地气法与地球气纳微金属.ppt

地气法与地球气纳微金属测量理论与方法,一、地气概念的提出与演化,地气的概念是于1982年由瑞典兰德大学物理系K.Kristiansson博士和波立登矿业公司勘探部L.Malmqvist博士共同提出的。其主要依据主要为,Rn222的半衰期是3.8天，对于计算正常孔隙度的干土，在这3.8天内只能迁移1米左右的距离。在上百米的铀矿上方观察到Rn异常不可能是通过扩散作用到达地表的，一定还有另一种比扩散更快的迁移机制。,1、Rn原子一定是通过另外气体的持续不断地向上运动而被带到地表的。2、并且作为微气泡的运载气体流的运动速度比扩散要快得多。3、这种运载气体起源于地球内部或者是作为大气与地下气体交换的一部分。,基于上述两点，唯一的解释是,并且随后于1984年在3个不同地区的30个钻孔的26个进行了试验，观测了地气的流量和成分。气体的成分主要为N2、Ar、甲烷，少量的烃类气体和一氧化碳。气体的流量流钻孔的深度也随之增大。并且世界各地都发现了“地气”的存在，说明了地气是全球性的。,二、地球气中纳微金属测量（地球气测量）概念的提出,物理学角度胶体颗粒级（0.4um）、介观物质和纳米级物质（＜0.1um）；指金属颗粒尺度极小，超微细亚um至nm级。属于超微细金属。化学角度来讲离子、原子、分子、原子团、分子团、气溶胶。含量极微ng级以下。上述两个方面，表达了地球气测量的实质。,三、地气的采样技术与分析方法,被动吸附法,缺点是效率低，探测器易于丢失，不宜开展大规模的区域工作。,Kristiansson1982年的硝酸纤维柯达胶片做探测材料，中子活化分析。Kristiansson和Malmqvist（1987年）用带有聚苯乙烯薄膜的漏斗做探测材料，质子激光X荧光分析。童莼菡1992年用类似于瑞典人的方法探测方法，中子活化分析。,效率高、不受外界（如天气）干扰、成本低。,主动吸附法,王求学（1990年）使用聚胺脂泡沫并加上特殊的负载作为吸附材料，用抽气泵快速抽气。俄罗斯Volokh（1995年）活性炭纤维布作为吸附材料主动抽气技术。伍宗华（1995年）醋酸纤维过滤嘴作为吸附材料。刘应汉（1995年）添加活性炭的泡沫塑料为吸附材料。,四、地球气纳微金属测量技术的研制,搜集装置主要由螺旋取样钻、过滤器、捕获器和抽气泵四部分组成。,三个重点1、吸附材料选择必须能在短时间内有效、快速捕获气体中的微量金。2、吸附材料的本底元素含量必须降低到很低。抽气装置必须保证不使尘埃进入捕获器中。,五、地球气中超微量金属的分析方法,原子吸收法中子活化法激光单原子分析技术质子激光X荧光分析,六、地球气中金的背景值与分布特征,地球气中的金背景值是王求学在进行了大量的工作之后求得的。即剔除大于3倍离差以后的数据，并且扣除了吸附材料本底的金含量。,并且在山东所做的地球气测量表明在金矿体上方确实有“气态金”的存在；气体中有下列几种形式气溶胶体、亚um和nm级颗粒、原子团、离子和化合物。地球气中的金与地表金的含量无关，而与深部矿体有关。使用超低密度采样可以有效地圈定大的成矿靶区。,七、地球气测量的再现性和季节性变化,同一时间同一地点两次重复采样的再现性（是否两次采样之间有干扰，影响数据的正确性）同一季节相隔一个星期两次测量的再现性。（单点含量绝对值相差较大，但异常分布模式一致，这说明了受上一次测量的影响所造成的。）地球气测量的季节性对比试验（模式基本相同）,八、地球气异常模式,地球气纳微金属矿体异常模式顶部异常双峰异常组合异常（跳跃式异常）,九、地球气的形成机理探讨,包括四个方面的研究内容运载气体的研究，地下深处是否存在上升的气体流，上升气体的来源与组成超微细金属的研究，地球化学块体与矿体中是否存在超微细金属或离子运载气体与金属的结合方式，被载金属以什么样的形式和机制与运载气体结合而被带到地表。异常模式的研究，地球气纳微金属在地表表现的异常模式如何,运载气体的组成和来源,地下深处存在气体已被许多间接事实证明火山活动排放大量气体，大洋底的黑烟囱，地幔柱中存在大量气体。钻孔也证实了地下有上升的气流这一现象,气体的成分主要为N2、Ar、氧气、甲烷，少量的烃类气体和一氧化碳。N2浓度略高于大气，氧气浓度明显亏损，有大量甲烷的存在，并随着钻孔深度的增加，甲烷含量明显增高。气体来源有与大气有关的气体当地土壤产生的气体地幔排气,矿体和地球化学块体中的超微细金属,金属迁移形式扩散作用、渗透作用、毛细管作用、电化学作用、地下水作用、植物根系作用及气体迁移作用（即超微细粒金属被气体吸附而迁移）。,气体中金属元素的存在形式及与气体的结合方式存在形式物理学角度胶体颗粒级（0.4um）、介观物质和纳米级物质（＜0.1um）化学角度来讲离子、原子、分子、原子团、分子团、气溶胶,对于与气体的结合形式，不同的学者做了不同的研究伍宗华（1996）在山东邹平铜矿发现金、银、铜、铅主要呈单质、硫化物、氧化物的形式存在。并且认为元素是以气溶胶体形式迁移。任天祥（1995）认为金属颗粒呈nm状态，nm物质本身具有类气体的性质，它们可以类气体形式迁移。格里高良（1997）认为金属是以离子状态迁移的。通过上述，可以认为不同地区金属颗粒与气体的结合方式是不一样的。,地球气纳微金属形成机理综合模型,地球深部存在上升的气流，气体成分主要是烃类气体、He、CO2、N2、O2、Ar等，当上升的气流经过矿体及高含量地球化学块体时，将把成矿元素及伴生元素的活动态部分（nm级颗粒、胶体、离子、各种络合物）捕获到微气泡表面，或超微细金属颗粒呈弥散形式分散在气体中形成气溶胶。,由于金属是随气体一起迁移的，因此具有沿微通道（岩石裂隙、矿物间隙、大分子间隙）垂直迁移的特点，形成顶部异常，同时也可以沿宏观通道构造迁移形成强烈的峰值异常。但在无矿区往往形成普通的气体异常，气体中所携带的金属在近地表可以被覆盖物所吸收或结合，形成金属活动态异常。,