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地球化学弱信息提取技术研究

汪明启  
【摘要】: 随着勘查地球化学应用和理论研究的深入,常规的化探方法技术已走向成熟。自20世纪90年代以来,全球勘查地球化学转向覆盖区特别是运积物覆盖区方法技术研究上。地球化学弱信息提取技术作为可在覆盖区应用的重要方法之一,成为各国化探界的研究热点。本论文选择黄土覆盖区进行方法有效性实验研究,并通过各种实验手段,对某些问题进行必要的理论探索,试图为地球化学弱信息提取技术最终走向成熟打基础。 本文采用原子吸收法作为基本分析方法,并以ICP/MS为比较方法,通过选择性循序提取试验,研究了甘肃蛟龙掌多金属矿和河北张全庄金矿黄土覆盖条件下,地表黄土中地球化学弱信息特征。进一步证明弱信息提取在勘查隐伏矿方面的有效性。但与国外重点关注非晶质铁锰氧化物如酶、盐酸羟氨提取结果不同,在我国北方半干旱黄土覆盖景观区,粘土吸附和碳酸盐结合态金属元素的提取为最有效的提取步骤。而游离态、有机结合态的提取效果则受景观控制变化较大。铁锰氧化物态硅酸盐结合态金属元素在厚黄土覆盖区对矿带无指示意义。 吸附和解吸试验研究表明,黄土对金属离子具有很强的吸附能力:对于浓度较高的水—土体系,深部黄土和红土吸附能力大于地表黄土;而对于更接近自然界条件的低浓度水—土体系(ng级/ml),地表黄土吸附效率高于深部黄土,使以离子形式迁移的一部分金属在地表黄土中得以被吸附固定而形成异常,这部分金属可被中性盐提取剂提取。 黄土覆盖区主要分布在干旱半干旱地区,次生碳酸盐在地表土壤中普遍存在,蒸发所产生的毛细作用、地气流的上升作用等所带入的各种形式金属元素,在地表土壤(黄土)与碳酸盐发生共沉淀或被吸持。实验表明,这部分金属可被醋酸有效提取。 不同浓度醋酸提取,黄土的结构、重量和矿物组成发生不同变化:黄土团粒界限变得模糊并出现孔洞,可能说明次生碳酸盐在黄土中主要成胶结物存在;随醋酸浓度增高,黄土重量逐渐降低,但当醋酸浓度大于3%后,重量变化明显变小;黄土中碳酸盐矿物含量逐渐降低,当醋酸浓度>3%后,变化范围明显变小。 浓度提取试验结果表明,选择合适的提取剂浓度,可从根本上改善提取效果。与前人认识不同,进行可交换态(粘土吸附)和碳酸盐结合态弱信息提取时,不是提高提取剂浓度,而是降低浓度。在类似于蛟龙掌半干旱黄土覆盖景观区,醋酸提取剂浓度应小于或等于2%,氯化铵浓度小于或等于1%。因此,在覆盖区应用弱信息提取方法时,应结合景观和样品特征,采用实验方法确定合适的提取剂浓度。 中国地质大学(北京)博士论文 弱信息铅同位素示踪发现,蛟龙掌矿区各地质母体铅同位素差异明显,利于进行 同位素示踪。背景区土壤氯化氨和醋酸提取铅同位素组成与矿化区有所差异,但由于 矿带上方铅元素异常弱,范围窄,因此,其同位素差异相对较小,比较而言,醋酸提 取铅差异相对较大。不同地质母体对比分析发现,矿带上方土壤样品异常铅具双重来 源特征:即来自黄土和多金属矿化体。证明同位素示踪覆盖区弱信息物质来源思路可 行,但需要进行进一步探索。


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