化探方法

地球化学找矿应用方法简介

1.偏提取法→深穿透法金→属活动态测量法→水提取法：

1.1.超微细粒金：在勘查地球化学中，通常的光谱定量分析方法只能检测到单体粒径为75μm 粒径（200目）的金。粒径＜5μm的超微细粒金又分成微粒金和粒径＜1μm的胶体金,胶体金再进一步细分为亚微米金和粒径＜0.1μm（100nm）纳米金。当自然金单体粒径＜0.000144μm（0.144nm）时则称之为离子金。研究表明，无论是在岩石、土壤还是水系沉积物中，其＜5μm的超微细金约占30%~90%之多。并且，胶体金有很强的活动性，极易与其它物质结合，特别是纳米金已经具有了非同寻常的类气体等性质。这一发现为化探样品采集、分析方法改进以及金由深部向地表迁移机制的研究奠定了重要基础。粗粒金在化学上的稳定性与粒径＜74μm的细粒金特别是超微细粒金在物理和化学上的活动性是导致金的表生存在形式复杂多变的主要原因。

1.2.金的表生存在形式：金在表生环境中的存在形式主要包括自然金颗粒、水溶形式金、胶体金、不溶有机物结合金、吸附和可交换金、氧化物包裹金、硫化物包裹金、碳酸盐包裹金、石英硅酸盐晶格中的金、水中悬浮物金、气体中或气溶胶体金、微生物中的金以及各种动物、植物中的金。其中，超微细金、水溶性盐类、胶体金、络合物金、不溶有机物结合金或吸附金、铁锰氧化物膜吸附金、黏土矿物表面吸附金或黏土矿物层间可交换金等表生存在形式在土壤中表现了很强的活动性。金的表生存在形式有赖于地球化学景观。王学求等（1996）在川西北若尔盖草原覆盖区的A 层土壤中发现了大部分金以有机质保护的胶体形式存在。在以上诸多存在形式中，除铁锰氧化物膜吸附金、黏土矿物表面吸附或黏土矿物层间可交换金等外，其余形式金均可用水提取方法将金提取出来。

1.3.偏提取法:传统的偏提取技术发展于20世纪50年代和60年代初，其基本原理是用弱的溶剂去提取特定的相态，并通过测定赋存在该相态中呈离子态或化合态的金属元素含量来达到强化异常的目的。近年来，该方法倍受国内外勘查地球化学家的青睐，在测定各种活动态金属方面不断获得改进。随着高灵敏度分析技术的出现，为适应金矿勘查的需要和寻找更深矿体的目的，一系列改进的偏提取方法应运而生。我国学者王学求等提出新的偏提取方法即金属活动态提取法考虑了大量＜5μm的超微细金的特殊处理，以防其特载体被破坏后再次被胶体等新的载体吸附而不能转入溶液。

1.4.深穿透法：20世纪80年代以来，随着找矿目标的变更，一些能够有效探索数百米之下的化探方法逐渐出现。如瑞典Kristansson等(1982)提出的地气法、美国Clarke等(1990)提出的酶提取法、澳大利亚Mann等(1995)提出的活动金属离子法、前苏联的电地球化学法以及我国学者王学求等（1989）提出的金属活动态法和地球气纳微金属测量法。所谓深穿透地球化学方法正是从着眼于

推动研究从深部被搬运至地表的呈极其活跃状态的金属这一角度出发所提出的一个新概念。深穿透地球化学可以定义为研究能探测深部隐伏矿体发出的极微弱直接信息的勘查地球化学理论方法与技术。列入深穿透地球化学研究范畴的还有地气中金属含量测量法、土壤中金属活动态含量测量法、电地球化学法以及植物地球化学测量等方法。

1.5.金属活动态测量法（MOMEO）：90年代诞生于中国，是借助水、树脂、活性碳、有机物和铁锰氧化物等物质提取并测定地表疏松介质中被胶体、粘土、有机质、铁锰氧化物和可溶性盐类所捕获的各种活动态金属。活动态形式的金在表生条件下不仅作为离子或络合物的形式存在于各种表生载体中，而且还大量作为超微细颗粒金以物理形式被可溶性盐类、土壤胶体、黏土矿物、铁锰氧化物和有机物等载体所吸附或包裹。虽然这些载体很容易被各种弱的试剂所溶解，但存在其中的超微细颗粒金却不溶解或被胶体颗粒重新吸附而不能转入溶液。然而，正是这种活动态的金能从深部矿体以各种途径迁移至地表疏松介质中形成包含深部矿化信息的地球化学异常。80年代末，王学求与卢荫庥合作实现了对活动态金属本身的提取而不仅仅局限于对载体的提取，并将其称之为金属活动态测量法。由于该方法是从研究找金入手的，对金的提取采取了特殊的做法，故对找金特别有效。该方法在胶东太古宇-元古宇绿岩带发育区、穆龙套金矿沙漠和奥林匹克坝热带深风化壳覆盖区等地区在试验找寻金矿方面取得了显著的效果。

金属活动态测量方法与传统的以寻找贱金属为主的偏提取方法在概念和方法的不同在于：偏提取的概念只涉及矿体在风化过程中或局部范围内的一些地表营力所释放的金属，该方法只注意打开金属的载体。金属活动态测量方法的概念涉及全球性的上升气流对金属的搬运机制，该法不仅打开铁锰氧化物、黏土矿物和有机物等载体，且释放离子和化合物，并将其超微细颗粒形式的金属提取出来。

此外，比较成熟的金属活动态提取方法还有北美的酶提取法、前苏联的有机提取法和澳大利亚的金属离子法等。由于金属活动态提取方法提取的不仅只是离子态的形式，还包括超微细粒的金属，故对于不易形成离子态的金元素的找矿效果突出。

1.6.水提取法：水提取法为金属活动态测量方法之一。目前，该方法还不能广泛地适用于各种景观，即须根据不同的景观条件选择最适宜的活动态。据研究，与其它金属活动态提取方法相比，在胶东地区金矿使用去离子水提取金效果最好。它使用去离子水（通过0.45μm的滤膜）实现对水提取态金的提取。实验结果表明，水提取方法至少在300多米深的矿床上方可以有效地圈定异常。相关文献所提供的主要参考数据有：山东冲积平原土壤中水提取金背景值为0.42×10-9，其浓集系数为

2.4。其它元素背景值为Cu—0.27×10-6、Pb—0.053×10-6、Zn—5.21×10-6、Fe—1.93×10-6和Mn —0.63×10-6。

1.7.异常成因:在次生异常的形成方式中，气体成因模式可以发生在同生模式与后生模式中，前

者以气溶胶、纳米颗粒、离子或络合物的形式被气体或气溶胶体所搬运并形成顶部模式异常；后者则以可溶性盐类、有机物、黏土矿物吸附物、胶体或化合物的形式被气体所搬运并形成顶部模式异常。胶体形式金的迁移能力远远大于溶解状态的金。在金属活动态异常的形成机制中，气体搬运和化学风化作用居主导作用。谢学锦（1995）认为:气体应是全球性的，深部气体可以将矿体中的元素搬运至地表。这种气体的搬运作用是如此之大，以至于在被后来沉积岩、火山岩或厚层运积物的覆盖地区均可在其地表形成金属元素异常。

1.8.矿体定位:作为找寻金属矿产特别是找寻有色和贵金属矿产不可缺少的化探方法而言，目前进行真正意义上的矿体定位还是相当困难的。一般说来仅限于二维平面定位，还不可能做到三维立体定位。矿体二维平面定位的采样点间距一般从几米到几十米，比详查时每Km2多于10几个样品的采样密度或采样点间距从几十米到几百米的点线测量要更详细一些。

2.区域化变量→变异函数→克立金法：

2.1.区域化变量：以空间点的三个直角坐标为自变量的随机场Z(x)称为一个区域化变量。因此，区域化变量有两重性：在观测前，把Z(x)看作随机场，在观测后，把Z(x)看作一个普通的三元实值函数。在地质采矿领域中，诸如矿石品位、矿体厚度、线金属量、围岩蚀变程度、岩层破碎程度、地形标高以及物、化探测量值等均可视作为区域化变量。区域化变量能同时反映地质变量的结构性（或连续性）与随机性。为了能统一地考虑这两种特征，G.马特隆才提出了“地质统计学”这一名词。不同区域化变量有不同的程度的连续性。如矿体厚度变量具有严格的数学连续性，而品位、储量等变量只有事实松散的连续性。而金品位即使在两个非常靠近的样品中，也可能不连续即存在很大的差别。这种现象被称之为块金效应。另一方面，地质变量（如矿体走向与倾向上）往往是各向异性的。因此，必须通过引入变异函数才能较好地研究区域化变量。

2.2.变异函数：变异函数在地质统计学中占据十分重要的位置。这不仅因为它是许多地质统计学计算（如估计方差、离散方差、变差函数等）的基础，更重要的还在于它能反映区域化变量的结构性（或连续性）与随机性等许多重要性质。在地质统计学中，都把2γ(χ,h)定义为变异函数，于是，γ(χ,h)就称为半变异函数了。实际上，直接把γ(χ,h)定义为变异函数并不影响其性质，故把γ(χ,h)就叫做变异函数。其数学表达式为：γ(χ,h)=0.5E[Z(χ)-Z(χ+h)]2 该式说明，变异函数γ(χ,h)是[Z(χ)-Z(χ+h)]2的数学期望值之半。与空间点χ和相邻两点的距离h（又称为滞后、间隔或步长）这两个自变量有关。在只研究区域化变量的结构性的前提下，变异函数γ(χ,h)取值与χ无关，则变异函数γ(χ,h)可写成γ(h)，其图形称之为变差图。为了解决估计[Z(χ)-Z(χ+h)]2的数学期望值时所遇到的统计推断上的困难，就需要对区域化变量Z(χ)作一些假设，如当E[Z(χ)]=m（常数）Var[Z(χ)]=c（常数）时被称为二阶平稳假设。

2.3.变异函数功能:变异函数有许多功能。首先，通过“变程”可以反映变量的影响范围。通常，