不同地气捕集剂浓度中成矿元素信息提取研究

李月林+++罗芳++彭世玲

摘要：针对地气测量法对不同成矿元素信息捕获能力，受同种捕集剂不同浓度影响较大的问题。提出利用不同浓度的硝酸溶液作为捕集剂，在同一矿集区开展实验，寻找该类矿集区下捕获能力最佳的硝酸溶液浓度。实验发现对于隐伏铜矿，5%的硝酸作为捕集剂的效果最为明显；寻找隐伏金矿，选择3%硝酸作为捕集剂的效果优于其它浓度的硝酸。建议采用地气测量法，选择不同成因的相同矿种做进一步的地气场中的成矿元素信息特征研究，探究不同成因矿床不同的元素分布特征。

关键词：地气测量；液态捕集剂；溶液浓度；隐伏矿

1.引言

地气测量法通过对地气场中成矿元素信息的提取，可以分析与其发生交换作用的矿床成矿及相关元素含量特征，为探讨矿床成因机制提供新思路。经过30a的发展，其理论与实际意义已逐渐被认可，但地气测量法的自然因素干扰较多，使其发展受到较大抑制。而地气测量法采用的捕集介质是影响成矿元素信息有效提取的至关因素。

在早期地气测量方法中，捕集介质主要为固态材料。因这类介质的空白样中元素本底含量高且均一性较差，所以刘应汉等采用液态捕集剂代替固态介质采集气体，有效地解决了上述问题。液态捕集剂的共有特点为：①捕集剂均匀、元素本底含量低；②不需要处理，不易被污染；③可直接进行分析和重复分析测试。在不同种类的捕集剂效果研究中，刘应汉等发现硝酸和王水的捕集效果较好。硝酸溶液的捕集介质还具有对大多数元素更强的捕集能力；而且在相同浓度的不同种类捕集剂中，硝酸对Au、Cu、Zn等重要成矿元素的捕获力是最佳的。

选定捕集效果较为良好的硝酸作为本次研究的对象。使用BV-Ⅲ级的硝酸和娃哈哈纯净水配制成不同浓度硝酸溶液，研究不同浓度的硝酸对成矿元素信息提取的影响。以此丰富和发展液态捕集剂在地气测量法中的适用性；也为以后针对不同成矿元素信息提取，选择不同浓度和不同种类的液态捕集剂的定性研究，进行前期探索。

2.实验

（1）在某矿区上， 根据布样点与矿化点的关系，布置了由当天配制好的1%、3%、5%、10%四种不同浓度的硝酸。每个不同浓度硝酸采样点与矿化点的距离近似相等，以此来进行不同浓度的同种捕集液在距离矿化点相同位置时的捕集率问题的研究。

（2）试验区所有测点均使用常规动态地气采样装置采样，该装置由采样器、干燥器、捕集器和抽气泵4部分组成，各部分用硅胶导管连接。

（3）将捕集到微粒的硝酸溶液装入聚四氟乙烯小瓶中，并及时使用ICP-MS进行测试分析。

3.结果与分析

样品在成都理工大学测试实验室下属的质谱分析室前期处理并分析测量，在测量前调试参数精度，确保仪器状态良好。因ICP-MS分析的元素众多，仅列出部分在成矿信息中指示性较强的元素（表1）。

各元素在不同浓度硝酸溶液捕集剂中的含量比空白样均有增高。随着硝酸浓度的增高，所捕获的微粒中的大部分元素含量亦相对增高；可被5%硝酸最好捕集的元素相对较多 ，有Cu、Pb、Zn、Mn、Ni、Co；个别元素（如Au）在3%硝酸浓度中被较多捕集。

表1 某矿区不同浓度硝酸捕集剂中指示性较强元素含量（ppt）

浓度

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

根据实验分析所得数据，可以找到以下几点规律：

（1）对Cu，Pb，Zn等元素而言，5%浓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%浓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）对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）。这可能跟Au的纳米微粒存在形式有关。

4.结论

通过选择不同浓度的硝酸溶液作为捕集剂，在同一试验区采集地气样品，进行了不同地气捕集剂浓度中成矿元素信息提取的研究，主要结论为：

（1）主要成矿元素含量随浓度增加而升高。对于隐伏铜矿，5%的硝酸作为捕集剂的效果最为明显；寻找隐伏金矿，选择3%硝酸作为捕集剂的效果优于其它浓度的硝酸。

（2）通过对地气场中成矿元素信息的提取，为分析与其发生交换作用的矿床元素含量特征及研究矿床成因机制的地气测量方法提供依据。

（3）建议采用地气测量法，选择不同成因的相同矿种做进一步的地气场中的成矿元素信息特征研究，探究不同成因矿床不同的元素分布特征。

参考文献

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作者简介：李月林（1990—），男，汉族，重庆铜梁，硕士研究生，理学学士，单位：成都理工大学地球科学学院 地化系，研究方向：矿床地球化学。endprint