内蒙古额尔古纳虎拉林金矿区金属元素活动态测量法找矿试验（陈希泉,罗先熔,文雪琴《矿产与地质》2006.4-5）.pdf

第2 0 卷第4 5 期 2 0 0 6 年8 月 磅争 b 电 知、 M I N E R A LR E S O U R C E SA N DG E O L O G Y V 0 1 ．2 0 ，N o ．4 ，5 A u g ．，2 0 0 6 内蒙古额尔古纳虎拉林金矿区 金属元素活动态测量法找矿试验① 陈希泉1 ，罗先熔1 ，文雪琴2 1 ．桂林工学院隐伏矿床预测研究所，广西桂林5 4 1 0 0 4 ；2 ．长安大学地球科学与国土资源学院，西安7 1 0 0 5 4 摘要金属元素活动态测量法是在偏提取方法上发展起来的一种利用金属元素的活动态组分来强化 深部矿化信息的找矿方法。其中利用提取土壤中金的活动态组分的方法技术，可以用来强化深部金矿化 信息，为找矿提供重要依据。通过对虎拉林金矿金矿体上的有效性试验研究，结果表明，该方法能起到强 化后生地球化学异常的效果。 关键词活动态测量；找矿试验；金矿；内蒙古 中图分类号P 6 3 2 ．1文献标识码A文章编号1 0 0 1 5 6 6 3 2 0 0 6 0 4 - - 0 5 一0 4 7 5 一0 4 在2 0 世纪6 0 ～7 0 年代发展起来的主要针对表生 或浅表性矿床的常规物化探方法很难探测到厚层覆盖 层之下的信息的情况下，利用新方法寻找隐伏矿床的方 法研究就显得越来越重要D 2 1 。活动态测量法是利用偏 提取方法，在各种土壤介质中分别提取金属元素的活动 态组分，以强化来自深部矿床的信息，是近年来地球化 学的热点研究项目。 1 地质概况 内蒙古额尔古纳右旗虎拉林金矿位于大兴安岭山 脉的北段，大地构造位于额尔古纳隆起的北端，上黑龙 江凹陷的边缘。区域出露地层为古生界下寒武统和上泥 盆统，中生界侏罗系和下白垩统，新生界上第三系、第四 系。区域断裂构造发育，主要有额木尔河断裂，呈E W 向 展布，其规模最大，为基底断裂；其次为乌玛一司洛夫卡 河大断裂，呈N E 向展布，其与S N 向北极村河及恩和哈 达河一毛河断裂的交汇部位控制了金矿化的产出。区域 岩浆岩主要为华力西晚期黑云母花岗岩、白岗质花岗岩 和燕山期花岗岩、花岗斑岩。区内矿产以砂金为主，主要 有恩和哈达河、吉兴沟等大中型砂金矿床，工作区 N E 4 6 k m 为砂宝斯岩金矿。工作区内广泛出露的地层为 侏罗系中统二十二站组，岩性为长石岩屑砂岩、岩屑长 石砂岩夹细砂、粉砂泥质岩及煤线，含植物化石。区内以 断裂构造为主，按展布方向分为近E W 向、N E 向及近 S N 向三组。金矿 i t 体主要产于花岗斑岩与其围岩的 接触带部位，矿体与围岩界线不清。近S N 向断裂带控 制了本区金矿化蚀变带的产出。区内森林茂密、植被发 育、地形平缓、河谷侵蚀切割程度轻。温差非常大，冬季 达到零下5 0 。C 多。 2 方法与分析流程 2 ．1 仪器与试剂 2 ．1 ．1 仪器及工作条件 日立1 8 0 一8 0 偏振塞原子吸收分光光度计 火焰与 石墨炉部分 。仪器工作条件金空心阴极灯 上海电光 器件厂 ；灯电流为7 ．5 m A ；波长为2 4 2 ．8 n m ；光谱通带 为1 ．3 n m 。测量方式积分为5 s ；取样体积为1 0 肛L 必要 时取4 0 1 0 p L ；原子化器为热解涂层石墨[ 3 ] 。加热程序 于燥一6 0 ℃～1 2 0 ℃，2 0 s ；灰化一4 0 0 ℃，2 0 s ；原子化一 2 7 0 0 ℃，7 s ；清除，2 8 0 0 ℃，3 s 。 2 ．1 ．2 主要试剂 对所加入试剂的要求相当严格，因为如此低含量的 样品，如果所加入的试剂不纯，将严重影响测试结果。所 以，盐酸、硝酸为高纯，其它的试剂均为优级纯。 柠檬酸铵溶液p C 。H 。，O ，N 。H O 分别为1 0 9 ／L 、 5 0 9 ／i 。、1 0 0 9 ／L ，用优级纯柠檬酸铵制成。 氢氧化钠溶液p N a O H 为8g ／L 。 焦磷酸钠溶液p N a 。P O ， 分别为5g ／L 、8 0g ／L 。 氢氧化钠一焦磷酸钠混合液8g ／L 的N a O H 与8 0 g ／L 的N a 。P 。O ，等体积混合、搅匀。 ①收稿日期2 0 0 6 一0 5 1 1 作者简介陈希泉 1 9 7 9 一 ，男，山东菏泽人，硕士研究生，从事地球化学研究工作。 基金项目武警黄金指挥部资助项目。 4 7 5 盐酸羟铵溶液p H O N H 。C I 为4 0g ／L 。 柠檬酸铵混合液1 0 0 9 ／L 的柠檬酸铵 C 。H 。，0 ，N 。 H 。O 与4 0g ／L 的盐酸羟胺 H O N H 。C I 等体积混合 用氨水调至p H 值为7 ，搅匀 。 王水W 王水 为1 ％，2 ％；现配。 醋酸溶液c H A c 一4 m o l ／L ；醋酸溶液w H A c 一 1 ％。 2 ．2 分析流程 如何才能有效地既打开载体，又将活动态金提取出 来n ”] ，而不破坏稳定态金的成分并使之实用化，一直是 研究者关注的问题。对活动态的提取取决于对载体的了 解，又取决于对金属活动态本身的认识。从相态的提取、 测定前提取液的预处理到元素的测定大体要经4 步或 5 步各自独立的程序①相态的提取；②提取液的处理； ③使待测元素与杂质元素分离；④破坏 分解 富集材料 如富集金的泡塑等 ，使待测元素转变为宜于测定的介 质；⑤用能保证检出待测痕量元素的仪器测定。具体操 作步骤如下图1 所示 去离子水 柠檬酸铵 焦酸酸钠 柠檬酸铵 焦酸酸钠 原始样品 残渣 图1 金属活动态提取流程 F i g ．1 E x t r a c t i o nf l o wc h a r t o fm o v e a b l em e t a lp h a s e 2 ．2 ．1 水提取相态金属 w a t e re x t r a c t a b l em e t a l s ，简 称W E M 提取剂去离子水。 提取对象金属离子、部分纳一微级超微细粒金属、 可溶性盐类中金属、可溶性胶体及可溶性无机络合物与 可溶性有机络合金属。 操作方法 ①称取l o ．o g 样品于1 8 0 m L 干燥的聚乙烯瓶中，准 确加入纯水1 0 0 m I ．，充分搅拌，放置2 4 h 以上 期间至少 摇动5 ～6 次 ，滤出清液，滤液用2 5 0 m i 。烧杯承接，用水 洗聚乙烯瓶和滤渣5 ～6 次，样渣I 留作下一相分析。 ②提取液的处理在电热板上蒸发滤液至3 0 m L ，转 入1 0 0 m I 。聚四氟乙烯杯中，准确加入3 m L 的高纯 H N O 。和5 m L 的H F ，于电热板上加热分解并蒸发至 千，取下后，用少量水吹洗杯内壁，加王水 用高纯酸新 配制，全文同 3 m l 。，在低温电热板上加热并蒸发至温盐 状，加2 m I 。“王水，少量水吹洗杯壁并转入1 8 0 m L 的聚 乙稀瓶中，水稀至1 0 0m L 。 ③加入2 m L 的M I B K ，盖上瓶盖，反复摇动1 0 0 次， 静置等分层后，用吸管吸取上层有机试剂，加入样杯中， 上仪器测量。 2 ．2 ．2粘土吸附和可交换相态金属 a d s o r b e d e x c h a n g e a b l em e t a l so nc l a ym i n e r a l s ，简称A E M 提取剂5 ％柠檬酸铵溶液。 提取对象粘土矿物表面吸附或粘土矿物层问交换 组分。 操作方法 ①将样渣I 连同滤膜全部转入1 8 0 m L 聚乙烯瓶 中，加入5 ％的柠檬酸铵1 0 0 m L ，加盖拧紧，充分搅拌， 静置2 4 h ，滤出清液，滤液用2 5 0 m L 烧杯承接，用水洗聚 乙烯瓶和滤渣5 ～6 次，样渣Ⅱ留作下一相分析。 ②提取液的处理在电热板上蒸发滤液至3 0 m L ，转 入1 0 0 m L 聚四氟乙烯杯中，准确加入5 m L 的高纯 H N O 。和5 m L 的H C l 0 。，于电热板上加热分解并蒸发至 冒白烟， 如有黑色有机物，继续加H N O 。和H C l o 。至 溶液清亮 。 ③取下聚四氟乙烯杯，少量水吹洗杯内壁，加5 m L 王水，在低温电热板上加热并蒸发至温盐状，加2 m L 王 水，在电热板上加热至近沸，用少量水吹洗杯壁并转入 1 8 0m L 聚乙烯瓶，水稀至1 0 0m L 。 ④卒取加入2 m L 的M I B K ，盖上瓶盖，反复摇动 1 0 0 次，静置等分层后，用吸管吸取上层有机试剂，加入 样杯中，上仪器测量。 2 ．2 ．3 有机物结合相态金属 o r g a n i c a l l yb o n dm e t a l s ， 简称O B M 提取剂N a O H 4 9 ／L N a 4 P 2 0 ，1 0 H 2 0 4 5g ／I 。 溶液，p H 值为1 3 。 提取对象部分有机物结合或有机质表面吸附金 属。 操作方法 ④将样渣Ⅱ连同滤膜全部转入1 8 0m L 聚乙烯瓶 中，加入N a O H N a 。P O ，混合液1 0 0 m I 。，加盖拧紧， 充分搅拌，静置2 4 h ，滤出清液，滤液用2 5 0 m L 烧杯承 接，用水洗聚乙烯瓶和滤渣5 ～6 次，样渣Ⅲ留作下一相 分析。 ②提取液的处理在电热板上蒸发滤液至3 0 m L ，转 入1 0 0 m L 聚四氟乙烯杯中，准确加入5 m L 的高纯 H N O 。、3m L 的H F 及5 m L 的H C I O 。，于电热板上加热 分解并蒸发至溶液清亮， 如不清亮，继续加H N O 。和 H C I O 。，H N O 。要随时补加 。加5 m L 的王水，在电热板 上加热 溶解残渣中的金 。 ③取下聚四氟乙烯杯，少量水吹洗杯内壁，加5 m L 的王水，在低温电热板上加热并蒸发至盐状，加2 m I 。王 水，在电热板上温热以溶解可溶盐，少量水吹洗杯壁并 转入1 8 0 m I ．聚乙烯瓶，水稀至1 6 0m L 。 4 7 6 ④加入2 m L 的M I B K ，盖上瓶盖，反复摇动1 0 0 次， 静置等分层后，用吸管吸取上层有机试剂，加入榉杯中， 上仪器测量。 2 ．2 ．4 氧化物包裹相态金属 m e t a l so c c l u d e di nF e ． M no x i d e s ，简称F M M 提取剂柠檬酸铵溶液 7 0 9 ／L 盐酸羟铵溶液 2 0 9 ／L 。 提取对象矿物颗粒表面铁锰氧化物膜吸附或结合 金属。 操作方法 ①将样渣Ⅲ连同滤膜全部转入1 8 0m L 聚乙烯瓶 中，加入N a o H N a ．P 2 0 ，混合液1 0 0 m L ，加盖拧紧，充 分搅拌，静置2 4 h ，滤出清液，滤液用2 5 0 m L 烧杯承接，用 水洗聚乙烯瓶和滤渣5 ～6 次，样渣Ⅳ留作下一相分析。 ②提取液的处理在电热板上蒸发滤液至3 0 m L ，转 入1 0 0 m L 聚四氟乙烯杯中，准确加入5 m L 的高纯 H N O 。、3 m L 的H F 及4 5 m L 的H C I O ．，于电热板上加热 分解并蒸发至溶液清亮， 如不清亮，继续加H N O 。和 H c l 0 4 ，H N O 。要随时补加 。并蒸发至自烟冒尽。 ③取下聚四氟乙烯杯，少量水吹洗杯内壁，加5 m L 王水，在低温电热板上加热以溶解可溶盐，用少量水吹 洗杯壁并转入1 8 0m L 聚乙烯瓶，水稀至1 6 0m L 。 ④加入2 m L 的M I B K ，盖上瓶盖，反复摇动1 0 0 次， 静置等分层后，用吸管吸取上层有机试剂，加入样杯中， 上仪器测量。 3 找矿有效性试验 本次试验工作选择了额尔古纳虎拉林金矿已知剖 面7 6 线，按不同点距布点。矿体上方每2 0 m 布置一个 采样点，非矿体上方为每4 0 m 布置一个采样点。用金的 活动态测量法对样品进行了四种金的活动态相分析，各 相态异常特征如下 国 园2 图2 虎拉林7 6 号线水提取相态、粘土吸附相态金异常剖面图 F i g ．2 G o l da n o m a l yp r o f i l eo ft h ee l e m e n t si nw a t e re x t r a c t i v ep h a s ea n d c l a ya b s o r p t i o np h a s ee l e m e n t so nL i n e7 6i nH u l a l i n ，I n n e rM o n g o l i a 1 一十二站组长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩夹细砂、粉砂泥质岩及煤线2 一花岗岩3 一金矿体4 一矿化蚀变带 3 ．1 水提取相态A u 异常分析 根据计算结果，水提取相态A u 的背景值为0 ．1 4 1 0 ～，异常下限为0 ．9 7 1 0 ～，异常高出背景6 ～7 倍。 水提取态异常如图2 所示。总体上，这一地区的水提取 态A u 含量相对较低，其最高值为1 ．1 4 x1 0 “ 位于剖 面4 1 6 点 。平均值为0 ．4 8 1 0 ～，异常分布不很明显， 但从异常曲线的整体分布趋势来看，异常呈现阶梯状分 布，从外围到矿体中心，水提取态A u 的含量呈上升趋 势，直到矿体最上方水提取态A u 量达到最高值为1 ．1 4 1 0 ～，高出背景8 倍。 3 ．2 粘土吸附相态A u 异常分析 粘土吸附相态A u 异常特征如图2 所示，根据计算 结果，吸附相态A u 的背景值为0 ．6 5 1 0 ～，异常下限 为1 ．7 1 1 0 ～，位于剖面的4 3 2 点，其最高值为1 1 ．4 2 1 0 一，位于剖面的3 3 2 点，高出背景值的1 0 倍，最低值 4 7 7 为0 ．3 1 0 ～。在剖面的4 1 6 ～4 4 0 号点之间出现了一个 2 0 0 m 呈双峰状的吸附相态A u 的异常区，出现在矿体 上方，异常非常明显地指示了隐伏矿体的赋存位置。 3 ．3 有机质结合相态A u 异常分析 有机物结合相的A u 异常大致与矿体位置比较吻 合 如图3 所示 ，在矿体上方的含量最高，达到2 2 ．2 8 l o ～，平均值也高达3 ．1 0 1 0 ～。说明大量微粒金附集 在胶体上。根据计算结果，有机物结合相态A u 的背景 值1 ．3 7 1 0 ～，异常下限值为9 ．7 2 1 0 ～。在剖面的 4 2 0 ～4 3 8 号点之间出现了一个呈尖峰状的有机物结合 相态A u 异常区。异常强度为8 ．3 5 1 0 ～。异常明显出 现在矿体上方，说明用在高寒森林区金的有机相是该地 区的有利相态。 3 ．4 氧化物结合相态A u 异常分析 图3 是虎拉林金矿铁锰氧化物结合相态A u 异常 6．ol／j幡霉蔷辞讲簿 黼 圆囡 图，根据计算结果，其平均值为0 ．9 6 1 0 ～，背景值为 0 ．4 9 1 0 ～，异常下限值为1 ．5 3 1 0 ～，在剖面的4 2 2 ～ 4 3 8 号点之间测出了一个驼峰状的氧化物结合相态A u 标高 暑1 兰l 罨- 翰 罩 也 蚜 霉 篁 珥 异常，其峰值为1 3 ．9 4 1 0 ～。异常非常明显地出现在矿 体上方，与粘土吸附相态A u 异常非常吻合。 o ＼ 主 | | | 国襄圈1 蠢团2 辩 I l 口口3 圆4 图3 虎拉林7 6 号线有机质结合相态、氧化物结合相态金异常剖面图 F i g ．3 T h ec r o s s - - s e c t i o no ft h eg o l da n o m a l i e sa b o u tt h eC o m b i n a t i v ep h a s e o fo x i d ea n do r g a n i cs u b s t a n c ei nL i n e7 6 ，H u l a l i n ，I n n e rM o n g o l i a 1 一十二站组长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩夹细砂、粉砂泥质岩及煤线2 一花岗岩3 一金矿体4 一矿化蚀变带 4 结论与认识 通过对大兴安岭森林覆盖区内蒙古虎拉林金的活 动态测量方法的研究，得出如下结论与认识。 1 根据在已知金矿上金属元素动态测量方法找矿 可行性试验证明，利用四种方法在大兴安岭森林覆盖区 寻找金矿方法是有效的，效果是明显的，为今后在东北 森林覆盖区寻找类似的金矿提供了一种可选的新方法。 2 通过试验研究，确定了内蒙古额尔古纳虎拉林 金矿区金的活动态测量法最佳实验提取各相态的药品 试剂。 3 粘土吸附相态、有机质结合相态和氧化物结合 相态A u 异常在矿体上方都呈一小一大双峰异常显示， 高值区正指示已知金矿体的赋存部位；水提取相态A u 异常也能较好地与矿体相吻合，只是该异常峰值稍向矿 体露头方向偏移。 参考文献 [ 1 ] 尤宏亮．深穿透地球化学方法综述i - J ] ．有色矿冶，2 0 0 5 ，1 2 6 3 6 ． [ 2 ] 谢学锦．战术性与战略性的深穿透地球化学方法[ J ] ．地学前 缘，1 9 9 8 1 2 1 7 1 1 8 3 ． [ 3 ] 王学求．深穿透勘查地球化学[ J ] ．物探与化探，1 9 9 8 3 1 6 6 一 1 7 0 ． [ 4 ] 谢学锦，王学求．深穿透地球化学新进展[ J ] ．地学前缘，2 0 0 3 1 2 2 5 - 2 3 8 ． [ 5 ] 卢荫庥，白金峰．元素活动态测量的分析方法口] ．物探与化探， 2 0 0 0 1 2 8 - 3 3 ． [ 6 3 叶荣，王学求，赵伦山，等．金窝子矿带戈壁覆盖区化探深穿透 找矿方法研究[ J ] ．地质与勘探，2 0 0 3 6 ；9 0 ．9 3 ． [ 7 ] 王学求．深穿透地球化学迁移模型[ J ] ．地质通报，2 0 0 5 1 0 一 1 1 8 9 2 8 9 6 ． [ 8 ] 周长样，张文娟，刘耀华，等．中子活化分析方法测量金的活动 态[ J ] ．岩矿测试，2 0 0 2 4 2 7 1 ．2 7 4 ． [ 9 3 金浚，龚美菱．元素有效相态提取与活动态组分探测技术应用研 究[ J ] ．岩土工程界，1 9 9 9 5 2 8 9 2 9 4 ． E x p e r i m e n to fa p p l y i n ga c t i v ep h a s em e t a le l e m e n t sf o ro r e p r o s p e c t i n gi nH u l a l i ng o l do r ef i e l do fE e r g u n a ，I n n e rM o n g o l i a C H E NX i q u a n l ，L U OX i a n - r o n 9 1 ，W E NX u e q i n 2 “ 1 ．R e s e a r c hI n s t i t u t eo fP r e d i c t i o no fH i d d e nD e p o s i t s ，G u i l i nI n s t i t u t eo fT e c h n o l o g y ，G u i l i n5 4 1 0 0 4G u a n g x i ，C h i n a ； 2 ．I n s t i t u t eo fG e o s c i e n c e ，L a n da n dR e s o u r c eC h a n g ’a nU n i v e r s i t y ，x i ’a n7 1 0 0 5 4 ，C h i n a A b s t r a c t T h ea c t i v ep h a s em e a s u r e m e n tf o rm e t a l l i ce l e m e n t si s ap r o s p e c t i n gm e t h o dt h a tu s e st h em e t a l e l e m e n t si na c t i v ep h a s et oi n t e n s i f yt h em i n e r a l i z a t i o ni n f o r m a t i o ni nt h ed e e p ，w h i c hh a sb e e nd e v e l o p e d f r o mp a r t i a le x t r a c t i o nm e t h o d ．I ti sam e t h o dt h a tu s e st h ec o m p o s i t i o n so fa c t i v ep h a s eo fg o l di ns o i lt o e x p l o r et h em i n e r a l i z a t i o ni n f o r m a t i o ni nt h ed e e p ，a n dt h e np r o v i d ei m p o r t a n te v i d e n c ef o rp r o s p e c t i n g ． T h r o u g ht h ee f f e c t i v et r i a la b o v et h ek n o w no r eb o d y ，i ti sf o u n dt h a tt h em e t h o dc a ni n t e n s i f ys e c o n d a r y g e o c h e m i c a la n o m a l y ． K e yW o r d s a c t i v ep h a s em e a s u r e m e n t ，p r o s p e c t i n gt r i a l ，g o l dm i n i n g ，I n n e rM o n g o l i a 4 7 8