土壤微细粒分离测量技术装备

穿透性地球化学是一种通过识别地表介质中成矿元素的微弱异常信息以寻找深部隐伏矿体的地球化学勘查理论与方法。土壤微细粒分离技术是近年发展起来的一种穿透性地球化学技术，其野外工作方法是筛分土壤细粒级组分，其原理是土壤中细粒级物质的吸附作用和可交换性能是活动态元素的天然“捕获井”，可以将深部迁移至地表的信息捕获，通过分离土壤中细粒级组分以富集来自于深部矿体的活动性金属元素，从而达到识别深部隐伏矿的目的。

一、服务领域

土壤微细粒分离技术适用于覆盖区有色金属、稀有金属、贵金属、铀、稀土等矿产资源勘查。

二、功能特点

土壤微细粒分离技术通过物理分离土壤微细粒组份来识别深部矿体引起的地球化学弱异常，进而指示深部隐伏矿体。来自深部矿体的活动态金属元素迁移至地表后，以离子化合物、络合物、可溶性盐类、胶体、单质颗粒、合金颗粒等多种形式赋存于地表介质（土壤等）中。活动态金属元素往往带正电荷，极易被土壤中带负电荷的粘土矿物、铁锰氧化物、有机质所吸附。粘土矿物是土壤中最主要的次生矿物，主要存在于微细粒级土壤组分中，其表面带电荷，比表面积大，是活动态金属元素的理想赋存载体。另外，铁锰氧化物在地表疏松物中大量存在，矿物颗粒表面也常常被铁锰氧化物膜覆盖。铁锰氧化物随着样品粒径的减小，其比表面积呈指数增加，比表面积越大，其吸附活动性金属元素的能力就越强。细粒级物质的强烈吸附与可交换性能是活动态金属元素的天然“捕获井”，物理分离土壤微细粒组分将有效富集活动态金属元素。

三、主要技术指标

在野外开展大面积地球化学填图工作中，考虑采样效率和经济性，可在开展粒级实验的基础上，利用普通样品筛筛分-120目或-200目细粒级土壤样品送样分析，这部分粒级样品中粘土矿物占有较高的比例，粘土中吸附的活动性金属已可有效反映区域或矿致异常。为实现纳米超微细金（<μm级）的有效分离，团队设计了分离超微细金属的物理分离技术方案，并研发了土壤纳米物质过滤分离装置。其流程是将200g土壤样品（-200目）溶解到1升蒸馏水中，利用超声波棒将吸附在颗粒表面的纳米级微粒解离并溶解到水溶液中，溶液通过10μm滤网，通过滤网的液体再次通过1μm陶瓷膜，过滤过程中不断加水洗脱，将所有通过1μm陶瓷膜的透过液放入冷冻干燥机中，待所有水份蒸发后，剩下的物质即为土壤中的微细粒（纳微米）物质，最后将这些微细粒物质送实验室进行分析测试。

土壤微细粒（纳微米）物质过滤分离流程

四、应用推广情况

近年开展了一系列覆盖区地球化学勘查项目，包括国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、国土资源部公益性行业专项项目、地质调查项目、矿业公司横向项目等，尤以国家重点研发计划项目“穿透性地球化学勘查技术”最重要。在胶东焦家、河南上宫、贵州水银洞等矿区实现深部和覆盖区找矿重大发现。利用土壤微细粒分离测量技术结合地质、构造等开展靶区预测工作，在胶东焦家金矿实施的3200米深钻，在2700米-2854米发现深部矿体，矿体厚度累计达20余米，金平均品位3.1克/吨，最高品位12克/吨；贵州水银洞发现300-1400m以深的隐伏矿体，累计获得金资源量367吨，新增金资源量203吨。团队在多源项目的支持下，还开展了全国稀土、铀等战略资源穿透性地球化学靶区预测工作，圈定稀土地球化学块体35处，其中26处与已知稀土矿或稀土成矿带相吻合，新发现稀土超常富集区9处；圈定铀地球化学块体79处，优选出铀矿找矿远景区31处；滇南红河州高海拔区首次发现稀土超常富集区，在1:25万、1:5万等一系列土壤微细粒测量工作基础上，后经钻探验证在红河马鞍底发现潜在超大型离子吸附型稀土矿。

五、联系方式

联系人：张必敏

电话：0316-2267721

邮箱zbimin@mail.cgs.gov.cn

联系人：刘汉粮

电话：0316-2266723

邮箱：lhanliang@mail.cgs.gov.cn