探查异常源的非常规化探方法的研究

  20世纪80年代以后新发现的大量金矿绝大多数是根据区域金异常的线索，利用水系沉积物及土壤测量方法进一步缩小靶区，再经工程验证发现的。由于找金矿取得的巨大成效，带动了许多其他化探方法的研究（李善芳，1989，1992）。
 
  1．金矿原生晕的研究与叠加晕的发现。
 
  朱泰天在研究夹皮沟三道岔矿床中元素的垂直分带时，发现在金矿原生晕的尾部异常中，前缘元素如As、 Hg、F再度增强（朱泰天，1984）。李惠对这一现象进行了广泛的研究（李惠，1991）。他选择了多个有代表性的典型矿床，矿床类型既有石英脉型，又有蚀变岩型；在成因上主要是绿岩带型金矿，其中包括了与花岗质杂岩系有关的胶东金矿、与太古宙绿岩有关的河南小秦岭金矿和与碱性杂岩有关的河北东坪金矿。在此基础上，针对构造和成矿多期性对原生晕的影响，提出原生叠加晕的概念。原生叠加晕的关键技术是研究和发现金矿单一期次成矿形成原生晕的轴向分带及识别不同成矿期次所形成原生晕在空间上叠加的结构。建立了四种形式的理想模型：模型1，单一主成矿阶段形成矿体（晕）(A)或两个主成矿阶段同位叠加晕理想模型(B)；模型2，串珠状金矿原生叠加晕理想模型；模型3，两个主成矿阶段形成矿体（晕）部分叠加理想模型（深部盲矿预测标  志）；模型4，金矿床（体）复杂叠加晕理想模型（矿体向下延伸大小的预测标志）。同时，总结出了应用叠加晕找盲矿和判别金矿剥蚀程度的5条准则(李惠，1993;李惠，张文华，常凤池，1998)。在此基础上，冶金物勘院物化探研究所（李惠，王支农，苑月肖等1994）、有色北京地质研究所娄元生、王真光等进一步研发了包裹体气晕、离子晕及其叠加晕在矿区找金盲矿的新方法。他们系统研究了不同成矿阶段形成石英包裹体的温度和包裹体的气相成分、液相成分、相对光密度的特点，特别是研究了金矿体中石英包裹体气晕（气相成分）、离子晕（液相成分）的轴向分带，发现了气相C0：、CH。和液相F-、CI-是矿体特征前缘晕的指示，液相Caz+、Mg2+是尾晕特征指示，并在进一步研究不同阶段形成的矿体（晕）在空间上的叠加结构的基础上，总结出了石英脉型金矿区及其外围盲矿预测的包裹体气晕、离子晕及其叠加晕的模型和盲矿预测标志(李惠，王支农，苑月肖等，1994)，并取得了较好效果。
 
  这些成果为在矿区深部及其外围盲矿定位预测提供了新的思路，改进和发展了苏联学者提出的方法和技术。20世纪90年代以来，在20多个金矿山的深部找矿中应用，提出了200多个盲矿预测靶位，预测金金属量达200余吨；部分预测靶位经验证找到了盲矿体，已获金金属量近60 t，缓解了矿山资源危机，取得了巨大的经济效益和社会效益。
 
  2．气体地球化学方法。
 
  可用于金矿勘查的指示气体，主要是氡(Rn)、CO2和Hg蒸气。Rn气源主要来自金矿床中伴生的铀矿物。如东秦岭丹凤地区某花岗伟晶岩型铀矿床的人工重砂样中发现自然金与晶质铀矿的连生体，河南省嵩县瑶沟金矿区的金矿石中铀含量达7. 77×10-6。CO：
 
  气的来源主要是金矿床中的硫化物矿物氧化时产生的硫酸与围岩或脉石矿物中的碳酸盐矿物发生作用而生成的C02。如吉林梅河口市的香炉碗子金矿床的矿石中，自然金就产在方解石中。当金矿床的矿石中自然金的载体为含Hg硫化物，或金矿石中含有汞矿物，当硫化物在氧化带氧化成硫酸时，汞易从硫化物中还原成汞蒸气(Hg)。如四川拉日玛金矿床中就含有橙红色的汞矿物。上述的Rn、CO2、Hg气，从矿源向地表沿着压力梯度最大或阻力最小的裂隙迁移，因此这些气体异常一般多沿断裂破碎带分布，壤中气异常一般与矿体在地表的投影位置比较吻合，这就是Rn、CO。及Hg气测量寻找隐伏金矿的基本依据。
 
  为了提高土壤中异常气体采集的效率，核工业北京地质研究所及地矿部物化探研究所分别研制成功Rn-CO。、Rn-Hg联测的采样器。在Rn-Hg联测中，Rn采用Rn子体捕集片，而Hg用的是金丝捕汞管。Rn-CO。联测中，由于在同一孑L中先测Rn，后测CO。，有利于测得底层土壤的C02浓度，有利于提高异常强度。
 
  核工业系统应用Rn、CO2、Hg气体的地球化学测量方法，在河南瑶沟矿区和吉林香炉碗子矿区进行了成矿预测，经工程揭露验证，见到了工业金矿体，其反映深度一般在10 m至，2×10 m或更深，表明应用壤中气C02、Rn等勘查被覆盖的含矿断裂和含金矿脉是有效的。当然，气体地球化学方法找金，毕竟是一种间接找矿方法，在已知矿区的外围找矿中效果较好（游云飞，1994）。
 
  3．水地球化学方法。
 
  金矿区土壤和水系沉积物中水溶性金的普遍存在，金矿区地表及地下水体中金含量普遍增高的事实，为采用水地球化学方法找金提供了重要依据。然而要使水地球化学找金方法能在实践中被广泛应用，必须解决水样预富集和分析测试方法的技术难题．以往天然水中金的预富集方法有蒸发法、萃取法、共沉淀法、活性炭吸附法及泡塑吸附法等。这些方法都在不同程度上存在水样大，运输困难，预富集步骤繁杂，所需设备、试剂携带不便等弊病，阻碍了水化学方法找金的广泛应用。
 
  20世纪90年代，地矿部内蒙古第二物化探勘查院、华东地质学院及核工业东北地勘局244地质大队的科技人员，为解决以上技术难题，分别研制成功天然水中金的预富集方法和高灵敏度金的分析方法，并在南方湿润气候区、内蒙古干旱气候区和东北中温带湿润气候区均取得一定的找矿效果(苏美霞等，1994;张卫民等，1994;王超，孙作振，1994)。2005年物化探所应Placer Dome要求，在胶东采集地下水样品，首次不经任何预富，直接运回实验室，取50 mL水样，用ICP-MS进行分析，金的检出限可达万亿分之三。可以预料，由于ICP-MS仪器与方法日趋完善，水地球化学方法今后将在隐伏金矿的寻找中得到广泛应用，成为“常规”方法。
 
  4．电地球化学方法。
 
  地表覆盖层、地下水及其覆盖下岩石的间隙气、液组分等，可视为多相多成分不均匀分布的电解质。在地表放置一定装置长时间供以强电流，可使部分金属离子由厚覆盖层中释出，并迁移沉淀到作为阴极的采样器上，通过对采样器上的金属阳离子做测定分析，即可达到寻找隐伏矿的目的。
 
  地电化学法在众多隐伏金矿区进行了找矿试验。试验研究表明，在各种厚覆盖区，各种不同成因的掩埋金矿，都能取得较好的异常反应；在常规化探方法无异常显示的地区，地电提取测出了清晰的异常（李江，1989;罗先榕，1999）。刘吉敏在新疆用地电化学法找到了金矿体(Li etaZ．，1993)。
 
  电吸附找金法被视为是对地电化学找金法的改进。有人认为，如果说地电提取（地电化学）找金的原理在于通过富集过程来强化异常，则有理由用其他方法来代替这种野外施工较困难的方法。因为：第一，现代金的测试方法的灵敏度和准确度已达相当高的水平，不一定需要野外富集；第二，实验证明，对采集的样品在室内通电提取，同样能达到强化异常的效果。这就是所谓的电吸附找金法，该方法在河北省后沟金矿的试验取得了成功。
 
  电吸附找矿方法研究的关键问题，是合理取样与有效地提取异常元素(张茂忠，周奇明，1994)。
 
  5．痕量相态分析技术评价金异常的方法。
 
  借助痕量相态分析技术，查明从深部迁移到近地表部的地球化学信息，可以增强与深部矿化有关的异常衬度，提高金矿化探效果。我国许多单位开展了相应的研究和运用。例如，在总结常规评价方法的基础上，西北有色地质研究所龚美菱等试验研究了一种快速评价研究热液金矿床的新方法、新技术——痕量相态分析技术评价金地球化学异常的方法(龚美菱，1994)。对此本书有专文论述，本文不再冗述。
 
  6．“地气法”找金的研究与发展。
 
  “地气法”在20世纪80年代初出现于瑞典，1988年引入我国（李善芳，1988），许多学者对它作了进一步研究和发展（童纯菡等，1992;王学求等，1995;王学求，谢学锦，1996;任天祥等，1995;伍宗华等，1994）。例如，王学求等改进了野外采样设备和技术，在国内外著名金矿床上证明了方法的有效性，并将之发展为区域性测量手段。这些研究和改进，为在运积物覆盖区探查深部金矿信息开辟了新的方法途径。