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摘 要：针对地气测量中，地球气迁移机制不仅关系到该技术的科学性，而且关系到含矿信息的有效分离与提取，进而影响有效指示隐伏矿床的存在性，制约深穿透测量技术发展的问题，许多学者均提出了不同模式的迁移机制。通过对迁移机制模型方法的汇总，探讨了机制模型的研究进展和存在问题。完善地气测量技术基础理论，建立全面的地气迁移体系，可为地气测量方法的提供有力科学依据，为我国危机矿山及更大尺度矿产资源勘察提供多样化方法选择。
关键词：隐伏矿床；地气测量；迁移机制
1.前言
早在上世纪80年代初，瑞典波立登矿业（Boliden Mineral）公司就和隆德（Lund）大学物理系合作共同提出了找隐伏矿和隐伏构造的地气测量方法（Malmqvist et al.，1984；kristiansson et al.，1987）。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（童纯菡等，1992；王学求，1999；汪明启等，2006；刘斌等，2011；周四春等，2014）。虽然矿体上方的气、固相地气采样介质中存在的纳米颗粒微粒已被国内学者先后证实（Cao Jianjin et al.，2009；王学求等，2011）。但是针对地气的迁移机制，谢学锦、王学求提出的迁移模型与童纯菡提出存在不同之处（童纯菡，2001）。对这一问题的研究不仅关系到深穿透地气测量技术的科学性，而且关系到含矿信息的有效分离与提取，有效准确指示隐伏矿床的存在性。
2.元素模拟实验及纳米晶体的发现
在地气元素的模拟模型实验，实验结果显示，纳米粒子是地球气在上升过程中迁移的主要对象。该类粒子随时间增加不断在地表累积。水层和玻璃盖层依然无法挡住所有元素穿透。通过扫描探针显微术观测到该类纳米粒子具有晶体外形，这一结果进一步说明地气测量技术富集的元素主要来自于内生作用，区别于大气等外生条件中以气溶胶胶体形式存在的元素（童纯菡，2001）。纳米晶体也相继被王学求等学者发现，并提出利用土壤作為采样介质，分离微粒成分用于直接寻找深部隐伏矿（王学求2011）。
3.地气迁移模型
Cameron等（2004）提出3种地气流的形成机制，分别是气压泵、冬季呼气作用、地震泵作用。大量研究表明，这三种机制并不是独立存在的，往往一个巨型矿体上方的地气异常是受它们的综合作用影响形成。王学求认为地球气的主要来自与大气交换的气体、当地土壤产生的气体、矿床氧化产生的气体和地幔排气（王学求，2011）。因此，地气场是一种长期存在的以气体为介质的容纳微粒物质运动的场所。当地球排出气体经过深部隐伏矿体，通过地气场，以微观形式将深部物质带出至地球表层时，该气体就可以有效反映深部成矿信息的重要物质。
4.地气迁移规律
唐桢（2012）通过制作地气迁移模型进行模拟实验观测。模型设计原理为：在隔离装置中，通过电热板加热产生向上迁移的气流，并在矿体上方收集经过矿石和围岩的气体。与HSP铅锌矿的实测地气结果作对比研究，发现除了Mn、Cu、Zn、Ag、Cd等九种元素，地气测量中Li、Mo和部分稀土元素与Zn、Pb有较好的相关性且趋于共同富集。Sr、Ag、U、Au等元素被地气捕获的含量相对较少，也与Zn、Pb有一定相关性，存在共同富集趋势。研究的另一个重要发现，不是所有的伴生元素（铅锌矿）都会在矿体上方出现地气异常，部分元素仅为弱异常。
5.结论
地气测量技术的迁移机制研究不仅关系到深穿透地气测量技术的科学性，而且关系到含矿信息的有效分离与提取，有效准确指示隐伏矿床的存在性。前人通过元素模拟实验、地气迁移模型和迁移规律多方面的研究，已基本建立起了地气测量技术的迁移机制，为地气测量找寻隐伏矿床的有效性起到科学的推动作用。（作者单位：1.成都理工大学管理科学学院；2.成都理工大学地球科学学院）
参考文献：
[1] K.kristiansson，L.Malmqvist，1987.Trace elements in the geogas and their relation to bedrockcompositon.Geoexploration，24：517-534.
[2] 刘应汉，任天祥，等.，1995.隐伏矿区地气测量试验及效果[J]有色金属矿产与勘查，4（6）.
[3] 高玉岩，2007.利用铅同位素研究金属矿床地气物质来源：甘肃蛟龙掌铅锌矿床研究实例[J]地球化学4（36）.
[4] 郭伟，赖万昌，葛良全，2007.地气测量方法的发展历程及相关问题[J]广东微量元素科学，14（2）.
[5] 汪明启，高玉岩，等.，2006.地气测量在北祁连盆地地区找矿突破及其意义[J]物探与化探，30（1）.
[6] 王学求，2005.深穿透地球化学迁移模型[J]地质通报，24（10～11）.
[7] 周四春，刘晓辉，童纯菡，胡波，2014.地气测量技术及在隐伏找矿中的应用研究[J]地质学报，88（4）.
[8] 刘应汉，孔牧，等，2003.纳米物质测量的液态捕集剂研究[J]物探与化探，27（6）.
[9] 唐桢，周四春，万志雄，2012.坪宝地区铅锌矿地气元素迁移规律研究[J]现代矿业，No.522.
[10] 刘晓辉，周四春，等，2012.提高地气探测灵敏度的方法[J]物探与化探，36（6）.
[11] 徐兴旺，蔡新平，2000.隐伏矿床预测理论与方法的研究进展[J]地球科学进展，15（1）.
关键词：隐伏矿床；地气测量；迁移机制
1.前言
早在上世纪80年代初，瑞典波立登矿业（Boliden Mineral）公司就和隆德（Lund）大学物理系合作共同提出了找隐伏矿和隐伏构造的地气测量方法（Malmqvist et al.，1984；kristiansson et al.，1987）。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（童纯菡等，1992；王学求，1999；汪明启等，2006；刘斌等，2011；周四春等，2014）。虽然矿体上方的气、固相地气采样介质中存在的纳米颗粒微粒已被国内学者先后证实（Cao Jianjin et al.，2009；王学求等，2011）。但是针对地气的迁移机制，谢学锦、王学求提出的迁移模型与童纯菡提出存在不同之处（童纯菡，2001）。对这一问题的研究不仅关系到深穿透地气测量技术的科学性，而且关系到含矿信息的有效分离与提取，有效准确指示隐伏矿床的存在性。
2.元素模拟实验及纳米晶体的发现
在地气元素的模拟模型实验，实验结果显示，纳米粒子是地球气在上升过程中迁移的主要对象。该类粒子随时间增加不断在地表累积。水层和玻璃盖层依然无法挡住所有元素穿透。通过扫描探针显微术观测到该类纳米粒子具有晶体外形，这一结果进一步说明地气测量技术富集的元素主要来自于内生作用，区别于大气等外生条件中以气溶胶胶体形式存在的元素（童纯菡，2001）。纳米晶体也相继被王学求等学者发现，并提出利用土壤作為采样介质，分离微粒成分用于直接寻找深部隐伏矿（王学求2011）。
3.地气迁移模型
Cameron等（2004）提出3种地气流的形成机制，分别是气压泵、冬季呼气作用、地震泵作用。大量研究表明，这三种机制并不是独立存在的，往往一个巨型矿体上方的地气异常是受它们的综合作用影响形成。王学求认为地球气的主要来自与大气交换的气体、当地土壤产生的气体、矿床氧化产生的气体和地幔排气（王学求，2011）。因此，地气场是一种长期存在的以气体为介质的容纳微粒物质运动的场所。当地球排出气体经过深部隐伏矿体，通过地气场，以微观形式将深部物质带出至地球表层时，该气体就可以有效反映深部成矿信息的重要物质。
4.地气迁移规律
唐桢（2012）通过制作地气迁移模型进行模拟实验观测。模型设计原理为：在隔离装置中，通过电热板加热产生向上迁移的气流，并在矿体上方收集经过矿石和围岩的气体。与HSP铅锌矿的实测地气结果作对比研究，发现除了Mn、Cu、Zn、Ag、Cd等九种元素，地气测量中Li、Mo和部分稀土元素与Zn、Pb有较好的相关性且趋于共同富集。Sr、Ag、U、Au等元素被地气捕获的含量相对较少，也与Zn、Pb有一定相关性，存在共同富集趋势。研究的另一个重要发现，不是所有的伴生元素（铅锌矿）都会在矿体上方出现地气异常，部分元素仅为弱异常。
5.结论
地气测量技术的迁移机制研究不仅关系到深穿透地气测量技术的科学性，而且关系到含矿信息的有效分离与提取，有效准确指示隐伏矿床的存在性。前人通过元素模拟实验、地气迁移模型和迁移规律多方面的研究，已基本建立起了地气测量技术的迁移机制，为地气测量找寻隐伏矿床的有效性起到科学的推动作用。（作者单位：1.成都理工大学管理科学学院；2.成都理工大学地球科学学院）
参考文献：
[1] K.kristiansson，L.Malmqvist，1987.Trace elements in the geogas and their relation to bedrockcompositon.Geoexploration，24：517-534.
[2] 刘应汉，任天祥，等.，1995.隐伏矿区地气测量试验及效果[J]有色金属矿产与勘查，4（6）.
[3] 高玉岩，2007.利用铅同位素研究金属矿床地气物质来源：甘肃蛟龙掌铅锌矿床研究实例[J]地球化学4（36）.
[4] 郭伟，赖万昌，葛良全，2007.地气测量方法的发展历程及相关问题[J]广东微量元素科学，14（2）.
[5] 汪明启，高玉岩，等.，2006.地气测量在北祁连盆地地区找矿突破及其意义[J]物探与化探，30（1）.
[6] 王学求，2005.深穿透地球化学迁移模型[J]地质通报，24（10～11）.
[7] 周四春，刘晓辉，童纯菡，胡波，2014.地气测量技术及在隐伏找矿中的应用研究[J]地质学报，88（4）.
[8] 刘应汉，孔牧，等，2003.纳米物质测量的液态捕集剂研究[J]物探与化探，27（6）.
[9] 唐桢，周四春，万志雄，2012.坪宝地区铅锌矿地气元素迁移规律研究[J]现代矿业，No.522.
[10] 刘晓辉，周四春，等，2012.提高地气探测灵敏度的方法[J]物探与化探，36（6）.
[11] 徐兴旺，蔡新平，2000.隐伏矿床预测理论与方法的研究进展[J]地球科学进展，15（1）.