勘查地球化学课件—地气测量方法.ppt

勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法 定义及机理定义及机理气体和地气测量法研究历史和现状气体和地气测量法研究历史和现状工作方法简介工作方法简介 勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法第一节定义与机理第一节定义与机理 什么是地气即地气的定义什么是地气即地气的定义什么是地气异常异常和地气法什么是地气异常异常和地气法 地气法的特点地气法的特点 勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法第一节定义与机理第一节定义与机理 什么是地气？什么是地气？地地气气是是指指由由下下地地壳壳和和上上地地幔幔的的脱脱气气作作用用产产生生的的气气体体在在各各种种地地质质营营力力如如温温度度差差、压压力力差差、浓浓度度差差等等作作用用下下，不不断断由由地地球球深深部部向向地地表表迁迁移移所所形形成成的的气气体体流流(又又称称地地气气流流)其其组组成成主主要要为为N2、O2、CH4、Ar、CO2、Hg、He、H2等气体等气体 勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法第一节定义与机理第一节定义与机理 对对地地气气和和地地气气流流的的组组成成，8080年年代代瑞瑞典典科科学学家家进进行行了了大大量量研研究究。

他他们们通通过过观观测测不不同同矿床钻孔中地气流及其组成，发现：矿床钻孔中地气流及其组成，发现：1 1、钻钻孔孔深深部部存存在在地地气气流流，其其组组成成主主要要为为N N2 2(80%(80%左左右右)、O O2 2(10%(10%左左右右)、CHCH4 4变变化化相相对对较大较大(1(115%)15%)、ArAr及其他气体约占及其他气体约占1%1%；2 2、不不同同矿矿床床、不不同同钻钻孔孔中中均均存存在在地地气气流流且且组组成成非非常常接接近近，说说明明地地气气流流的的存存在在是是普普遍现象；遍现象；勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法第一节定义与机理第一节定义与机理 3 3、不不同同时时间间观观测测，气气体体组组成成相相近近，说说明随时间变化较小，比较稳定明随时间变化较小，比较稳定搞搞清清地地气气概概念念需需理理解解两两点点：(1)地地气气的的来来源；源；(2)地气的运移机制地气的运移机制第六章第六章地气测量方法地气测量方法第一节第一节 定义与机理定义与机理 勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法第一节第一节 定义与机理定义与机理 1、地气异常的形成地气异常的形成在在地地气气流流由由地地球球深深部部向向地地表表迁迁移移过过程程中中，当当穿穿过过矿矿体体或或矿矿带带时时，载载入入矿矿体体或或矿矿带带周周围围的的纳纳米米级级金金属属微微粒粒(粒粒径径一一般般在在1010-7-71010-10-10米米之之间间)，在在覆覆盖盖层层和和近近地地表表的的大大气气中中形形成成金金属属元元素素异异常常。

这这些些金金属属微微粒粒异异常常可可以以反反映映地地下下隐隐伏伏矿矿体体的的存存在在，它它们们不不是是地地表表岩岩石石和和土土壤壤的的反反映映，而而是是深深部部信信息息的的反反映映地地气气异异常常形形成成过过程程中中，地地气气仅仅作为一种载体作为一种载体勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法第一节第一节 定义与机理定义与机理 2、什么是地气法什么是地气法地地气气法法是是指指通通过过各各种种化化探探技技术术方方法法捕捕集集、分分析析测测试试覆覆盖盖层层中中由由地地气气流流带带来来的的纳纳米米金金属属微微粒粒，并并用用来寻找隐伏矿的一种化探方法来寻找隐伏矿的一种化探方法勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法第一节第一节 定义与机理定义与机理 形成地气异常条件：形成地气异常条件：（1）地气流，载体；）地气流，载体；（2）与矿床有关的纳米级金属微粒与矿床有关的纳米级金属微粒勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法第一节第一节 定义与机理定义与机理 形成地气异常条件：形成地气异常条件：1、地气流，载体；、地气流，载体；2、与矿床有关的纳米级金属微粒。

与矿床有关的纳米级金属微粒地气流的存在和特性前面已经简单介绍，但要理解纳米金属微粒的为什么会随地气流迁移还需了解纳纳米米金金属属微微粒粒的特性因为，从常识上讲，固固态态的的金金属属微微粒粒作作长长距距离离迁迁移移是是很很难难让让人人理理解解的的因此，有必要首先了解什么是纳米科学和纳米物质的特性：勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法第一节第一节 定义与机理定义与机理 纳米科学：纳米科学：纳纳米米科科学学诞诞生生于于90年年代代,是是研研究究粒粒度度为为0.1100nm(1nm=10-9m)物物质质的的分分子子和和原原子子现现象象及及其其性性质质,目前已成为材材料料科科学学、物物理理学学和和化化学学等等学学科科的的前前沿沿热点热点勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法第一节第一节 定义与机理定义与机理 从从分分形形科科学学上上讲讲,物物质质世世界界的的是是连连续续分分布布的的(无无穷穷大大无无穷穷小小).).可可是是过过去去由由于于手手段段所所限限，人人类类对对物物质质的的认认识识仅仅限限于于宏宏观观(MacroscopyMacroscopy)和和(microscopy)(microscopy)微微观观两两个个层层次次,对对处处在在宏宏观观和和微微观观物物质质中中间间的的过过渡渡区区域域内内(纳纳米米科科学学称称之之为为介介观观-MesoscopyMesoscopy)的的物物质质尚尚未未认认识识,纳纳米米科科学学的的诞诞生生使使人人类类对对物质世界的认识趋于完善。

物质世界的认识趋于完善勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法第一节第一节 定义与机理定义与机理 纳米物质的物理化学特性：纳米物质的物理化学特性：当某种物质细达纳米级时,该物质的物物理理化化学学特特性性便发生显著的变化,与同同种种物物质质的的块块状状体体相相比比,这这些些变变化化通通常常表表现现在在燃燃点点、溶溶点点和和沸沸点点的的降降低低,金金属属物物质质的的颜颜色色通通常常变变黑黑,溶溶解解度度增增高高,表表面面活活性性增增强强,迁迁移移活活动动能能力力增增大大,化化学学反反应应加加快快由于纳纳米米颗颗粒粒具具有有非非常常大大的的比比表表面面积积，非非常常强强的的吸吸附附能能力力和和极极高高的的扩扩散散速速度度，导导致致纳纳米米固固态态物质具有长距离迁移能力物质具有长距离迁移能力勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法第一节第一节 定义与机理定义与机理 纳纳米米物物质质在在水水中中迁迁移移：按按斯斯托托克克沉沉降降公公式式,40nm40nm粒粒径径、比比重重为为2.72.7的的物物质质,在在静静止止水水中中沉沉降降速速率率为为1cm/31cm/3个个月月。

过过去去人人们们认认为为,水水中中物物质质除除颗颗粒粒（大大于于450nm450nm）外外主主要要以以溶溶解解形形式式迁迁移移因因此此，对对那那些些溶溶解解度度极极小小、化化学学惰惰性性大大的的元元素素在在水水或或矿矿床床中中的的异异常常行行为为常常常常困困惑惑不不解解,而而从从纳纳米米物物质质性性质质来来看看,这这种种现现象象很很容容易易得得到到解解释释由由于于纳纳米米物物质质能能以以固固态态形形式式迁迁移移,例例如如纳纳米米固固态态ZnSZnS在在水水中中含含量量是是溶溶解解于于水水的的ZnSZnS含含量量的的五五亿亿倍倍,所所以以纳纳米米固固态态物物质质迁迁移移可可能能是是比比溶溶解解形形式式（离离子子）迁迁移移更更为为广广泛泛的的迁迁移移形形式式（姜姜泽泽春春,19951995）勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法第一节第一节 定义与机理定义与机理 纳纳米米物物质质随随气气体体迁迁移移：纳纳米米物物质质由由上上升升的的热热气气流流带带到到地地球球上上空空随随大大气气环环流流迁迁移移到到远远方方,如如非非洲洲沙沙漠漠的的含含磷磷物物质质可可被被气气流流带带到到南美南美,随雨水降到巴西森林地带。

随雨水降到巴西森林地带特特别别是是由由于于纳纳米米物物质质具具有有“类类气气体体”性性质质，迁迁移移能能力力极极强强，因因此此，可可以以通通过过测测定定天天然然纳纳米米金金属属物物质质场场来来勘勘查查金金属属矿矿产产,尤尤其其是是寻寻找找隐隐伏伏矿矿藏藏纳纳米米科科学学成成为为解解释释地气异常形成的理论基础地气异常形成的理论基础勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法第一节第一节 定义与机理定义与机理 理解地气法要点：什么是地气、地气异常的形成机理、地气法是一种方法地气法简单归纳如下：来来自自地地球球脱脱气气作作用用产产生生的的地地气气流流向向地地表表迁迁移移过过程程中中，通通过过矿矿体体或或矿矿带带时时，载载入入与与矿矿化化体体有有关关的的纳纳米米金金属属微微粒粒，在在地地表表覆覆盖盖层层或或近近地地表表大大气气中中形形成成金金属属元元素素异异常常，采采用用各各种种手手段段发发现现这这些些元元素素异异常常的的地地球球化化学学方方法称为地气法法称为地气法勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法第一节第一节 定义与机理定义与机理 理解地气法要点：什么是地气、地气异常的形成机理、地气法是一种方法。

地气法简单归纳如下：来来自自地地球球脱脱气气作作用用产产生生的的地地气气流流向向地地表表迁迁移移过过程程中中，通通过过矿矿体体或或矿矿带带时时，载载入入与与矿矿化化体体有有关关的的纳纳米米金金属属微微粒粒，在在地地表表覆覆盖盖层层或或近近地地表表大大气气中中形形成成金金属属元元素素异异常常，采采用用各各种种手手段段发发现现这这些些元元素素异异常常的的地地球球化化学学方方法称为地气法法称为地气法勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法第一节第一节 定义与机理定义与机理 3、地气法特点(1)地气法不同与物探和其它气体测量方法，它是一一一一种种种种直直直直接接接接的的的的找找找找矿矿矿矿方方方方法法法法主要分析成矿及伴生元素，能反映深部矿化的可能类型2)不不受受覆覆盖盖层层性性质质影影响响各种偏提取地球化学方法如电化学、酶提取及其它方法受覆盖层性质影响大，而地气测量所受影响较小3)探探测测深深度度大大目前已有的资料显示，其探测深度可达700米勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法第二节第二节 研究历史与现状研究历史与现状 一、国外一、国外“气气态态”金金属属的的发发现现起起源源于于环环境境科科学学家家的的研研究究。

他他们们通通过过对对大大气气溶溶胶胶和和雨雨水水中中金金属属元元素素含含量量的的研研究究发发现现，空空气气中中存存在在金金属属元元素素,且且雨雨水水中中金金属属元元素素含含量量存存在在正正比比关关系系，说说明明大大气气中中的的确确存在存在“气态气态”金属勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法第二节第二节 研究历史与现状研究历史与现状 一、国外一、国外 将将大大气气溶溶胶胶中中金金属属组组分分的的测测定定用用于于矿矿产产勘勘查查起起源源于于本本世世纪纪70年年代代初初，加加拿拿大大巴巴林林杰杰公公司司曾曾秘秘密密从从事事气气溶溶胶胶测测量量达达10年年之之久久，曾曾先先后后研研究究过过空空中中微微迹迹测测量量系系统统(Airtrace)和和地地面面微微迹迹测测量量系系统统(Surtrace),他他们们采采用用ICP分分析析大大气气微微尘尘中中的的20种种金金属属组组分分，后后因因影影响响因因素较多，结果重现性差而宣告失败素较多，结果重现性差而宣告失败 勘勘查查地地球球化化学学第六章第六章地气测量方法地气测量方法第二节第二节 。