不同地氣捕集劑濃度中成礦元素信息提取研究

李月林+++羅芳++彭世玲

摘要：針對地氣測量法對不同成礦元素信息捕獲能力，受同種捕集劑不同濃度影響較大的問題。提出利用不同濃度的硝酸溶液作為捕集劑，在同一礦集區開展實驗，尋找該類礦集區下捕獲能力最佳的硝酸溶液濃度。實驗發現對于隱伏銅礦，5%的硝酸作為捕集劑的效果最為明顯；尋找隱伏金礦，選擇3%硝酸作為捕集劑的效果優于其它濃度的硝酸。建議采用地氣測量法，選擇不同成因的相同礦種做進一步的地氣場中的成礦元素信息特征研究，探究不同成因礦床不同的元素分布特征。

關鍵詞：地氣測量；液態捕集劑；溶液濃度；隱伏礦

1.引言

地氣測量法通過對地氣場中成礦元素信息的提取，可以分析與其發生交換作用的礦床成礦及相關元素含量特征，為探討礦床成因機制提供新思路。經過30a的發展，其理論與實際意義已逐漸被認可，但地氣測量法的自然因素干擾較多，使其發展受到較大抑制。而地氣測量法采用的捕集介質是影響成礦元素信息有效提取的至關因素。

在早期地氣測量方法中，捕集介質主要為固態材料。因這類介質的空白樣中元素本底含量高且均一性較差，所以劉應漢等采用液態捕集劑代替固態介質采集氣體，有效地解決了上述問題。液態捕集劑的共有特點為：①捕集劑均勻、元素本底含量低；②不需要處理，不易被污染；③可直接進行分析和重復分析測試。在不同種類的捕集劑效果研究中，劉應漢等發現硝酸和王水的捕集效果較好。硝酸溶液的捕集介質還具有對大多數元素更強的捕集能力；而且在相同濃度的不同種類捕集劑中，硝酸對Au、Cu、Zn等重要成礦元素的捕獲力是最佳的。

選定捕集效果較為良好的硝酸作為本次研究的對象。使用BV-Ⅲ級的硝酸和娃哈哈純凈水配制成不同濃度硝酸溶液，研究不同濃度的硝酸對成礦元素信息提取的影響。以此豐富和發展液態捕集劑在地氣測量法中的適用性；也為以后針對不同成礦元素信息提取，選擇不同濃度和不同種類的液態捕集劑的定性研究，進行前期探索。

2.實驗

（1）在某礦區上， 根據布樣點與礦化點的關系，布置了由當天配制好的1%、3%、5%、10%四種不同濃度的硝酸。每個不同濃度硝酸采樣點與礦化點的距離近似相等，以此來進行不同濃度的同種捕集液在距離礦化點相同位置時的捕集率問題的研究。

（2）試驗區所有測點均使用常規動態地氣采樣裝置采樣，該裝置由采樣器、干燥器、捕集器和抽氣泵4部分組成，各部分用硅膠導管連接。

（3）將捕集到微粒的硝酸溶液裝入聚四氟乙烯小瓶中，并及時使用ICP-MS進行測試分析。

3.結果與分析

樣品在成都理工大學測試實驗室下屬的質譜分析室前期處理并分析測量，在測量前調試參數精度，確保儀器狀態良好。因ICP-MS分析的元素眾多，僅列出部分在成礦信息中指示性較強的元素（表1）。

各元素在不同濃度硝酸溶液捕集劑中的含量比空白樣均有增高。隨著硝酸濃度的增高，所捕獲的微粒中的大部分元素含量亦相對增高；可被5%硝酸最好捕集的元素相對較多 ，有Cu、Pb、Zn、Mn、Ni、Co；個別元素（如Au）在3%硝酸濃度中被較多捕集。

表1 某礦區不同濃度硝酸捕集劑中指示性較強元素含量（ppt）

濃度

元素 1% 3% 5% 10%

Au 14.6 25.5 16.3 6.8

Ag 127.4 297.4 356.7 431.6

Cu 21585.0 13099.2 80252.9 24021.6

Pb 3742.8 12384.2 25643.6 30991.6

Zn 176904.4 357744.6 815989.6 1024384.0

Mn 82195.9 95918.4 277775.8 116289.5

Co 646.3 1330.2 2405.6 2068.6

Ni 14508.7 16441.7 138910.8 43336.3

根據實驗分析所得數據，可以找到以下幾點規律：

（1）對Cu，Pb，Zn等元素而言，5%濃度的硝酸捕集的元素含量一般是1%硝酸的4倍，是3%硝酸的2倍；10%濃度的硝酸中元素含量只比5%的多出20%，在某些元素中（如Cu），5%硝酸的含量更高。

（2）對Au元素而言，3%硝酸中元素含量最大（25.5ppt），10%硝酸中元素含量最小（6.8PPt）。這可能跟Au的納米微粒存在形式有關。

4.結論

通過選擇不同濃度的硝酸溶液作為捕集劑，在同一試驗區采集地氣樣品，進行了不同地氣捕集劑濃度中成礦元素信息提取的研究，主要結論為：

（1）主要成礦元素含量隨濃度增加而升高。對于隱伏銅礦，5%的硝酸作為捕集劑的效果最為明顯；尋找隱伏金礦，選擇3%硝酸作為捕集劑的效果優于其它濃度的硝酸。

（2）通過對地氣場中成礦元素信息的提取，為分析與其發生交換作用的礦床元素含量特征及研究礦床成因機制的地氣測量方法提供依據。

（3）建議采用地氣測量法，選擇不同成因的相同礦種做進一步的地氣場中的成礦元素信息特征研究，探究不同成因礦床不同的元素分布特征。

參考文獻

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作者簡介：李月林（1990—），男，漢族，重慶銅梁，碩士研究生，理學學士，單位：成都理工大學地球科學學院 地化系，研究方向：礦床地球化學。endprint