汞气测量技术在矿产勘查中的应用进展

1、汞气测量技术在矿产勘查中的应用进展摘要：气体地球化学找矿已经日益受到人们的重视。不仅可以应用于寻找金属 矿床（多金属矿、金矿、铜矿、铅锌矿、钨矿等）和可燃性矿产（煤、石油、天 然气），而且在查明隐伏构造和地热方面也得到了应用。本文着重于气体地球化 学中的汞气测量技术的发展，测量的工作方法、汞气晕与矿体的空间关系以及汞 气测量的应用情况。1、汞气测量技术的发展气体地球化学找矿目前所研究的气体中，比较深入的是汞蒸气，所以汞气测 量应用也最为广泛，60年代初，原子吸收分析技术应用于汞的测定，标志着超微 量汞的分析技术取得了关键性的突破。70年代初，在国际上出现了前所未有的测 汞热潮，研究汞气晕的方法

2、有壤中气、岩石气、水中气、气测井、航空和地面大 气汞量测量等。所应用的领域从找寻固体矿产到石油天然气，从预测地热资源到 解决某些基础地质问题。据不完全统计。用汞作指示可找寻的矿种有20余种（B、 Ni、Cu、Zn、As、Se、Mo、Pd、Ag、Cd、Sb、Sn、Te、Ba、Pt、Au、Hg、Ti、Pb、 Bi、Fe、U）。Hg为亲硫元素，在热液阶段以自然汞和汞化合物的形式存在于Cu、Pb、Zn、 Mo、Fe等的硫化物中，或伴随挥发性组分扩散、渗滤到岩石和矿物的裂隙或包 裹体中，形成Hg的原生分散晕。在表生条件下，含Hg的金属硫化物能够通过氧 化还原作用释放出单质汞或汞的卤化物。在地下温度、压力

3、增高的情况下，促使 Hg随水蒸气、地下水沿裂隙向地表迁移，特别是气态汞，其穿透能力比溶液强很 多。单质汞和含汞溶液在迁移的过程中易被矿床上方的围岩、土壤吸附（粘土、 铁锰胶体、有机质吸附），同时形成壤中汞气。在一定条件下，壤中汞气和吸附 相态汞保持复杂的平衡关系，二者对深部矿体的赋存位置均有一定的指示作用。2、汞气测量的工作方法在进行壤中汞气测量工作时，往往首先要进行试验。试验工作的主要内容如 下：在测区内选择有代表性的已知矿床或矿点，作1-2条壤中汞气量测量剖面， 在矿地段点距可用5-10m，远离矿化地段点距可用20m。通过研究已知矿体上方 壤中汞气常发育情况，为测网的选择提供依据。采样深度

4、和采样量的选择。根 据覆盖层特性，采样深度一般在3060cm之间，抽壤中气57L。研究干扰 因素所引起的异常特征和消除措施，如覆盖层厚度、水份、降雨等因素影响。在 上述试验的基础上开展汞气测量工作。米样根据试验工作所确定的网度，在测点上用钢钎打一个30-60cm深的孔，拔出 钢钎后，尽快将锥形采样器旋入孔内进行抽气，一般23分钟即可，然后将捕 汞管卸下存放于密封容器内，待送室内分析。采样时必须注意采样器的密封和防 止捕汞管的沾污。样品必须当天分析。在评价物化探异常时，一般以100 x20m的 网度进行采样，在异常中心部位或成矿有利地段可适当加密。采样时应作详细记 录，内容包括采样点位置、覆盖层

5、类型（如残积物、坡积物、塌积物、风成黄土、 风成砂、冲积物等），覆盖层厚度、疏松层千湿情况，地形地貌特征、地质情况及 天气情况等。质量检验壤中汞气测量方法的影响因素较多，因此必须重视质量检验，一般包括采集 重复检查样品和在异常地段进行重测二个步骤。对所测数据进行统计计算，确定 背景值和异常值，编绘成果图件，推断解释异常，并检查异常。3、汞气晕与矿体的空间关系汞气晕与矿体的空间关系，主要受矿体的形态、产状、埋深、构造发育程度， 以及土壤覆盖厚度等条件的影响。模拟实验和野外实践表明，汞气晕扩散的最大 特点是垂直向上。因而沿水平方向扩散距离小，沿垂直方向扩散距离大。壤中汞 气晕与矿体在地表的投影位置

6、相吻合。汞是标型的前缘元素，其异常在矿体的头 部以上更为发育。根据以上特点，可将汞气晕与矿体的空间关系归纳为以下几种 类型：（1）倾斜矿体与汞气晕的空间关系：倾斜矿体在含矿构造至地表的延伸位置 上，一般有异常反映，异常强度与矿体的埋深有关。矿体底部的岩层中一般无异 常反映。（2）水平矿体与汞气晕的空间关系：水平产出的矿体，若上覆岩层是水平 的，汞蒸气晕只能沿成矿后的构造裂隙向上运移，由于构造裂隙分布的不均匀性， 故异常曲线往往呈跳跃式的和不连续的变化，但异常的范围基本上与矿体的分布 范围一致。（3）直立矿体与汞气晕的空间关系：直立矿体的壤中气汞异常一般强度 大，衬度高，异常范围窄。（4）断裂构

7、造与汞气晕的空间关系：断裂构造上所出现 的异常，一般较窄，与直立矿体的异常特征无明显区别，但它多沿构造线在较大 范围内分布。4、汞气测量的应用情况在岩层中寻找盲矿体壤中气汞量测量方法，对寻找厚岩层覆盖下的育矿体具有明显的效果。例如 广西大厂锡多金属矿床，矿体埋深300m余，其围岩为厚层灰岩、页岩。应用岩 石地球化学找矿效果不理想，但壤中汞气异常却能较好地反映。在外来厚层运积物覆盖区找矿在外来厚层运积物覆盖区，如坡积物、风成土、冲积层以及水稻田覆盖区， 应用壤中汞气测量都可以取得较好的找矿效果。如甘肃小铁山黄铁矿型多金属矿 床，矿区位于白银矿田的东南部，出露地层以上：奥陶系白银厂组变质火山岩沉

8、积杂岩系为主。工业矿体主要赋存于石英角斑凝灰岩的强烈绿泥石化、碳酸盐化 带内。查明隐伏断裂构造在广东凡口铅锌矿区应用壤中汞气测量方法，对查明深部断裂构造取得了明 显效果。该矿区位于凡口倾伏向斜中，区内主要为寒武系-二叠系地层。泥盆系中 上统灰岩是主要赋矿层位。成矿受次一级背斜和北北东向断裂构造控制。一矿体埋深100200m，矿石中汞含量可达nnx100ppm。区内地势平缓，为 洪积-冲积粘土-亚粘土层覆盖，且水稻田较多。用一般物化探方法未取得明显效 果。在该区进行了壤中汞气测量工作，结果发现了汞气异常。经钻探验证，在异 常中发现隐伏的断裂，并见厚度在10m的富矿体。5、结语矿产勘查工作是一项复

9、杂的系统工程，任何一种单纯或单一的化探方法都很 难对发现的化探异常做出圆满的解释。由于土壤汞气测量方法成本低、速度快， 因此在实际找矿工作中，可以先行部署一定范围的土壤汞气测量扫面工作；然后 再在土壤汞气异常基础上采用物探、土壤地球化学测量等方法查证异常，发现矿 体。参考文献：伍宗华，金仰芬.提高壤中气汞量测量精度的新进展J杨桂莲，祁建誉.土壤测汞方法在地球化学勘查中的应用J.地质与资源， 2002,11(2):123-126.李宜运，张国华,罗小亚.汞气测量在东安线江冲锑矿普查中的应用J.国土 资源导刊，2002, 21(1):17-19.戴塔根,龚铃兰，张起钻.应用地球化学M.中南大学出版社,2005.袁承先.地球深部矿化信息探测技术一一土壤汞气测量J.科技资讯， 2011(9):6-7.陆一敢.勘查地球化学集成技术在凡口铅锌矿深部找矿中的应用示范研究 D.桂林理工大学,2012.伍宗华