对电吸附找矿方法的认识.ppt

对电吸附找矿方法的认识邱炜2006年12月27日,1前言随着找矿程度的不断深入，易于发现的露头矿和浅埋藏矿已越来越少，找矿目标已逐渐转入到难以发现的深埋藏隐伏矿上，找矿的难度越来越大。电吸附找矿法就是一种针对寻找隐伏矿而研究成功的新技术、新方法。该方法属地球化学找矿方法中的活动态组分提取法的一种，它是在室内把样品装入特殊的装置，加入专门配制的助溶剂，然后进行通电处理，,把呈活动态的后生地球化学异常组分解脱出来并进一步富集，并用吸附介质吸附试样中电运移元素，通过这些元素所形成的异常来寻找隐伏矿体的一种方法。试验证明，运用电吸附找矿方法能够有效的发现隐伏的金属矿体、矿床。该方法于1993年就开始试验研究，通过十余年坚持不懈的探索与研究，现已总结出一套基本成熟的室内电吸附技术方法。,2电吸附找矿方法过去的研究证明，土壤对矿体中活化出来的金属离子具有吸附作用。将样品加入一定量的溶液并对其通电，金属离子就会在电场力的作用下向一定的方向运移。如果在电极周围放上对金属离子具有很强吸附力的吸附体，那么从土壤中运移出来的金属离子就会再次富集于吸附体中，现今的分析条件已能测定出吸附体上的金属量。,电吸附方法用于寻找金属矿产是一种直接指标，它所提取的元素是主成矿元素和伴生元素，根据异常元素的组合，可以直接反映深部的矿种，如果是金矿，则金的异常突出；如果是铅锌矿，则铅锌异常突出；如果是铜矿，则铜的异常突出等等。在金属矿勘探中，电吸附方法具有两种形式一是利用地表土壤中的吸附态次生晕进行找矿；二是利用基岩裂缝吸,附态次生异常进行找矿。无论是上述哪种形式，它们的异常均存在一个共同的异常找矿模式。2.1电吸附法寻找隐伏矿的理论依据电吸附找矿法的依据是深埋藏隐伏矿上方的覆盖层中存在着与隐伏矿有成因联系的后生异常。所谓后生异常是指其异常物质在其所赋存的介质形成之后以某种方式进入而形成的地球化学异常。后生异常组分多属活动,态，通常把化学结合力不强，易于转化活动的结合态称为金属活动态，如水溶态、吸附态和某些可溶性盐类等。后生异常是有源的，其形成要经历成矿、成晕物质的溶解在溶液中迁移析出等一系列的过程。深埋藏隐伏金属矿体的溶解作用主要是电化学溶解作用。电化学溶解作用包括氧浓度差电池氧化溶解作用和硫化物原电池氧化溶解作用。氧浓度差电池氧化溶解作用是指一个矿体,或其它导电体处于具有不同氧浓度的电解液中，就会形成一个自然电池，导体的下端为电池的阳极缺氧，上端为阴极氧较多。那么，电子将通过导电体从Eh低的一端该处的还原剂被氧化流向Eh高的一端该处的氧化剂被还原。在地壳中，氧化电位一般随深度的增大而降低。导电体的存在，例如硫化物矿体，将扰乱原生氧化还原场电位的分布，并围绕,着导体顶部产生负电位带阴极，围绕着导体底部产生正电位带阳极图1。也就是说，硫化物矿体的上,端部分被氧化，放出电子，起着阴极的作用；下端部分被还原，吸收电子，起着阳极的作用。导体周围的阳离子将完全向上移动，而阴离子则完全向下移动，以便保持电的中性。在这种作用过程中，在硫化物矿体周围就会形成围绕矿体分布的H、金属阳离子晕和OH-、SO42-等阴离子晕。随着这种作用的不断进行，硫化物矿体将不断地被腐蚀溶解，直到硫,化物矿体彻底被氧化而消失。硫化物原电池的氧化溶解作用，是指一个硫化物单元通过导电体与另一个硫化物单元连接，使它的腐蚀速度加快的作用。这种作用主要是由相邻两种硫化物的电极电位差造成的。当有两种不同电极电位的硫化物在同一矿体中出现时，电极电位低的硫化物将成为阳极并被溶解之，而电极电位高的硫化物则为阴极，氧在那里被,还原。随着这种作用的不断进行，硫化物将不断地被腐蚀溶解，直到硫化物彻底被氧化而消失。在解释了深埋藏隐伏矿可发生溶解作用的前提下，再以图1来简略说明后生异常的形成过程。如图可知，在氧浓度差电池和硫化物原电池的氧化溶解作用和其它因素的溶解作用下，深埋金属矿体产生溶解，在矿体周围的电解质水溶液中形成矿体上,部的阳离子晕和矿体下部的阴离子晕；这种离子晕在水动力作用、由浓度差造成的扩散作用、毛细管作用及天然电场电动力作用等动力的驱动下，沿岩石微裂隙从地下深部向上再运移到地表进入土壤；在表生条件下，有的组分因蒸发作用使其在溶液中过饱和而析出，有的发生沉淀反应和胶体凝聚作用而析出，并被土壤中的胶体、粘土矿物、有机质和铁、锰氧化物等所吸附，形成后生地球化学,异常。在作用的过程中，矿体周围所形成的离子晕浓度相对较高，随着远离矿体浓度逐渐降低。金属离子进入土壤层后，由于存在各种析出作用和吸附作用，其又相对被富集。电吸附法所提取的就是后生异常中的活动态组分，尽管这种活动态组分异常很微弱，但对样品进行通电处理，可使异常组分进一步富集和强化，从而达到利用其来找矿的目的。,2.2电吸附法的地球化学依据对于深部隐伏矿床来说，矿体上方常常有厚的覆盖层，矿体成矿元素需经历的就是后生地球化学异常。因此，电吸附找矿方法的依据首先是矿体的成矿元素和伴生元素的后生地球化学作用机制。过去许多研究证明，隐伏矿体的矿物、元素在地下水条件下很容易发,生溶解，并在各种地质、地球化学及地球物理作用下向上迁移，最后在覆盖层浅部富集形成异常。主成矿元素及其伴生元素在矿物中通常是不活泼的，但是隐伏矿体在地下深处的后生地球化学作用过程中是相当活泼的。如在地下深处，金属元素与还原电位高的物质接触，很容易发生电化学溶解。溶解出的氧化态Au、Au3、Cu、Zn2、Ag具有较强的极化力，,易与Cl-、HS-、S2-、CO32-、Br-、I-、CN-等形成易溶络合物，而金的某些络合物分别在Ca型水、HCO3-型水和SO42-型水中都易于迁移，所以被彼列尔曼列为“活动元素”。Sewar通过实验研究表明，金在溶液中通常以[AuHS2]-的形式迁移，而银及贱金属则主要以卤素络合物的形式迁移。因此，隐伏在地下深处的矿体很容易在各种地质作用下使其成矿元素及伴生元素发生溶解迁移至地表。迁移至,浅层的成矿元素及伴生元素容易被有机质、铁锰氧化物及胶质体氢氧化物等地球化学障阻挡而形成富集，另外，还可以被高岭石、含水高岭土和其他粘土矿物吸附而富集，形成后生地球化学异常。电吸附法的目的就是发现这种与矿体有直接关系的异常，因此，电吸附法所获取的异常用来找隐伏矿体矿床是可行的。,2.3电吸附法的物理条件带电离子在电场力的作用下能够向电极运动是电场理论的主要定理，因此我们利用物理学中的电场这个条件来提取与矿体有直接关系的离子，再分析这些离子的元素成分，就能发现成矿成矿元素的异常为我们找矿提供依据。电吸附找矿方法是将野外采集的土壤样品在室内的特殊装置中通电并,利用具有强吸附能力的吸附介质吸附电运移离子，使这些运移离子富集，然后再分析。这样就能发现成矿元素异常。前苏联最早应用野外地电提取异常元素的找矿方法且在找铜镍矿、锡矿及一些多金属矿方面发挥了作用.近几年国内罗先熔等应用地电提取方法找矿也取得了较好的试验效果。研究表明野外地电提取是一个富集过程，它是在野外现场富集土壤中的成,矿元素离子，起到强化异常的作用。电吸附法是将土壤取回在室内富集，同样能达到野外富集的效果。因为现代的测试方法灵敏度和准确性具有相当高的水平，不需要从大量土壤中富集大量元素离子，就能测试出元素异常，另外在室内对采集的土壤样品通电，同样能达到强化异常的作用。电吸附找矿方法由于是在室内进行，所以省去了野外布线的繁杂工序,许多不容易控制的干扰因素，在室内也容易控制。因此它的异常更能体现深部隐伏矿体。2.4电吸附找矿方法的程序电吸附找矿方法的程序野外采样、样品加工、室内电吸附、分析测试、数据处理成图等过程。野外采样与次生晕的采样方法相同；样品风干后加工成80目120目的粒度待用；室内电吸附是将样品在室内的特殊装置内通电，并用吸附介质吸附电,运移元素的离子；分析测试吸附介质中的元素成分；将分析结果的数据处理成图。电吸附法获得的元素异常，主要是络阴离子形式存在，具体的状态与元素本身有关，如金是以Au3的络阴离子为主、银是以Ag的络阴离子为主，由于络阴离子的形成具有很复杂的过程，因此在针对具体元素时还有待进一步研究。电吸附找矿方法的关键问题是合理取样、选择最佳的,吸附介质和有效的提取异常元素，而了解元素的存在形式是室内电吸附的关键。3结论电吸附找矿方法是以矿体中金属活动态离子作为研究对象，由于活动态具有很强的穿透性，所以它们能在地表形成再次富集，产生异常而这种异常与矿体具有直接的关系，电吸附方法就是提取这种异常的一种新手段,通过试验，电吸附法在隐伏金矿和铜矿上均取得很好的剖面性试验效果，尤其是在常规化探寻找隐伏矿体无效或者效果不佳的情况下，电吸附法更显示出其独特的找矿效果。电吸附法所取得的异常与矿体吻合程度高指示矿体赋存位置准确，对埋深较大的深隐伏矿体也有很好的找矿效果，这对厚层覆盖区矿体的快速预测和定位具有重要意义。目前该方法取得了很好的剖面性试验效果，希望今后能开展,扫面性试验研究，为推广应用该方法提供一套较完善的理论依据，为快速寻找隐伏矿体矿床提供一种新技术、新方法。,谢谢请大家给予批评与指导,