『壹』 活动金属离子法
一、内容概述
活动金属离子法(Mobile Metal Ions)简称MMI方法,是澳大利亚A.Mann等在20世纪90年代初发展起来的。这一方法的依据是金属活动离子可从深部矿体穿过上覆的沉积岩石及外来的厚层运积物盖层而达于地表。使用某种特殊试剂可以把这种金属活动离子提取出来。这种金属活动态离子异常经常较准确地位于矿体垂直上方,偶尔也在倾斜上方,透视深度最高纪录达700m。至于活动态金属离子如何从深部达于地表,学者的解释是在风化过程中,发生元素的化学释放和气体的搬运。但他们正在进行“活动态金属离子异常形成机制的研究”,这一项目是保密的,并得到11家矿业公司的经费支持。由于发明者成立了商业勘查公司,出于商业秘密考虑,至今没有发表方法的细节。
活化金属离子法(MMI)作为一种深穿透地球化学方法,测量的是由地下深部矿体释放并迁移到地表土壤中的“活化金属离子”。元素从深部向地表的迁移机理是无法观测到的,这一直是勘查地球化学研究的焦点和争论最大的问题。被测元素如何迁移到运积层表部是所有深穿透地球化学方法的前提和理论基础。有研究认为元素可以通过以下7种途径迁移至地表:①毛细管作用;②植物根吸附作用;③离子扩散作用;④电化学迁移;⑤蒸发作用;⑥地下水循环;⑦气体扩散。随着深穿透地球化学方法研究的不断深入,扩展了深部元素迁移营力和机制的视野,提出了“还原柱”迁移模型、地气流迁移模型、多营力迁移模型等。
Mann et al.(1995,1998)对土壤地球化学异常的形成提出了一个新的模型。这种模型认为在A层或B层土壤中未结合的金属(弱吸附或活化金属离子)和结合后的金属(与土壤中有机物、黏土、碳酸盐等组分结合的离子)之间存在着动态平衡。矿(化)体释放的元素可以通过水溶液和(或)气体搬运至近地表,随着成土作用的进行,这些还未结合的金属与土壤中的有机物、黏土、碳酸盐、铁氧化物等组分结合,并在重力、流体等作用下发生侧向分散。
这种模型指出,矿(化)体释放的未结合的金属或活化离子(Mobile Ions)是垂向迁移至近地表土壤中,与土壤颗粒结合,在与土壤颗粒结合前,金属离子作为活动态仅在有限时间内存在。随着时间推移和远离矿(化)体,活化金属离子最终将以结合的金属离子形式存在,而这种结合物的侧向分散使得元素分布范围扩大,也使得元素的背景值增高,异常范围变宽。活化金属离子不会在地表土壤中发生横向移动而错开矿体,这是因为活化金属离子仅存在于有限时间内,随之将与土壤颗粒结合。另外,在雨水等作用下,这些活化金属离子也可能发生渗透作用而进入深部。MMI方法关注的便是这些未结合的活化金属离子,通过偏提取技术,利用某种特殊提取剂和高灵敏度ICP-MS仪器,便可以将活化金属离子测定出来,其反映的异常一般位于矿(化)体之上,从而准确定位矿(化)体。
二、应用范围及应用实例
SGS实验室声称MMI方法已经在多种气候、地形条件、多个矿区取得了成功,找矿成功率达93%。在这些找矿成果中,位于西澳的Golden Web金矿床的发现最为突出。
从活化金属离子法的原理和实例效果可以看出,其相对其他土壤测量方法存在明显优势。其一,MMI方法是作为一种深穿透地球化学方法,可以识别地表下700多米的深部矿(化)体;其二,MMI方法得到的异常较集中,且一般位于原始矿脉上方,可以直接为钻探查证提供依据,与传统地勘测量方法相比,可缩减靶区范围30%~50%,从而降低勘探成本;同时,MMI方法具有低的元素检出限,通过专用溶剂提取的元素浓度足以被现代高灵敏度的实验室分析仪器ICP-MS检测到,并且背景干扰较低,能充分反映矿致异常。同时,MMI方法作为一种新技术也需要不断完善其理论基础和技术方法。首先,元素从深部向地表迁移的机理仍然模糊不清;其次,偏提取技术在相当程度上受土壤物理化学性质、元素的地表地球化学行为影响,样品加工分析过程中的思路、操作、控制技术都会左右测定和解释的结果,这些都是技术方法研究必须面对的关键问题;再次,目前对异常的预测仅仅是二维平面定位,而无法实现深度定位,如何做到对探测对象的空间位置、大小和形态有直观的了解也是MMI方法乃至所有深穿透地球化学方法研究的重要课题;最后,MMI方法并非完全适合所有矿区,所以在进行测量前,必须进行试验测量,对方法的有效性、采样深度、提取时间、提取温度及工作区的地质-景观环境进行详细研究,以确定最佳技术条件。
三、资料来源
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