项目介绍

  1、研究背景

  穿透性地球化学是基于深部矿床成矿元素以分子穿过构造裂隙或上覆岩石和土壤纳米孔到达地表，在地表捕获这些成矿元素用于寻找隐伏矿，是深部资源勘查的核心技术，包含6个技术系列，全球专利数2345项，中国专利数405项(占总数的17%)，仅次于美国(占28%)。目前深部资源地球化学探测存在的主要问题是：元素大深度迁移机理和立体模型的建立;穿透性地球化学探测关键技术和设备成熟度还不高;探测深度只能达到1400米，离2000-3000米深度要求还有一定距离;还未开展多种条件下的应用示范研究。

  2、研究目标

  (1)建立2000-3000米深度立体地球化学模型和探测技术;(2)纳米尺度和分子水平地球化学模拟和观测实验平台1套;(3)研发4项深穿透地球化学关键技术和设备;(4)研发与集成现场快速分析实验样车1台;(5)通过对铜、金矿的立体探测试验与应用示范，探测深度达2000-3000米，提供进一步工作的找矿远景区2-3处。

  3、研究内容

  重大科学问题是元素长距离垂向迁移机理和立体分散模型;关键技术是纳米水平和分子水平探测技术和关键设备。研究内容：(1)元素垂向迁移机理与地球化学块体三维模型建立;(2)纳米地球化学探测技术与专用设备研制;(3)活动态、生物与电提取技术与关键设备研制;(4)覆盖区地球化学异常源示踪与判别;(5)野外快速分析设备改进与车载集成应用;(6)蚀变岩型金矿立体地球化学探测试验示范;(7)卡林型金矿立体地球化学探测试验示范;(8)斑岩型铜矿立体地球化学探测试验示范;(9)复杂盖层区地球化学探测技术集成与大型矿靶区优选。

  4、技术路线

  遵循从理论模型建立、技术研发到试验示范这一技术路径。探测深度能力总体达到2000-3000米，首先需要从元素迁移机理入手，最有可能达到这一深度迁移的是纳米尺度矿物微粒和分子水平化合物穿透岩石微裂隙或纳米孔到达地表，因此要通过微观观测和迁移模拟实验相结合，查明矿物微观特征和岩石微孔结构，建立立体地球化学模型。对技术进行研发和改进，通过研制精密的采样和分离设备，使探测能力达到2000-3000米。开展立体地球化学探测(填图)试验与示范，最终建立起一套能适用于复杂覆盖区深部找矿的穿透性地球化学技术体系。

  5、研究基础与团队

  申请团队长期致力于地球化学探测技术研究，通过国家“973”和“863”课题，以及自然科学基金、国际合作、科技专项、地质大调查项目等持续支持，取得了多项自主研发的原创性成果：(1)提出了深穿透地球化学概念，初步建立了其实证性理论基础;(2)发明了系列深穿透地球化学技术，包括纳米地球化学探测技术、金属活动态测量技术、地气测量技术、偶极子独立供电地电化学测量技术等，探测深度达到1400m;(3)获得国家科技进步二等奖1项，省部级科技成果一等奖1项，获得发明专利3项;(4)联合17家产学研单位组成优势互补研究团队开展工作，为成果及时转化创造条件;(5)承担单位具备先进的分析仪器设备和实验测试平台，能确保研究过程中的设备使用。

  6、预期成果和效益

  中国在纳米地球化学迁移机理研究领域保持国际研究前沿。发表SCI论文20篇以上，具有创新性发现的SCI论文5篇以上。

  穿透性地球化学探测技术能力总体达到2000-3000米，提交专利申请14项，其中发明专利4项以上。研发：(1)纳米尺度和分子水平地球化学模拟和观测实验平台1套;(2)3种金属活动态专用提取试剂，小电流独立供电定时电化学提取设备1套，现场快速分析实验样车1台。

  我国东部矿山深部找矿拥有强烈的市场需求，该项目在大深度隐伏矿探测技术上取得突破，不仅满足矿山企业深部找矿需求，而且为西部和北方边缘地区的大面积覆盖区提供快速地球化学调查技术，实现成果转化。通过大面积应用试验，提供2-3处大型矿找矿远景区。