地电化学成晕机制、方法技术及找矿研究.pdf

合肥工业大学博士学位论文地电化学成晕机制、方法技术及找矿研究姓名：罗先熔申请学位级别：博士专业：矿物学、岩石学、矿床学指导教师：周涛发20050501地电化学成晕机制、方法技术及找矿研究摘要南∠跛的地电提取实验研究在新随着地质找矿工作的不断深入地表出露的与近地表的矿床大多已艘发现寻找深部隐伏矿成为当前各国地学家面临的重要课题由此勘查地球化学家一直在努力研究能探测更大深度的勘查地球化学方法。地电化学方法自世纪年代由俄罗斯学者提出后倍受各国地学专家学者的关注．经实践检验该方法勘探深度较大寻找隐伏矿床效果较好仍然是世纪地学家们研究的主要课题。但基于地电化学方法在成晕机制方面存在的分歧、方法技术上存在的缺陷和方法应用上存在的局限开展本论文的研究进一步完善地电化学方法体系并进行规范化和标准化以期作为一套成熟的方法技术推广应用。论文主要开展了如下几方面的研究：⒔鹗艨蟠驳缁С』±砺垩芯通过对成分均匀的单一矿物组成的矿体、多金属矿体、浸染状矿体形成的电化学电场的分析从金属硫化矿物的电极电位出发从本质上论述了金属矿床电化学场的形成机理：矿体不同部位的物质存在差异或者矿体周围水溶液介质性质存在差异都能产生自然电场。矿体的不均匀或围岩溶液不均匀都是一个电极电位问题。潜水面切割矿体时有利于产生自然电场但矿体在潜水面之上或潜水面之下同样能产生自电异常关键因素是矿体不同部位的电极电位差异。所以矿物同不同的电极电位是产生电化学电场的根本原因电化学电场是金属矿床产生自然电场的主要形式。⒌氐缁С稍位蒲芯通过室内进行的金属矿体电化学溶解实验、人造矿体的电化学分散模式模拟实验进行金属矿体的电化学溶解和离子以氧化还原梯度迁移机制的研究。通过在广西大瑶山西侧北段盘龙铅锌矿进行的高电压和低电压地电提取实验研究、加入不同电解质溶液疆鹂蟆⑸蕉性兑褡鹂蠼械耐ǖ缣跫碌牡氐缣崛∈笛檠芯亢筒煌ǖ缜榭鱿碌泡塑电极吸附实验研究对前人提出的地电提取成晕机制进行了辨证的否定即：肯定了外加电场在地电提取过程中所起的重要作用否定了在通电时将深部矿体或来自深部的离子直接提取到提取电极上的观点；肯定了地电提取的离子晕来自于近地表的浅部离子晕但这种离子晕是动态的否定了地电提取的离子晕只是来源于电极周围的土壤中的观点以及室内电吸附法可取代现场地电提取法的观点。提出了“外电场作用下提取电极周围的离二子：运移牵动着远处及深部离子迁移的递推理论”即：金属矿床由于受到电化学作用便产生电化学溶解在矿体周围形成离子晕在电化学电场、地气搬运、地下水运动等各种自然营力作用下迁移到近地表地电化学成晕的物质来源就是这种近地表的离子晕该离子晕来自于深部矿体具有动态性。当有外加电场一时一方面激活了土壤中原有金属元素的赋存状态使大量的络合离子以及其它呈稳定或不太稳定的元素形式进行解离另一方面可驱使阴、阳离子向提取电极迁移和加速离子的运动速度。由于电极周围氧化还原反应的发生使得以电极为中心由近及远、由表及里、由浅到深发生离子的迁移和电荷的转移打破了原有的深部基岩矿体与上覆盖层之间建立的原始氧化还原场的平衡。为了维持新的平衡每个单元体积移出的离子要由相邻单元体积内的离子移入来补充。这样处于动态平衡的离子就象接力赛跑一样一个接一个地向上迁移。如果地下深部有矿体存在矿体电化学溶解产生的金属离子就会源源不断地向上迁移形成动态平衡的离子晕。尽管单个离子的迁移速率较小。迁移距离较短但无数个离子的相互传递即可完成长距离的搬运。⒌氐缁Х椒ḿ际跹芯地电提取种类研究。地电提取种类包括浅部提取法、深部提取法、充电提取法、测井提取法、水中提取法五种如果从激发方式的差异看又可把浅部提取法、深部提取法称为大功率激发提取与小功率激发提取这两种激发方式在我国找矿勘探中普遍使用。因此本文着重对大功率激发提取与小功率激发提取的方法技术条件进行了对比研究研究结果两种提取方法在己知矿体上都测出了清晰的地电化学异常。由于各有优缺点所以在目前还不能简单地肯定一种而否定另一种。应该在使用时根据具体情况。按不同要求选择更合适的一种可根据不同找矿勘查阶段配套使用。提取电极的研制。研究提取电极是地电提取技术的重要课题之一。提取电极选择的好坏直接影响到提取的结果。本文对国内外主要提取电极类型进行了分析对比研究在此基础上研制出一种对多种重金属贵金属元素离子有强吸附能力的新型固态电极这种电极已在室内外做各种试验并在金、锡、铜、锑等矿床上与各种电极做对比试验已展示出它较好效果。其优点是：灵敏度高探测深度大覆盖矿体范围广地表矿与深部矿异常层次分明异常基本不受构造位置影响适应性强能