深穿透地球化学迁移机理研究

Deep-penetrating geochemistry is an international frontier subject and is critically needed for concealed deposits. The deep-penetrating geochemistry of China has its strengths in technique and has got many successful application examples. In recent years, it has made a great progress in research on mechanism of geochemical anomalies. Nanoscale particles of metals were observed by TEM both in gases, soils and ore rocks. These particles have similar particle sizes，shapes and compositions，suggesting that all of them are from the concealed deposit. The findings have provides nanoscale and molecular-level understanding of metal transportation from the concealed ore bodies through the overburden covers. This research will select Au and Ag-Pb-Zn Polymetallic deposits located in three typical covered areas to carry out work and will focus on shapes, size, occurrences, compositions, crystal structures of nanoparticles in gases, soils and ore rocks. The results will provide (1) direct evidences for formation of deep-penetrating geochemical anomalies, (2) nanoparticle characteristics originating from the mineralization, (3) indicators to location of deep-seated depoists based on nanoparticle characteristics, (4) migration models based on observations.

深穿透地球化学是国际前沿和深部找隐伏矿急需，也是我覆盖区矿产资源调查急需。中国深穿透技术具有国际领先优势，有许多成功的实例。近年在异常机理研究上取得显著进展，在矿体上方地气、土壤和矿石中直接观测到Cu、Au等纳米金属微粒，粒径大小、微粒形态、元素组合相似，表明两者具有同源性，形成于内生成矿作用。纳米尺度直接观测到微观迁移证据使得覆盖区勘查地球化学迁移机理研究向实证性模型取得质的飞跃。本项研究，选择三类典型覆盖区类型中Au、Ag-Pb-Zn 多金属隐伏矿展开研究工作。系统采集矿床上方地气和土壤以及矿石样品，研究微粒空间分布，微粒组成、形态、粒径和微观结构，确定深穿透微粒的成因和存在形式，给出深穿透地球化学物质存在和迁移的新的直接微观证据。研究可示踪隐伏矿化微粒性质，给出深穿透微粒找隐伏矿识别指标。建立实证性深穿透异常模型，解释深穿透异常。

系统获得黄土覆盖区、干旱半干旱草原覆盖区、戈壁荒漠覆盖区金矿床类型、铜多金属矿床深穿透成矿元素分布。成果丰富矿床地球化学元素空间分布研究内容，对于同类型覆盖区识别同类型矿化有积极意义。研究矿床地气-土壤-矿石-成矿流体微粒组成、形态、粒径、微观结构等地球化学性质，给出深穿透地球化学物质存在形式和迁移的直接微观证据，解译深穿透地球化学异常机理。项目研究取得以下主要成果：. 1、系统获得黄土覆盖区金矿床-小秦岭申家窑金矿床，干旱半干旱草原覆盖区铜多金属矿床拜仁大坝、维拉斯托铜多金属矿床，戈壁荒漠覆盖区铅银多金属矿床甘肃花牛山铅银多金属矿床深穿透成矿元素空间分布规律。成果对于在同类型覆盖区识别同类型矿化有积极意义。. 2、矿床矿石-成矿流体-地气-覆盖层土壤深穿透地球化学微粒形态、粒径、成分、结构性质研究表明，土壤、地气、矿石中深穿透微粒的具有同成因，微粒是成矿作用的物质形式之一。微粒继承其源区性质，是异常传递物质，可穿越地质作用、时空，形成覆盖层土壤和地气地球化学异常。深穿透微粒具有地球化学普适性示踪意义。. 3、成矿微粒形态，是成矿物质的最遍在形态，也是稳定形态。. 4、地气微粒成分组成与矿化类型有关，微粒成分反映深部矿化，矿种间的区别。本项研究采集观测的地气和覆盖层土壤中微粒具有成因联系，同为深穿透物质，微粒是勘查地球化学认识覆盖层下覆矿化性质的直接样品，可用于勘查地球化学异常性质确定。. 5、内生成矿作用中的带有内部结构的矿化微粒，被体系最丰量的Si/SiO2以气溶胶向上迁移，形成含Si-矿化元素组合微粒，此类型结构，具有成因意义。地气中Fe微粒，表明矿化微粒有快速迁移机制。. 项目成果深化、丰富深穿透地球化学理论。提供深穿透成矿物质形式新观测数据，实证深穿透异常物质存在形式及迁移机理。项目成果实用意义上为深穿透地球化学技术提供理论支持。研究成果对保持中国深穿透地球化学理论研究与深穿透地球化学勘查技术方面的国际领先地位有重要意义。