng/m3。
• 一切含汞量高的地质体和矿床，都可能成 为汞气异常的来源： 金矿和硫化物矿床 氧化物矿床 富汞岩石 地热田 油气田 人工污染源
• 罗先熔， 2009
• 金川镍矿，100×40，9V，15%硝酸液， 极间距1m(罗先熔，2003)
• 河南周庵矿区地电化学找矿模型
• • • • •
地电化学标志: 地电提取以Cu Ni 异常为直接找矿标志， Co Pb Zn等为间接找矿标志， Ag Cd Sb 可作为辅助标志 在以 异Cu Ni 常为中心，重叠或套合有其他元素 异常，且异常间连续性同步性较好的地段，为找 矿有利部位 此外，在矿体( 含矿岩体) 两侧的边缘 地段附近，往往分布一定规模的地电提取异常， 两侧异常的中间地段，指示矿体的赋存范围
水化学异常的特点
• a．水化学组分的迁移形式
–地下水中主要呈离子的真溶液迁移， 其次是胶体迁移， –地表水中则有相当部分呈悬浮物迁 移。 –有指示意义的是溶解的离子态
水化学异常的特点
• b．异常浓度低，异常衬度高
• 一般衬度高，异常清晰，这是因
为背景区中缺乏硫化物，硅酸盐一般 化学风化弱，因此背景区水体中缺少 金属离子
• 盲矿 blind ore deposit
寻找隐伏矿的地球化学方法
• 深穿透地球化学
• deep-penetrating geochemistry • 是E.M.Cameron 与谢学锦先生1997 年在耶 路撒冷第16届国际勘查地球化学大会期间 提出的 ,当时两人正讨论近年来出现的一 些新的能够有效探索数百米以下隐伏矿床 的方法。
• 澳大利亚Mann 等人提出的活动金属离子法 MMI ,以及谢学锦等提出的金属活动态法 MOMEO (Mobile metals in overburden )。
• 这些方法的共同特点是:
– 1 探测深度大 ,可达数百米; – 2所测量的主要是直接来自深部矿体的直接信 息; – 3这种信息极为微弱 ,往往在亿分之几至百亿分 之几; – 4 但这种微弱信息反而更可靠 ,因为常规化探中 起干扰作用的物质发不出这种信息。
c．水化学异常的动态特征
• （1）矿体产于潜水面之上的饱气带内。
• （2）矿体跨越潜水面。这是一种常年均可 检出的水异常 。 • （3）矿体产于潜水面之下的饱水带中 ..成 为波动型水化学异常。
d．水化学异常与矿体空间关系
• 水化学异常一般都不与矿体直接 关联，迁移距离较远，必须与异常的 地形地貌和水文地质特征相结合进行 分析解释推断。
• 土壤离子电导率标志: 在矿体上方以负异 常为主，而在边缘地段( 附近) 出现对称 的峰值异常
• 土壤热释Hg 标志: 矿体上以高强 度 单 峰 异 常为主，在剖面上多呈不连续跳跃 分布
汞气测量
• 汞是典型的亲硫元素，在内生热液作用中 与 Cu 、 Pb 、 Zn 、 Ag 、 Au 、 Cd 、 In 、 Tl 以及 As 、 Sb 、 Bi 、 Se 、 Te 等密切伴生，主要以 类质同象赋存于许多金属硫化物中，低温 阶段还能形成自己的独立矿物。
果），在碳棒上先后裹上泡塑和滤纸（泡塑的作
用为吸附金属离子，滤纸的作用为防止土壤中较 大的杂质物质进入到泡塑中从而影响泡塑的吸附 效果），然后用棉线将其包好。
• ⑶ 野外电极的埋设，在测点处挖两个间距 约 1m 的坑，坑的直径 30—40cm为宜，坑 的深度一般在为 40cm，尽量达到 B 层土 的深度处，因为 B 层土受外界干扰较小； 然后将两个提前包好的碳棒连接在 9V 的 直流电池上，之后将两个碳棒分别平放在 两个坑中且每个坑中分别浇入体积比为 15 ％的硝酸溶液 500ml；