湖南衡阳盆地南部地下水微粒及其找矿应用研究

Currently,the research for the prospecting method of concealed deposits is one of the urgent task to earth science researchers. In this project, the theories and research methods of geochemistry, nanoscience and mineralogy will be integrated and the individual particle analysis technology of an transmission electron microscopy will be used. The type, number, morphology, size, chemical composition, ultrastructural structure, the combination relationship between the particles and the spatial distribution characteristic of the shallow and deep groundwater particles in the south of Hunan hengyang basin will be studied. The particles associated with the concealed metallic ore bodies in the groundwater will be identified. The corresponding relationship between the characteristics of particles in groundwater and the characteristics of concealed metallic ore bodies will be investigated. The research contents of the project also include exploring the relationship between the groundwater particles associated with the concealed metallic ore bodies and the particles in the soil solid-gas phases, finding the relationship between the particles and the trace element and ions content in groundwater. The characteristics of groundwater particles will be applied to the prospecting practice in the south of Hunan hengyang basin. On that basis, a new and multidisciplinary method for groundwater particles geochemical prospecting will be established. The characteristics of particles have more abundant information about the concealed orebodies than the elements contents. The research on this project may reveal the characteristics of groundwater particles and the relationship between the characteristics and the concealed metallic ore bodies. It will improve the validity of the water geochemical prospecting method and have great significance to enrich the nanometer earth science theory and enhance the level of international prospecting exploration method.

目前，隐伏矿床找矿方法研究是地球科学研究人员的迫切任务之一，本项目结合地球化学、纳米科学、矿物学的理论和研究方法，使用透射电镜单颗粒分析技术，研究湖南衡阳盆地南部浅部和深部地下水中微粒的种类、数量、形貌、大小、化学成分、超微结构构造、微粒之间的组合关系及空间分布特征，识别出地下水中与隐伏金属矿体有关微粒，分析地下水微粒特征与隐伏金属矿体特征的对应关系，探索地下水中与隐伏金属矿体有关微粒与土壤固体和气体微粒、以及与地下水中微量元素和离子含量的关系，并把地下水微粒特征应用于湖南衡阳盆地南部的找矿实践中。在此基础上，建立一种新的、多学科交叉渗透的地下水微粒地球化学找矿方法，微粒特征含有比元素含量更丰富的关于隐伏矿体的信息，开展本项目研究将会揭示地下水微粒特征及其与隐伏金属矿体的关系，提高水地球化学找矿方法的有效性，对于丰富纳米地球科学理论和提升国际找矿勘查方法水平都具有十分重要的意义。

隐伏矿床探测方法一直是勘探地球化学研究的热点，本项目主要研究内容:（1）研究湖南衡阳盆地南部柏坊铜矿床、康家湾多金属硫化物矿床、鸭公塘铜铅锌硫多金属矿床和留书塘铅锌矿床地下水微粒种类、大小、形貌、元素含量、超微结构等特征。分析浅部地下水微粒和深部地下水微粒的异同，以及地下水微粒与背景区地下水微粒的区别。（2）探索矿床地下水微粒特征与隐伏矿体化学成分的对应关系，阐明各类型矿床地下水微粒对深部隐伏矿体特征的指示意义。（3）研究矿床地下水中与隐伏矿体有关微粒和土壤固体、气体、动植物中微粒之间特征的异同和互补关系。（4）查明矿床地下水中与隐伏矿体有关微粒特征与地下水中离子含量关系，以及查明矿床地下水pH 值对地下水微粒特征的影响。（5）对湖南衡阳盆地茭河口远景区开展地下水微粒找矿应用研究。.研究表明，康家湾矿床、柏坊铜矿床、鸭公塘矿床、留书塘矿床地下水中发现含Cu、Zn、Pb、Fe、Au、Ag、Cr、Mn等金属元素微粒。各矿床微粒多以微粒聚合体形式存在，也有单个微粒存在的，单个微粒的大小为5-300nm不等。地下水微粒的成分与隐伏矿体成分密切有关。微粒形貌多呈球状、近球状、椭球状、不规则状、气泡状、针状、放射状，以及规则的六边形、四边形等。矿床地下水中纳米微粒至少存在非晶态、单晶、单一成分多晶、复杂成分多晶、结晶与非晶态结合等多种迁移形式。地下水中以微粒迁移的金属物质的迁移形式是：（1）以金属的单质、氧化物或硫酸盐等微粒迁移；（2）金属以类质同象或超细微粒形式赋存于其它微粒中迁移。（3）含金属微粒吸附于其它微粒表面迁移。这些纳米微粒迁移形式发现，为认识物质的迁移富集规律提供了新的启示。在上述研究基础上，建立了地下水纳米微粒找矿方法。由于微粒含有比元素含量更丰富的关于隐伏矿体的信息，该找矿方法有很好应用前景。