一、内容概述
酶提取技术是由美国地调所Clark等于20世纪80年代末和90年代初研制出的利用葡萄糖氧化酶提取矿物颗粒表面的非晶质锰的氧化物膜寻找隐伏矿的方法。元素主要被地下水循环而直接带到地表后,被矿物颗粒表面的铁锰氧化物膜所捕获,或被地下水循环带到近地表潜水面处,又被植物根系吸收。在植物腐烂后,堆积于地表,并被矿物颗粒表面的铁锰氧化物膜所捕获。非晶质锰的氧化物,在整个铁锰氧化物中虽然只占很小的比例,但却对金属的捕获起着重要作用,它是许多离子(阳离子和阴离子)和极性分子的有效捕获体。所以,如果能有效地提取这一部分中的元素,就可以达到寻找隐伏矿的目的。葡萄糖氧化酶和右旋糖在提取液中,发生反应产生痕量过氧化氢和葡萄糖酸,稀释的过氧化氢容易还原和溶解非晶质的二氧化锰(MnO2+H2O2+2H+
+O2+2H2O),从而将捕获的痕量元素释放出来,通过测定溶液中的金属离子浓度,可发现隐伏矿。分析方法使用ICP-MS。
二、应用范围及应用案例
(一)应用范围
该方法最大的优点是生成的痕量过氧化氢能够选择性的溶解土壤中的非晶质二氧化锰,当所有非晶质二氧化锰都已反应,酶的作用也就停止,不会进一步去溶解晶质铁锰氧化物,从而提高了异常的可靠程度。至于元素向上迁移的机制,Clarke等认为最主要的是深循环的地下水将金属离子直接带到地表或被带到近地表潜水面处,又被植物根系吸收,在植物腐烂后,堆积于地表,最终被矿物颗粒表面的铁锰氧化物膜所捕获。
该方法只提取非晶质锰的氧化物,因此能有效应用于冰碛物覆盖区。加拿大Hoffman等亦曾实验过该方法,据报道,对酶提取技术所圈定的异常验证结果已有550多个钻孔见矿。
(二)应用实例——智利 Gaby Sur斑岩型Cu矿床
Gaby Sur斑岩型Cu矿床,包含400×106t品位为0.54%的Cu,位于Spence矿区以东43km处。它位于一个海拔为2700m的宽缓山谷中。与Spence矿床相似,Gaby Sur的气候非常干旱。1991年智利Codelco公司开始对智利北路山麓砾石层和熔结凝灰岩层下的隐伏斑岩型铜矿进行系统勘查,进行了包括地质填图、水系沉积物地球化学测量和航测测量等一系列工作,经过5年的时间,宣布发现Gaby Sur矿床。
1.深穿透技术对Gaby Sur矿床的识别
对采集到的Gaby Sur矿区土壤样品过80目筛后分送Actlabs(去离子水及酶提取)、ACME(醋酸铵及王水提取)、Chemex(冷盐酸羟铵提取),所有分析公司皆用ICP-MS进行多种元素扫描测定。中国物化探所则由卢荫庥进行WEM、AEM、OBM及FMM两步提取,提取后用原子吸收方法进行Cu及Ag的测定。中国实验室的分析结果与国外几个实验室的结果很不相同,图1上的WEM(去离子水提取)Cu不仅在矿体两侧断层上方,而且在矿体上方都有不连续的峰值出现。另外中国实验室的 WEM Cu的中值为293ng/g,而Actlabs去离子水提取Cu的中值仅有13 ng/g。提取Ag异常在矿体上方及矿体两侧断层上方皆有很好地反映。这表明由地震泵推动的源于隐伏矿床的活动态金属不仅可从断层,而且也可从隐伏矿床上方的微裂隙系统运移而达于地表。至于Ag异常强于Cu异常是因为上升到碳酸盐环境中的活动态Ag易于保留(Ag可呈碳酸盐络合物),而Cu很快形成不溶于去离子水的CuCO3。这些研究结果给以新的启示,即在极干旱地区找隐伏矿时,循序提取系统中可能需加入提取新生碳酸盐中某些金属的方法。
图1 去离子水(WEM)提取在Gaby Sur矿床上方地表呈现的Cu和Ag异常
与国外许多深穿透地球化学分析方法的研究思路不同,中国学者很早就注意到在各种偏提取分析中胶体物质及纳米、亚微米颗粒的影响,从而王学求(1998)制定了循序两步提取的分析方案。每种提取都分两步进行,第一步用各种弱溶剂使活动态金属与载体分离。第二步用强溶剂(HNO3+HF+HClO4)破坏胶体使活动态金属摆脱胶体的吸附。而国外的酶提取及活动金属离子法只使用弱溶剂,使特定的活动态金属与载体分离,但在分离与稀释滤液过程中,很大一部分活动态金属又被硅胶体吸附。由此可见,对于深穿透地球化学,不同的处理方法,对于同样的样品,很可能结果也不相同。而中国的两步提取,在Gaby Sur矿区研究中明显更具优势。
三、资料来源
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