地气测量的原理及其在地质勘查中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com／地气测量的原理及其在地质勘查中的应用。／堡室堡垒叠古平等(地矿部物化探研究所，廊坊102849)摘要本文介绍了金属气体和金属微粒的形成、地气流的垂向搬运以及内生金属矿床周围地气分散晕的广泛存在．同时还介绍丁地气测量在我隐伏矿和勘查运积物覆盖下的岩石类型的应用前景。搀{关键词密，龟墨三玉整雎，：，找隐伏矿·应用前景。彩重I地气测量又称综合气体测量，它是研究地气流中气体和气溶胶组分的分布分配及其运动规律用于地质勘查的-f]新兴学科。利用与矿床有关的特征气体组分进行找矿

2、的思想，首先起源于油气田上方油气苗所散发的特殊气味和汞矿床上方游离汞的存在。自本世纪30—40年代先后有G．劳伯梅(1929)、BA索科洛夫(1933)、萨乌科夫(1946)等学者分别提出用烃类气津找石油，用汞蒸气找汞矿床。此后，至5O年代又开展了射气找铀矿的工作。七十年代加拿大巴林杰公司大规模地开展了气溶胶找金属矿的研究，曾研制成空中和地面微迹系统。8O年代IO．C口一证实了金属矿床周围金属分散晕的普遍存在，并研制成检测这类晕的地电化学方法。9O年代初，o．普吉科夫(1994)对气分散晕的形成机理进行了专门的研

3、究，他指出无论是高热条件下，还是在常温状态下，地气流均能对金属微粒进行近于垂向的迁移。目前我国对地气测量的研究正在逐步升温，研究用地气找矿的单位和人数在不断增多，样品预富集和样品分析方法也五花八门。总的来说异常的重现性不能令人满意，地气测量的基础理论和尸方法技术仍有待于进一步改进和完善。尽管如此，大多数研究者一致认为，地气测量在找隐伏矿和研究深部地质问题等方面具有极其良好的前景。1内生金属矿床周围的金属分散晕这里所提及的金属分散晕是指岩浆上侵时，金属组分从溶融体中分离出来，呈气态金属或金属微粒向构造裂隙和岩石孔隙

4、渗透和扩散所形成的分散晕。这种分散晕在时间上形成于矿体形成之前。晕中金属呈微粒、准气态、金属气体等形式存在，而不是呈硫化物存在，用肉眼和高倍显微镜均见不到金属组分的独立矿物。它是矿床原生晕的重要组成部分，但与传统的原生晕的概念有着本质的区别。呈单质金属状态存在的分散晕是成矿早期阶段气体沉积的产物，是后期成矿的重要金属来源。为了证明成矿过程中金属气体沉积阶段的存在，火法冶炼厂周围气态金属和金属微粒异常的存在是最理想的模拟试验。在高温冶炼炉中．热稳定性低的金属组分可以呈气态和金属。车文为国家自然科学基金资助项目(49

5、290100)研究成果。1995年11月23El收稿。维普资讯http://www.cqvip.com260物探与化探20卷微粒随烟尘向大气中扩散，随着扩散迁移距离的增大和温度的降低，在常温下可呈气态的汞在近地面大气中形成汞蒸气的异常。图1是甘肃烟囱白银厂炼铜厂烟囱下方所形成的扇状金属异常和lC1(I)汞蒸气异常。大气中的汞异常(Hg气)与土壤中的汞异常(Ng)基本一致。地质工作者早就发现了内生金属矿床与各类岩浆热源体之间的密切关系，并试图用火法冶金的原理去解释各类金属矿床的形成。早在1970lLm＼＼年，拉济乌

6、斯(Ma3Hyc，1970)提出了关于汞矿床形成的升华理论。我国著名汞矿专家严钧平(1989)l＼Hg(10‘提出，在汞矿床形成的初期阶段存在着明显的汞蒸气沉积期。大量资料证明，无论是汞，还是其它高沸点金属，在纯热力的作用下，仅能生成金属蒸气，而不能生成金属硫化物，因而对金属气体沉积在形成过程中的作用，没有予以重视。近几年来，美国斯坦福大学的地质学家在观察火山岩中的气泡时，发现气泡中含有比围岩高圉1甘肃白银厂炼铜厂周围金晨微尘和盒晨气体的异常若干倍的金属元素，证明火山活动初期的岩浆中，有富含矿质组分的金属气体存在

7、。HAo3elDolBa~在对火山气样品的分析中，发现火山气中As、sb的含量比大气中高2—3个数量级，铜的含量高1．5—2倍。我们在内生金属矿床周围同样发现了吸附态汞的普遍存在。我国著名原生晕专家徐外生在对浙江乌岙铅锌矿原生晕的研究中，发现Pb的富集是就地取材的，由于Pb在矿体周围的浓集，在浓集区的外围形成大片的亏损区(图2)。绝大部分内生金属矿床周目，蒸发晕、游离金属晕和元素分带序列的存在，是成矿过程中气沉积阶段存在的直接证据。气体沉积阶段，在热源体上方沉积的金属组分和准气态组分，具有较强的活动迁移能力，在有

8、利于热水溶掖循环的条件下可进一步富集成矿。在地气流的作用下，可形成地气分散晕。在表生过程中，随着矿床剥蚀深度的增大，金属硫化物被氧化，硫化物中的金属被还原，岩石中圉2浙江乌岙铅锌矿4l线Pb浓度分布圉的气态包体遭破坏，吸附在岩石表面的金属气体(I自馀外生1985)和金属微粒开始脱附，使金属矿床周围的金属组1一片麻岩、混台岩片麻岩：2一闪长玢岩；3石奠斑岩；4铅锌矿体：5一