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篇1

中圖分類號:R285.5　文獻標識碼:A

文章編號:1007-2349(2010)10-0079-03

高脂血癥(hyperlipidemia)又稱脂質代謝紊亂或異常,是導致脂肪肝、動脈粥樣硬化等多種疾病的重要因素,隨著發病率的持續增加,高脂血癥的病因學、預防和治療依然是醫學界研究的熱點。然而至今藥物治療尚未取得明顯突破,究其原因,除了其它因素而外,高脂血癥動物模型的制備也可能是影響該類藥物發展的重要原因之一,因此,選擇理想的高脂血癥動物模型是推進高脂血癥研究進程的關鍵。本文就近年來高脂血癥動物模型的研究概況作一綜述,為該領域的研究者正確合理選擇高脂血癥動物模型提供依據。

1　常見高脂血癥模型動物的種類及特點

1.1 大鼠 建立大鼠高脂血癥模型,方法簡單,成本適中,采血量較大,可以滿足一次做多種指標,且模型建立的方法最多。更重要的是大鼠的食性與人類相似,所形成的病變與人類早期病理改變相似,且適應性較強,是目前國內研究脂質代謝最多的實驗動物。但大鼠有對抗動脈粥樣硬化形成的能力,不宜作為抗動脈粥樣硬化藥物的篩選。

1.2 小鼠 小鼠模型的制造成本很低,采樣較方便,可作為降脂藥初篩的模型,但是采血量少,限制了指標的檢測。在高血脂和動脈粥樣硬化的轉基因動物模型的研究中,小鼠占有重要地位,其主要原因是由于小鼠除了有遺傳學上明確的野生品外,尚有多種突變型和重組型的品種以及日漸成熟的基因定位技術。

1.3　兔 作為高脂血癥的模型動物,其優點在于極易形成高脂血癥模型,特別是高膽固醇血癥,柳玉霞等報道,采用高脂飼料喂養法,家兔2～3周可形成高脂血癥,而大鼠需要4周,且家兔TC值增長幅度比大鼠要大,但家兔是草食動物,和人類的膽固醇代謝不完全一致,且耗費飼料,灌胃給藥操作不便,易造成死亡。

1.4 金黃地鼠和豚鼠 在膽固醇合成、代謝方面,受體、非受體轉運途徑的比例與人類較為相近,對食物中脂質和調節血脂功效成分的反應更接近于人,又具成本較低、造模時間較短的優點,因此目前國際上在血脂代謝的研究中趨向于采用豚鼠和(或)金黃地鼠來建立高脂模型,但金黃地鼠血量少,尾部采血困難,性情兇猛等給實驗造成困難。

1.5 小型豬 作為高脂血癥研究的模型動物,優點在于易于誘發,更重要的是小型豬的冠狀動脈循環在解剖學的血液動力學方面與人類很相似,豬和人對高膽固醇飲食的反應是一樣的,能產生實驗性動脈粥樣硬化,是研究動脈粥樣硬化很好動物模型,但豬飼養管理較費事,食源性誘發需要大量的脂類和膽固醇飼料,長期飼養成本較高。

1.6 非人靈長類 在解剖結構、生理機能、代謝及疾病特點方面與人最為接近,用作高脂血癥研究的動物模型極為理想。但其共同的缺點是來源不足,難于飼養,野外捕獲者背景不清,個體差異大,不利于開展廣泛的研究。

2 常用高脂血癥動物模型的制備方法

2.1 先天性動物模型 出生25 d左右的乳幼大鼠,不脫離母鼠乳汁喂養時TC高于成年大鼠的2～3倍。具有遺傳性高脂血癥的家兔,其攜帶有一個可遺傳的變異基因,導致缺少低密度脂蛋白(LDL)受體而出現高脂血癥,與人類家族性高膽固醇血癥(FH)類似。利用自發性動物模型來研究人類疾病的最大優點,就是疾病的發生、發展與人類相應的疾病很相似,均是在自然條件下發生的疾病,其應用價值很高,但這類模型來源較困難,不可能大量應用。

2.2　化學物質誘發的動物模型

2.2.1 高脂飼料喂養法 是直接給動物喂飼含有高膽固醇、高甘油三酯的高脂食餌引起動物脂代謝紊亂,從而使動物血清中的膽固醇和甘油三酯升高的造模方法,屬于外源性高脂模型。含膽酸鈉的高脂飼料可促進大鼠有效吸收膽固醇與脂肪,使動物迅速形成高脂血癥模型。該造模方法簡單,方便,但動物為自由飲食,進食量個體差異大,常出現高低不均的現象,所以組內離散度較大。

2.2.2 脂肪乳灌胃法 是將由膽固醇、豬油等配制而成的一種乳液以灌胃的方式定量給予動物的方法。該法操作較高脂飼料法復雜,一是脂肪乳配制麻煩費時,二是脂肪乳黏稠,灌胃困難,容易造成動物死亡。但因其可以定量灌胃高脂物質,避免了因進食不均而造成的實驗誤差,所以效果要優于高脂飼料法。

2.2.3 蛋黃乳注射法 新鮮雞蛋以生理鹽水配成75%蛋黃乳液,給禁食(16 h)雄性小鼠注射0.5 mL/只,注射后20h可提高動物體內膽固醇水平,造成急性高膽固醇血癥,觀察用藥后對促進TC或脂蛋白的轉化與排泄作用。同樣一次腹腔注射75%蛋黃乳液0.5 mL/只,雄性SD大鼠也可于次日復制高脂模型,于造模第5 d血脂尚未低至基礎水平。

2.2.4　Triton注射法 給小鼠一次性尾靜脈注射TritonWR-1339(400 mg/kg)可抑制卵磷脂膽固醇酰基轉移酶,影響脂蛋白之間的脂蛋白交換和形成Triton一脂蛋白復合物,抑制脂質在血清中的清除,3 h小鼠血脂開始升高,12 h左右達高峰,但TG、TC、HDL-C、LDL值達到峰值的時間不盡相同。高敏等研究發現Triton小鼠尾靜脈注射造模后約16 hTG值可達峰值,而TC、HDL-C、LDL和HDL/TC值則在24 h或24 h以后才能達到峰值,另外,皮下和腹腔注射也能使血清TC升高,但所需劑量較大或時間較長。也可用大鼠一次靜脈注射300 mg/ks,9 h后血清TC升高,24 h后達峰值。

2.2.5 Wistar雄性大鼠L-蛋氨酸灌胃法 L-蛋氨酸給Wistar雄性大鼠灌胃8周,即可引起動物血脂明顯改變,形成外源性高脂血癥動物模型。

2.2.6 復合因素造模 用高膽固醇飼料喂養法與免疫反應損傷法結合制備兔高脂蛋白血癥模型。選日本大耳白兔作一次性靜脈注射牛血清白蛋白(250 mg/kg),即日開始用高脂飼料(30%膽固醇、10%豬油、2%脫氧膽酸鈉和2%甲基硫氧嘧啶)灌胃,3周后模型出現動脈粥樣硬化斑塊,但不影響兔的生長發育。

3 轉基因高脂動物模型

轉基因動物可以定義為,在基因組中穩定地整合有外源基因,并由此而具有了新的、可遺傳給后代的特征的動物。小鼠是血脂和AS轉基因動物模型研究中最主要的動物,主要用于調控載脂蛋白基因的表達。涉及脂質代謝的蛋白主要包括相應的受體,載脂蛋白(Apo)、與脂質代謝有關的酶和轉運蛋白,其中ApoE研究得最多。ApoE是CM、VLDL、中間密度脂蛋白(IDL)和部分HDL的結構蛋白,作為配體與HDL受體和ApoE受體結合,介導VLDL、IDL和CM殘基的清除,ApoE變異或缺乏往往會導致血脂紊亂和AS。琦祖和等以人的突變性基因載脂蛋白2ApoE7基因制備了

ApoE72Tg小鼠,其特點是膽固醇、甘油三酯升高,脂質代謝紊亂,小鼠的學習與記憶能力降低。壽命縮短。Shimano等采用轉基因技術首次制成抗食源性高脂血癥的轉基因小鼠,他將大鼠ApoE基因與小鼠金屬硫蛋白啟動子融合的質粒,用顯微注射法注入小鼠受精卵內,建立了轉基因小鼠支系。其中一個高表達力支系的小鼠肝臟中產生了大鼠ApoE。在Zn誘導后,該支系純合子小鼠的血漿中大鼠ApoE含量比未作誘導的對照組小鼠高得多。當喂養高膽固醇飼料時,轉基因小鼠未發生高膽固醇血癥。這證實了ApoE在血漿脂蛋白代謝中起關鍵性作用,能降低血膽固醇和甘油三酯水平,阻止外源性高膽固醇血癥的發生。王亞楠等建立了脂蛋白脂肪酶和載脂蛋白,雙基因缺陷的混合型高甘油三酯和高膽固醇血癥動物模型。發現雙基因缺陷小鼠血漿甘油三酯是載脂蛋白E基因缺陷小鼠的3.8倍,血漿總膽固醇也略有增加。兩種小鼠的主動脈全長及流出道均有明顯的粥樣硬化,但之間無顯著性差異。結論載脂蛋白可能與血管壁局部脂蛋白脂肪酶的活性相應降低而對動脈粥樣硬化抑制作用有關。

4　建立高脂血癥動物模型應注意的問題

4.1 相似性 首先,動物在食物、生理、解剖以及病變情況等方面應盡可能與人相似。其次,復制的模型應盡可能接近人類疾病。如高脂飼料和脂肪乳兩種方法皆是經消化道給予,形成時間相對較長,與人類由于膳食結構改變而形成的高脂血癥相似,對于研究環境因素對高脂血癥形成的影響以及調血脂藥物的開發應用具有非常高的價值,而由蛋黃乳劑、Triton等一次性誘發形成的模型雖也可以歸為環境因素造成的,但不符合人類的高脂血癥特點,故一般只作為調血脂藥物的篩選。原發性高血脂癥是由于遺傳基因缺陷和(或)環境因素引起的。因此,在研究高血脂癥的發病機制以及防治方面,必須要應用先天性缺陷的或者經過轉基因技術改變形成的與人類各種高血脂癥相似的動物模型。

4.2 重復性 理想的模型應該是可以重復的,故應盡量選用影響因素少的模型,而且同時在許多因素上應該保持一致性;在轉基因動物中。要選用基因型和表現型一致的動物。

篇2

關鍵詞：植物地球化學異常；金礦床；紅沙；梭梭；地學機制；水鹽運移；荒漠；甘肅

中圖分類號：P593文獻標志碼：A

Formation Geomechanism of Botanogeochemical Anomaly of 460 Au Deposit in Beishan Area of Gansu

SONG Cian1，2， SONG Wei3， DING Rufu4， LEI Liangqi1，2

（1. Guangxi Key Laboratory of Hidden Metallic Ore Deposits Exploration， Guilin University of Technology，

Guilin 541004， Guangxi， China； 2. College of Earth Sciences， Guilin University of Technology，

Guilin 541004， Guangxi， China； 3. School of Computers， Guangdong University of Technology，

Guangzhou 510006， Guangdong， China； 4. Beijing Research Institute of Geology for

Mineral Resources， Beijing 100145， China）

Abstract： In order to understand the formation geomechanism of botanogeochemical anomaly in arid desert， the samples were collected from bedrock （ore）， cover and plants of 460 Au deposit in Beishan area of Gansu， and the contents of water， pH and Eh values， element contents were measured， and the formation geomechanism model was built. The results show that a variety of soluble components， oreforming and associated elements carried by groundwater and soil water move upward vertically by the action of driving forces including the external potential evaporation， water content and its gradient， and absorption and transpiration of plants in Au deposit covered by arid desert； K， Na， Cl and Ca are vertically rich in the upper part， and the oreforming and associated elements （Au， Ag， Cu， Pb， Zn， As， Sb and Mo， etc.） are vertically rich in the lower part； laterally， the ore body and its upper covering layers， which are relative oxydic and acidic， are relatively high content areas of Au， Ag， Cu， Zn， As， Sb and Mo， but the bilateral bedrock and its upper covering layers， which are relative reductive and alkaline， are relatively high content areas of K， Na， Cl， Ca， Mg and Mn； the plants in the upper part of the ore body absorb more elements （Au， Ag， Cu， As and Mo， etc.）， and the botanogeochemical anomaly is formed； the depths and matrix types of elements and water absorbed by plants with different depths of roots are not the same， so that the element association and contents absorbed by plants are different； the formation of botanogeochemical anomaly in arid desert is mainly related with the underground and soil waters which transport oreforming and associated elements from the lower part to the upper part， so that the root of plant can absorb the elements； the element combination and strength of geochemical anomaly in the plants with different depths of root are different.

Key words： botanogeochemical anomaly； Au deposit； Reaumuria soongrica； Haloxylon ammodendron； geomechanism； warersalt transport； desert； Gansu

0引言

利用植物地球化學在旱區荒漠尋找隱伏礦已在世界許多國家和地區得到應用并取得積極成效。澳大利亞西部、北部旱區利用一種耐干耐鹽的灌木找金，異常反映的礦體深度可達40 m，還能反映深部礦體的形態和規模大小[14]。南美洲玻利維亞和阿根廷安第斯山脈高原旱區應用的一種作為植物化探的“Thola”灌木找礦效果極為顯著[57]。北美洲美國西南和墨西哥沙漠，非洲摩洛哥、埃及到撒哈拉沙漠以及博茨瓦納、尼日爾等旱區也開展了許多植物化探研究，至少總結出這些旱區35種以上的找礦有效植物 [812]。中國新疆、甘肅、青海、內蒙古等荒漠區也開展過少量植物找礦試驗：鉛鋅礦區植物中Pb異常能準確指示鉛鋅礦位置；銅礦區植物中Cu異常可以反映埋深20～500 m的盲礦體；金礦區植物中Au異常可以反映70 m深處的金礦信息[1322]。國內外實踐說明，在旱區荒漠應用植物化探找礦是一種有效可行的方法。但是直到現在，旱區荒漠植物化探依然沒有成為國內外化探的主流方法。在中國荒漠區的化探普查主要是應用地表巖屑化探，植物化探僅有極少數的試驗工作。究其原因，客觀上可能是因為該方法比巖屑化探復雜，同時從技術理論上來說，對荒漠區植物地球化學異常的形成機理、找礦深度等理論模型的研究基本上還屬于“空白”，這在一定程度上影響了對植物地球化學異常的科學解釋和評價，使得植物化探方法難以得到廣泛的推廣應用。本文選擇甘肅北山荒漠區460金礦床作為試驗場所，在已發現礦床上植物地球化學異常的基礎上，通過淺井開展從基巖（礦）覆蓋層植物系統采樣及多項目測試工程，以荒漠特殊水熱條件、剖面土壤地質物化特征研究為背景，重點研究荒漠植物系統元素的分布分配與遷移轉化，剖析植物地球化學異常形成的地學原因和條件，旨在從理論上探討干旱荒漠景觀植物地球化學異常形成的地學機制。

1區域地質概況

1.1地貌特征

460金礦床位于甘肅省肅北縣馬鬃山鎮境內，北山地區西北部，屬典型大陸性溫帶干旱氣候，降水量小，蒸發量大，干燥多風，冬季嚴寒，夏季酷熱，晝夜溫差大。該區年降水量不到75 mm，而潛在年蒸發量大于2 300 mm [2325]。該區屬山前平原荒漠戈壁及殘山丘陵地貌，海拔高度約1 800 m，比高為5～50 m。區內無常年性地表溪流，只有夏季暴雨短暫性洪水沖刷形成的沙溝。荒漠戈壁廣泛分布第四系松散堆積覆蓋物，主要由風積沙土和沖、洪積砂礫組成，呈半松散―半膠結狀。風積沙土一般為砂泥質；沖、洪積砂礫從細砂到礫石（粒徑為10～20 cm）均有，呈次棱角狀。覆蓋物厚度為05～300 m，一般厚度為2～5 m。第四系覆蓋物下的基巖風化強烈，殘積及風化層厚度為05～150 m，裂隙極為發育。地下水為第四紀堆積孔隙水和基巖裂隙潛水，地下水位深一般為3～6 m，最淺為05～2.0 m，最深大于50 m。深部基巖斷裂破碎裂隙發育時，則與其上第四系孔隙水、基巖裂隙潛水發生水力聯系，可形成構造含水體。土壤類型主要有灰棕漠土、含砂礫灰漠土、山地灰棕漠土及鹽土，pH值為7.5～95，其多為堿性土，有機質含量低[2526]。

該區自然植被是以溫帶半灌木和荒漠灌木為主[20]。占優勢的植物群落為紅沙（Reaumuria soongrica），次為梭梭（Haloxylon ammodendron）。伴生植物有霸王（Zygophyllum xanthoxylon）、 膜果麻黃（Ephedra przewalskii）、小白果刺（Nitraria sibirica）、合頭草（Sympegma regelu）、木本豬毛菜（Salsola arbuscula）、松葉豬毛菜（Salsola laricif olia）、泡泡剌（Nitraria sphaerocarpa Maxim）、細枝鹽爪爪（Kalidium gracile）、白莖鹽生草（Halogeton arachnoideus Moq.）等。植物總覆蓋度為15%～20%。紅沙屬檉柳科紅沙屬， 為半灌木，垂直根深可超過2 m；梭梭屬藜科梭梭屬，為小喬木，垂直根深可超過4 m。二者均為典型的旱生植物，耐旱、耐鹽、耐堿、耐貧瘠[2729]。

1.2地質背景

460金礦床大地構造位置處于西伯利亞板塊與哈薩克斯坦板塊碰撞形成的板塊縫合線上，緊鄰紅石山―黑鷹山地體。地層主要為下石炭統白山組中酸性變質火山巖及碎屑沉積巖。巖漿巖主要為花崗閃長巖，呈巖基、巖株狀產出。構造以近NW向斷裂為主，為礦區的主要控礦容礦構造。含金石英脈主要產于花崗閃長巖內接觸帶及外接觸帶變質巖的斷裂或裂隙中；單脈長200～400 m，最長900 m；厚04～10 m，最厚3.5 m；傾向NNE或SSW，傾角70°～80°，局部近直立。礦石礦物組合主要為黃鐵礦、黃銅礦、輝銅礦及石英、長石、綠泥石、絹云母等；Au以自然金及斜方碲金礦、針碲金銀礦等碲化物的形式存在。礦石構造有細脈狀―網脈狀及條帶狀、團塊狀等；結構有半自形―他形結構、填隙結構、網狀結構等。圍巖蝕變有硅化、碳酸鹽化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化等。成礦階段可劃分為石英黃鐵礦階段、石英多金屬硫化物階段和石英碳酸鹽階段。該礦床屬于淺成低溫熱液型金礦床[3032]。礦區中變質火山巖、碎屑巖及花崗閃長巖等巖石的Au、Ag含量較高，平均含量（質量分數，下同）分別為142×10-9和1.41×10-6，是區域背景相應巖石平均含量的157.8倍和10.1倍。

2試驗方法

2.1試驗地段選擇

在已發現礦床植物地球化學異常的基礎上，選擇具有一定厚度的第四系覆蓋、地表植被較發育且已被工程證實其深部存在有金礦體的地段開挖淺井進行試驗。該區曾開展過植物地球化學異常剖面工作，在花崗閃長巖和變質巖中的金礦體上方均發育Au、Ag、Cu、Sb、Mn、V等植物地球化學異常。Au異常強度為（4196～7589）×10-9，峰值為（520～738）×10-9[33]。

2.2淺井工程編錄

淺井長4 m，深5.87 m。淺井斷面自上而下可分為7層（圖1），分別為A0、A、B1、B2、B3、C、D層。

A0層為硝鹽殼層，厚0002～0040 m。

A層主要為風積中―細粒砂及泥，底部沖積洪積物增多，呈半松散狀，厚約1.6 m。紅沙、梭梭等植物側根可達該層，主根已穿過該層。

B1層為沖、洪積含中礫中―細粒砂及泥，呈半膠結狀，厚約10 m。紅沙主根到達該層，梭梭主根穿過該層。

B2層為沖、洪積含巨礫中―細粒砂及泥，呈半膠結狀，厚約115 m。梭梭主根穿過該層，在該層上部還發現少數紅沙細根。

B3層為沖、洪積含巨―中礫中―細粒砂及泥，呈半膠結狀，厚約0.7 m。梭梭主根穿過該層。

C層主要為殘積，具有片理化的大小不一巖石碎塊及砂泥。該層可見石英脈大的碎塊，石英孔洞中褐鐵礦銹斑發育，厚約0.4 m。梭梭主根穿過該層。

D層為弱風化綠泥石石英片巖，產狀近直立，均已蝕變，主要為硅化、含鐵碳酸鹽化、黃鐵礦化（部分已氧化為褐鐵礦），近礦蝕變較強，向遠處逐漸減弱。巖石中順層片理及裂隙發育。石英脈型金礦體產于片巖中，礦體厚約08 m，傾向20°，傾角70°～85°。礦石為被褐鐵礦強烈污染呈深褐色的石英塊體，塊體中見大量黃鐵礦流失孔，硅質隔膜及絹云母、綠泥石、黃鐵礦、含鐵碳酸鹽等礦物。梭梭部分主根插入到基巖（礦）裂隙中。

A0為硝鹽殼層；A為風積物層；B1為沖、洪積物上層；B2為沖、洪積物中層；B3為沖、洪積物下層；C為殘積層；D為基巖層（石炭系下統白山組火山變質巖系及金礦體）

2.3樣品采集

（1）覆蓋層及基巖樣品采集。采樣間距：淺井斷面上水平間距0.5 m，垂直間距約10 m（保證各層至少有一組樣品）（圖1）。樣品類型及數量：①巖礦鑒定標本，尺寸為3 cm×6 cm×9 cm（共6塊）；②覆蓋層、基巖（礦）含水量、pH值測定樣品，覆蓋層每一采樣點采取砂泥（土），質量約200 g（共54件），基巖（礦）每一采樣點采取粒徑為1～2 cm的巖（礦）碎塊數塊，質量約200 g（共20件）。③覆蓋層、基巖（礦）元素分析樣品，刻槽取樣，槽尺寸為10 cm×20 cm×5 cm，質量約1 kg（共74件），樣品粉碎至粒徑為0074 mm，稱樣50 g包裝待分析。

（2）植物樣品采集。在淺井斷面0、1、2、3、4 m處（圖1），覆蓋層上方沿290°方向（即礦體走向）約10 m距離內，采集紅沙和梭梭各5株，紅沙和梭梭植株地上部分長度要求分別大于10 m和15 m，植株年齡均在3年左右，分根、莖、葉3部分采取（共30件）。樣品采集后，立即用當地食用水洗凈、晾干、截斷、烘干（60 ℃），并粉碎至粒徑為02 mm，稱樣50 g包裝待分析。

2.4樣品分析

（1）基巖（礦）、覆蓋物含水量（W）測定：在現場采集覆蓋物砂泥和基巖（礦）碎塊樣品后，立即用感量為0.01 g的天平稱取濕重為M1的樣品，在105 ℃下烘干24 h后取出，在干燥器內冷卻至室溫后稱取干重M2。按公式W =（M1/M2-1）×100%計算覆蓋物、基巖（礦）含水量（質量比，下同）。

（2）基巖（礦）、覆蓋物pH值測定：半膠結覆蓋物砂泥和基巖（礦）碎塊粉碎過2 mm篩孔之后，稱取10 g置燒杯中，按1∶1的固水比例加入蒸餾水，攪拌靜置30 min，用pH計測定懸浮液pH值。

（3）植物、覆蓋物和基巖（礦）元素分析：用濕法消化處理植物、覆蓋物和基巖（礦）樣品之后進行元素定量分析，得到了Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Mo、Co、Ni、Ti、V、Cr、Mn、K、Na、Ca、Mg、Cl等元素含量；Au元素分析方法為泡塑吸附電感耦合等離子體質譜法，As、Sb元素為原子熒光光譜法，Ag元素為發射光譜法，Ca、Mg、K、Na元素為原子吸收分光光度法，Cl元素為離子色譜法，其他元素為電感耦合等離子質譜法。

（4）基巖（礦）、覆蓋層Fe3+和Fe2+測定及Eh值計算：利用重鉻酸鉀容量法分析各覆蓋層、基巖（礦）Fe3+和Fe2+含量，通過Nernst方程計算求出各采樣點的Eh值。

近地表條件下，常見Fe2+Fe3++e-反應的標準氧化還原電位為0771 V，則Eh=0771+0059log（Co/Cr）。Co和Cr分別為氧化態Fe3+和還原態Fe2+含量，由此可計算得到Eh值。

3結果分析與討論

3.1元素在基巖（礦）及覆蓋層中的分布特征

試驗淺井基巖（礦）及各覆蓋層元素的平均含量見表1。淺井斷面元素含量等值線見圖2、3。元素在基巖（礦）和殘積層（C+D層）中的分布可分為3類：一類是成礦元素Au及主要伴生元素Ag、Cu、As、Mo（Ti）含量在殘積層中含量較高，礦體中的含量高于基巖2倍以上，以礦體為中心形成了原生異常；第二類是在礦體中心部位的含量高于基巖不到2倍，沒有形成原生異常，如元素Pb、Zn、Sb、Co、Ni、V、Cr、Mn、Mg；第三類是基巖中元素含量高于礦體中的含量，主要是鹽類元素Ca、K、Na、Cl。這可以認為是元素分布的原始基礎狀態。整個斷面（基巖（礦）及其上部各覆蓋層）上元素的分布特征為：元素Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Mo、（Ti、Cr）在C+D層含量最高，從C+DB3B2B1A層呈降低趨勢，有些元素到A層稍有增高；鹽類元素Ca、Mg、K、Na、Cl及Mn從C+DB3B2B1A層有規律或波浪式升高；元素分布從C+D層由下向上大致形成了元素Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Mo元素Ti、Cr、V、Co、Ni元素Ca、Mg、K、Na、Cl、Mn的分帶。從元素分布的發育狀態（圖2、3）來看，元素Au、Ag、Cu、Zn、As、Sb、Mo、Ti、V、Cr、Co、Ni、Mn含量在礦體及上部各層形成一個高值區，富集中心在D層礦體，在基巖及其上部各層為低值區，而元素Ca、Mg、K、Na、Cl含量在礦體及上部各層形成一個低值區，在基巖上部各層為高值區，富集中心主要在A層。綜上所述，元素的遷移富集既受到基巖和礦體中元素原始分布的影響，也受到元素本身活動性的影響，成礦及伴生元素主要富集在下部C+D層，鹽類元素主要富集在上部A層。在整體上，無論哪類元素都是以垂向方向上的遷移為主。

3.2基巖（礦）及覆蓋層含水量、pH值和Eh值的變化特征

試驗淺井基巖（礦）及各覆蓋層含水量、pH值、Fe3+ 和Fe2+含量及計算的Eh值見表2。淺井斷面含水量、pH值和Eh值等值線見圖3。基巖（礦）及覆蓋層含水量由下至上從基巖C+D層的15.06%～1524%有規律降低到上部風成砂泥A層的815%～840%，含水量等值線呈舒緩波狀。含水量與各類元素含量的相關性分析發現：①覆蓋層元素Cr、As、Sb、Pb、V、Ti、Ni、Au、Mo與含水量呈非線性正相關關系，這些元素含量由下至上隨著含水量的降低而不同程度地降低；②覆蓋層元素Cl、K、Mg、Ca、Na、Mn、Cu、Zn與含水量呈非線性負相關關系，這些元素含量由下至上隨著含水量的降低而不同程度地增加；③有些元素（如Ag、Co）與含水量的相關性不顯著，近乎零相關。這表明不同元素在覆蓋層中的分布同含水量有著密切的關系。

基巖（礦）及覆蓋層pH值和Eh值分布特征差別很大。Eh值在中部礦體及向上覆蓋層中較高，兩側基巖及其上部較低，而pH值正好相反，因此，礦體及其上部覆蓋層是一個相對氧化酸性的環境，而其周圍基巖及其上部是一個相對還原堿性的環境。這可能同礦體產出部位（斷面中部）及水垂直向上位

移有一定關系。pH值和Eh值與各類元素含量的相關性分析發現：①基巖（礦）及上部覆蓋層元素Mo、Co、Ni、Ti、V、Cu、Au、Ag、Pb、Zn、As、Sb、Cr、Mn含量與Eh值呈非線性正相關關系，與pH值呈非線性負相關關系，反映出這些元素含量從兩側基巖上部覆蓋層相對還原堿性的環境中部礦體上部覆蓋層相對氧化酸性的環境是增高的，說明這些元素的富集環境主要是相對氧化酸性的環境；②基巖（礦）及上部覆蓋層元素Cl、Na、K、Ca與Eh值呈非線性負相關關系，與pH值呈非線性正相關關系，反映出這些元素含量從兩側基巖上部覆蓋層相對還原堿性的環境中部礦體上部覆蓋層相對氧化酸性的環境是降低的，說明這些元素的主要富集環境是相對還原堿性的環境；③有些元素（如Mg）與pH值和Eh值的相關性不顯著，近乎零相關。

3.3生長在基巖（礦）及覆蓋層地表的植物中元素含量特征

試驗淺井地表生長的紅沙和梭梭中元素含量見表3。紅沙和梭梭中元素含量特征基本上繼承了其生長的基質中元素含量分布特征。在礦體及其上覆蓋層中形成的元素Au、Ag、Cu、Zn、As、Sb、Mo、Ti、V、Cr、Co、Ni等含量高值區，其地表生長的紅沙和梭梭中這些元素的含量也相對較高，其中元素Au、Ag、Cu、As、Mo含量高于基巖及其上覆蓋層地表生長的紅沙和梭梭中元素含量2倍以上，形成了植物地球化學異常；而在基巖及其上覆蓋層中形成的元素Ca、Mg、K、Na、Cl、Mn含量高值區，其地表生長的紅沙和梭梭中這些元素的含量也相對較高。總體上，多數元素含量在紅沙和梭梭根、葉部較高，在莖部較低。元素Au、Ag、Cu、Ti、V、Cr、Mn、Ca含量，根部最大，葉部居中，莖部最少；元素Zn、Mo、Co、Mg、K、Na、Cl含量，葉部最大，根部居中，莖部最少；元素Pb、As、Ni含量，根部最大，莖部居中，葉部最少。這反映出營養性元素向葉部積聚的能力較強，而毒性較大的元素主要積聚在根部。比較而言，在礦體及其上覆蓋層中生長的梭梭中元素Au、Ag、As、Sb、Mo、Zn異常的含量要高于紅沙，這可能與這些元素在C+D層礦體中心部位含量高而梭梭的根又能達到C+D層有關。梭梭的根可以直接接觸到礦體或巖石地球化學異常，可能形成了“固生物地球化學異常”；而紅沙的根最多只能到達B層上部，其形成的這些元素“異常”可能主要與水化學異常中的元素有關，屬于“液生物地球化學異常”[3436]。同時，對于一些傾向于在剖面中上部富集的元素（如Mn、Co、Ni、Cl、Ca、Mg、K、Na等），根部相對較淺的紅沙元素含量都高于根部相對較深的梭梭。由此可見，不同植物的根深不同，其接觸到的基質中元素組合、元素含量不同，對不同植物產生的地球化學異常元素組合、強度和發育程度有著重要的影響。

4植物地球化學異常形成的地學機制

土壤水鹽運移理論認為：在干旱少雨強烈蒸發的地區，土壤水中的可溶性鹽類通過水的垂直運動向地表累積是土壤積鹽化過程最為普遍的形式，土壤水是鹽分遷移的重要載體[3739]。本次試驗金礦的成礦和伴生元素在荒漠覆蓋層中的遷移與這種水鹽運移過程的機制極為相似。蒸發條件下，土壤水鹽運移的數學方程模型為[3839]

（θc）t=z（D（θ）（θc）z）±（kc）z-S

式中：θ為土壤體積含水量；t為時間；z為垂向坐標，向下為正，向上為負；D（θ）為水擴散系數函數；k為水滲流系數；c為土壤水溶液質量濃度；S為根系吸水項。

在蒸發條件下，土壤水溶液向上運移的量隨時間的變化與土壤水溶液的擴散系數、滲流系數、質量濃度及植物根系對水的吸收作用有關。土壤水向上運移的動力有外界的蒸發能力（由外界氣象條件決定的潛在蒸發量）和土壤水向上輸送的能力（主要取決于土壤含水量及其對擴散系數、滲流系數產生影響的變化梯度），植物根系對水的吸收也是重要的因素。試驗區年降水量不到75 mm，而潛在年蒸發量大于2 300 mm，蒸發是該區土壤水向上運移的最重要動力；基巖（礦）及覆蓋物中含水量由下至上從15.06%～15.24%降低到8.15%～8.40%，含水量變化梯度約-05，說明土壤水向上輸送能力提供了一定動力來源。試驗區植物的覆蓋度雖然有限（植物總覆蓋度為15%～20%），但根系對土壤中水分及元素的吸取并通過蒸騰作用向大氣揮發仍然是導致土壤水向上運移的重要動力。

根據水鹽運移的基本理論，結合試驗剖面基巖（礦）及覆蓋層含水量、pH值、Eh值的分布特征以及元素遷移特點，不同根深植物接觸到的基質類型以及產生的地球化學異常元素組合和強度差異，可以初步建立該區干旱荒漠覆蓋條件下植物地球化學異常形成的地學機制模型（圖4）。

在干旱荒漠覆蓋條件下，由于強大的外界潛在蒸發力、含水量及其變化梯度、植物吸收蒸騰等驅動力，地下水土壤水攜帶的各種可溶性成分和成礦伴生元素垂直向上運移，隨著土壤水的減少，到達覆蓋層上部后，作為溶劑的水分被蒸發，而作為溶質的各種元素被截留下來。總體來說，在垂向上溶度積較大的鹽類元素K、Na、Cl、Ca淀積在上部，溶度積相對較小的成礦伴生元素Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Mo等在下部。同時，由于礦體產出部位的影響，在橫向上礦體及其上部覆蓋層形成的相對氧化酸性的環境形成了Au、Ag、Cu、Zn、As、Sb、Mo等元素相對高含量的淀積區，兩側基巖及其上部覆蓋層形成的相對還原堿性的環境形成了K、Na、Cl、Ca、Mg、Mn等元素相對高含量的淀積區。生長在礦體部位的植物吸收了較多的Au、Ag、Cu、As、Mo等元素，形成了植物地球化學異常。不同根深的植物對土壤中水分及元素的吸取深度和基質類型不同，導致植物吸收的元素組合及含量不同，形成的植物地球化學異常“成因”不同。因此，在旱區荒漠覆蓋條件下，植物地球化學異常的形成主要與水鹽運移將下部成礦伴生元素搬運到上部植物根系所能吸收的部位有關，不同根深的植物產生的地球化學異常元素組合、強度等特征具有一定的差異。

5結語

（1）460金礦床地處甘肅北山西北部，屬典型大陸性溫帶干旱氣候，地貌為山前平原荒漠戈壁及殘山丘陵，植被是以溫帶半灌木和灌木荒漠為主的植被類型，占優勢的植物群落為紅沙（Reaumuria soongrica），次為梭梭（Haloxylon ammodendron），二者均為典型的旱生植物。

（2）試驗區年降水量不到75 mm，潛在年蒸發量大于2 300 mm，因此，蒸發是該區土壤水向上運移的最重要動力；基巖及其上部覆蓋物中含水量變化梯度約-05，為土壤水向上運移提供了一定的動力；植物總覆蓋度為15%～20%，其根系對土壤中水分及元素的吸取蒸騰也是導致土壤水向上運移的重要動力。在這些驅動力的作用下，荒漠覆蓋條件下金礦床的地下水和土壤水攜帶的各種可溶性成分和成礦伴生元素在垂直方向上運移。

（3）元素的遷移富集既受到礦體和基巖中元素原始分布的影響，也受到元素所處環境及本身活動性的影響。在垂向上，Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Mo等成礦伴生元素主要富集在下部C+D層，K、Na、Cl、Ca等鹽類元素主要富集在上部A層。在橫向上，礦體及其上部覆蓋層形成的相對氧化酸性環境形成了Au、Ag、Cu、Zn、As、Sb、Mo等元素相對高含量區，兩側基巖及其上部覆蓋層形成的相對還原堿性環境形成了K、Na、Cl、Ca、Mg及Mn等元素相對高含量區。

（4）在礦體上部地表生長的紅沙和梭梭中元素Au、Ag、Cu、As、Mo含量是兩側基巖上部地表生長的紅沙和梭梭的2倍以上，形成了植物地球化學異常，而在基巖上部地表生長的紅沙和梭梭中元素Ca、Mg、K、Na、Cl、Mn含量相對較高，表明紅沙和梭梭中元素含量基本上繼承了其生長的基質中元素含量分布的特征。多數元素在紅沙和梭梭根、葉部含量較高，營養性元素（如Zn、Mo、Mg、K、Na、Cl等）向葉部積聚的能力較強，而毒性較大的元素（如Pb、As、Ni）主要積聚在根部。

（5）礦體上部生長的梭梭中元素Au、Ag、As、Sb、Mo、Zn異常的含量要高于紅沙。這可能與梭梭的根（深4 m以下）能達到C+D層并直接接觸到礦體或巖石地球化學異常有關，梭梭可能形成了“固生物地球化學異常”，而紅沙的根（深2 m以下）最多只能到達B層上部，其形成的元素“異常”可能主要與水化學異常有關，屬于“液生物地球化學異常”。因此，不同植物的根深不同，其接觸到的基質中元素組合、元素含量不同，對不同植物產生的地球化學異常元素組合、強度和發育程度有著重要影響。

（6）本次試驗金礦的成礦伴生元素在荒漠覆蓋層中的遷移同蒸發條件下水鹽運移過程的機制極為相似。結合試驗剖面氧化還原和酸堿性條件、元素分布特征和遷移特點、不同根深的植物接觸到的基質類型以及產生的地球化學異常元素組合和強度差異，初步建立了干旱荒漠覆蓋條件下植物地球化學異常形成的地學機制模型。旱區荒漠植物地球化學異常的形成主要與水鹽運移將下部成礦伴生元素搬運到上部植物根系所能吸收的部位有關，不同根深的植物產生的地球化學異常元素組合、強度等特征具有一定的差異。

參考文獻：

References：

[1]LINTIM M J，BUTT C R M，SCOTT K M.Gold in Vegetation and Soil：Three Case Studies from the Goldfields of Southern Western Australia[J].Journal of Geochemical Exploration，1997，58（1）：114.

[2]REID N，HILL S M，LEWIS D M.Biogeochemical Expressign of Buried Aumineralisation in Semiarid Northern Australia： Penetration of Transported Cover at the Titania Gold Prospect，Tanami Desert Australia[J].Geochemistry：Exploration，Environment，Analysis，2009，9（3）：267273.

[3]REID N，HILL S M.Biogeochemical Sampling for Mineral Exploration in Arid Terrains：Tanami Gold Province，Australia[J].Journal of Geochemical Exploration，2010，104（3）：105117.

[4]REID N，HILL S M.Spinifex Biogeochemistry Across Arid Australia：Mineral Exploration Potential and Chromium Accumulation[J].Applied Geochemistry，2012，29：92101.

[5]DUNN C E.Handbook of Exploration and Environmental Geochemistry，Volume 9[M].Amsterdam：Elsevier，2007.

[6]HARJU L，HULDEN S G.Birch Sap as a Tool for Biogeochemical Prospecting[J].Journal of Geochemical Exploration，1990，37（3）：351365.

[7]VILADEVALL M，PUIGSERVER D，SAAVEDRA J，et al.Biogeochemical Exploration Using the Thola Shrub in the Andean Altiplano，Bolivia[J].Geochemistry：Exploration，Environment，Analysis，2012，12（1）：3344.

[8]OKUJENI C D.Biogeochemical Investigation into Possible Use of Leaf and Bark Samples of Some Savanna Trees in Prospecting for Uranium in the Upper Benue Trough，Niger[J].Journal of Scientific Research，1987，1：5764.

[9]BADRI M，SPRINGUEL I.Biogeochemical Prospecting in the Southeastern Desert of Egypt[J].Journal of Arid Environments，1994，28（3）：257264.

[10]DUNN C E，BROOKS R R，EDMONDSON J，et al.Biogeochemical Studies of Metaltolerant Plants from Southern Morocco[J].Journal of Geochemical Exploration，1996，56（1）：1322.

[11]FERNANDEZTURIEL J L，ACENOLAZA P，MEDINA M E，et al.Use of Three Widely Spread Plant Species from American Arid Regions for Exploration of Tin Mineralizations[J].Journal of Arid Environments，2003，53（4）：607618.

[12]NKOANE B B M，SAWULA G M，WIBETOE G，et al.Identification of Cu and Ni Indicator Plants from Mineralised Locations in Botswana[J].Journal of Geochemical Exploration，2005，86（3）：130142.

[13]孔令韶，孫世洲，羅金鈴，等.青海錫鐵山礦區鉛、鋅的植物地球化學特征及其與成礦的關系[J].植物生態學與地植物學學報，1988，12（1）：4049.

KONG Lingshao，SUN Shizhou，LUO Jinling，et al.The Phytocommunity and Phytogeochemistry Characteristics of Pb and Zn in the Mining Area of Xitieshan Mountain in Qinghai Province and Their Relationship with the Pb and Zn Deposits[J].Acta Phytoecologica et Geobotanica Sinica，1988，12（1）：4049.

[14]孔令韶，高平，任天祥，等.內蒙阿拉善腦木洪銅礦區的植物地球化學特征[J].植物學報，1992，34（10）：781789.

KONG Lingshao，GAO Ping，REN Tianxiang，et al.Characteristics of Phytogeochemistry in Naomuhong Copper Mine Area at the Alashan of Nei Monggol[J].Acta Botanica Sinica，1992，34（10）：781789.

[15]沈遠超，楊金中，李慎之.生物地球化學方法與金礦找礦：以新疆西準噶爾安齊成礦斷裂帶為例[J].地質科技情報，1999，18（3）：5559.

SHEN Yuanchao，YANG Jinzhong，LI Shenzhi.Application of Biogeochemistry in Gold Deposit Exploration as Exemplified by Anqi Metallogenic Fault in Western Junggar[J].Geological Science and Technology Information，1999，18（3）：5559.

[16]宋瑋，雷良奇，宋慈安，等.新疆喀拉通克銅鎳礦區植物地球化學特征及找礦有效植物和元素的選擇[J].桂林理工大學學報，2016，36（2）：195206.

SONG Wei，LEI Liangqi，SONG Cian，et al.Characteristics of Phytogeochemistry and Prospecting Choices of Effective Plants and Elements in Kalatongke CuNi Ore Field，Xinjiang[J].Journal of Guilin University of Technology，2016，36（2）：195206.

[17]宋慈安，宋瑋，雷良奇，等.干旱荒漠區勘查植物地球化學研究現狀及關鍵科學問題[J].桂林理工大學學報，2014，34（3）：595606.

SONG Cian，SONG Wei，LEI Liangqi，et al.Current Research and Critical Scientific Issues of Exploration Vegetation Geochemistry in Arid Desert Area[J].Journal of Guilin University of Technology，2014，34（3）：595606.

[18]宋慈安，雷良奇.我國勘查植物地球化學的研究現狀及發展方向[J].桂林工學院學報，2009，29（1）：111.

SONG Cian，LEI Liangqi.Research and Orientation of Exploration Vegetation Geochemistry in China[J].Journal of Guilin Institute of Technology，2009，29（1）：111.

[19]宋慈安，雷良奇，楊啟軍，等.甘肅公婆泉銅礦區植物地球化學特征[J].地球化學，2000，29（4）：343350.

SONG Cian，LEI Liangqi，YANG Qijun，et al.Characteristics of Phytogeochemistry in Gongpoquan Copper Ore Field，Gangsu，China[J].Geochimica，2000，29（4）：343350.

[20]宋慈安，雷良奇，楊啟軍，等.甘肅北山金、銅礦床紅沙的植物地球化學特征及其找礦意義[J].地質與勘探，2001，37（3）：4549.

SONG Cian，LEI Liangqi，YANG Qijun，et al.Botanical Geochemistry of Redwood of the AuCu Deposits in Beishan，Gansu[J].Geology and Prospecting，2001，37（3）：4549.

[21]宋慈安，雷良奇，楊啟軍，等.甘肅公婆泉銅礦區生物地球化學異常特征及找礦預測模式[J].地質地球化學，2002，30（2）：4045.

SONG Cian，LEI Liangqi，YANG Qijun，et al.Characteristics of Biogeochemical Anomalies and Prognostic Model in Gongpoquan Copper Ore Field，Gansu，China[J].Geologygeochemistry，2002，30（2）：4045.

[22]宋慈安，雷良奇，楊啟軍，等.甘肅公婆泉銅礦化集中區火山巖的地球化學特征[J].桂林工學院學報，2003，23（1）：1825.

SONG Cian，LEI Liangqi，YANG Qijun，et al.Geochemical Characteristics in Gongpoquan Copper Mineralized Province，Gansu[J].Journal of Guilin Institute of Technology，2003，23（1）：1825.

[23]王素萍，張存杰，韓永翔.甘肅省不同氣候區蒸發量變化特征及其影響因子研究[J].中國沙漠，2010，30（3）：675680.

WANG Suping，ZHANG Cunjie，HAN Yongxiang.Trend of Potentia1 Evapotranspiration and Pan Evaporation and Their Main Impact Factors in Different Climate Regions of Gansu Province[J].Journal of Desert Research，2010，30（3）：675680.

[24]馮建森，鄒佳輝，張玉良.甘肅馬鬃山地區梭梭林分布特征及植被恢復技術初探[J].林業實用技術，2013（9）：13.

FENG Jiansen，ZOU Jiahui，ZHANG Yuliang.The Distribution Characteristics of Haloxylon Ammodendron Forest of Mazong Area in Gansu Province and Vegetation Restoration Technologies[J].Forest Science and Technology，2013（9）：13.

[25]陳清善，曹麗娟.甘肅馬鬃山25年氣溫和降水特征分析[J].北京農業，2015（3）：137.

CHEN Qingshan，CAO Lijuan.Temperature and Precipitation Characteristics Between 25 Years in Mazongshan，Gansu[J].Beijing Agriculture，2015（3）：137.

[26]姚鐵山.甘肅馬鬃山（北山）地區水文地質條件簡介[J].水文地質工程地質，1959（6）：2224.

YAO Tieshan.Introduction of the Regional Hydrogeological Conditions in Mazongshan （Beishan） Area，Gansu[J].Hydrogeology and Engineering Geology，1959（6）：2224.

[27]黃大桑.甘肅植被[M].蘭州：甘肅科學技術出版社，1997.

HUANG Dasang.Vegetation in Gansu Province[M].Lanzhou：Gansu Science and Technology Press，1997.

[28]賈志清，盧琦.梭梭[M].北京：中國環境科學出版社，2005.

JIA Zhiqing，LU Qi.Haloxylon Ammodendron[M].Beijing：China Environmental Science Press，2005.

[29]中國科學院蘭州沙漠研究所.中國沙漠植物志：第二卷[M].北京：科學出版社，1987.

Lanzhou Institute of Desert Research，Chinese Academy of Sciences.Desert Flora of China：The Second Volume[M].Beijing：Science Press，1987.

[30]黃增保，魏志軍，金霞.甘肅北山460金礦埃達克質石英閃長巖地球化學特征及意義[J].甘肅地質學報，2005，14（2）：3034.

HUANG Zengbao，WEI Zhijun，JIN Xia.The Geochemical Characteristics of Mine Adakitic Quartzdiorite Complex from the Beishan Area，Gansu Province and Its Geological Significance[J].Acta Geologica Gansu，2005，14（2）：3034.

[31]楊興吉.甘肅省肅北縣460金礦控礦因素及找礦方向[J].甘肅科技，2009，25（7）：5253，24.

YANG Xingji.Ore Controlling Factors and Prospecting Direction of 460 Gold Deposit in Subei County，Gansu Province[J].Gansu Science and Technology，2009，25（7）：5253，24.

[32]楊小三，刁海忠.甘肅北山460金礦區礦床地質特征及找礦方向探討[J].科技信息，2013（13）：425426.

YANG Xiaosan，DIAO Haizhong.Geological Characteristics and Prospecting Direction of 460 Gold Deposit in the Beishan Area，Gansu Province[J].Science and Technology Information，2013（13）：425426.

[33]宋慈安，雷良奇，楊仲平.北山荒漠景觀區金、銅礦床植物地球化學找礦試驗[J].物探與化探，2012，36（3）：332338.

SONG Cian，LEI Liangqi，YANG Zhongping.Botanogeochemical Prospecting Test in Gold and Copper Deposits of Beishan Desert Area[J].Geophysical and Geochemical Exploration，2012，36（3）：332338.

[34]科瓦列夫斯基А Л.金屬礦床的生物地球化學暈[J].地質地球化學，1977（6）：4858.

KОВАЛЕВСКИЙ А Л.Biogeochemical Halo of Metal Deposits[J].Geologygeochemistry，1977（6）：4858.

[35]科瓦列夫斯基 А Л .生物地球化學法的找礦深度[J].地質地球化學，1987（7）：2022.

KОВАЛЕВСКИЙ А Л.Prospecting Depth of Biogeochemical Method[J].Geologygeochemistry，1987（7）：2022.

[36]任天祥，李立，張華，等.俄羅斯的勘查生物地球化學：赴俄羅斯考察見聞[J].國外地質勘探技術，1993（2）：2428，31.

REN Tianxiang，LI Li，ZHANG Hua，et al.Russias Exploration of Biogeochemistry：Visit to Russia[J].Foreign Geoexploration Technology，1993（2）：2428，31.

[37]姚德良，李新.塔里木盆地綠洲農田土壤水鹽運動動力學模式研究[J].干旱區地理，1998，21（1）：1017.

YAO Deliang，LI Xin.Study on Mechanical Model of Watersalt Movement in Soil of Dasis Cropland in Tarim Basin[J].Arid Land Geography，1998，21（1）：1017.

[38]黃領梅，沈冰.水鹽運動研究述評[J].西北水資源與水工程，2000，11（1）：612.

HUANG Lingmei，SHEN Bing.Review on Advance in Water and Salt Dynamics Studies[J].Northwest Water Resources and Water Engineering，2000，11（1）：612.

篇3

我國沉積型膠磷礦，由于單體顆粒微細，原有選礦工藝存在磨礦細度高、藥劑用量高和浮選溫度高的“三高”現象，導致選礦成本居高不下、環保問題較多。從礦石中各類礦物集合體差異性區別入手進行工藝礦物學研究，查清了該類沉積型膠磷礦主要以條帶狀、角礫狀集合體存在，集合體顆粒較粗，易于解離。選礦工作根椐這一結論，選擇了重介質選礦新工藝，很好地解決了原有工藝的“三高”和成本、環保問題，企業獲得明顯的效益。

云南某地曾發現大型含鐵巖體，其全鐵品位高于工業要求。經查明該鐵礦80%以上為硅酸鐵，為工業不可用鐵。地質單位及時中止了勘查工作，降低了損失。

工藝礦物學提供礦石工藝類型分類

根椐礦石的工藝特性即礦石的物質組成、粒度、嵌布特征、有益有害元素的賦存狀態等，對不同礦石，劃分出不同的工藝類型，針對不同工藝類型礦石采用不同選冶工藝。

工藝礦物學可為礦山地質提供開采礦石的工藝類型，各類礦石的空間分布規律和利用方向，為采礦、配礦提供精確的基礎資料。地質勘探單位對礦石的分類，為自然類型和工業類型，前者表示礦石的成因類型，后者表示礦石中可利用成份品位的高低，兩種分類均沒有考慮礦石性質對選礦工藝的影響，不能滿足礦產開發時礦石配礦和選礦對礦石工藝分類的需要。因此，在各類礦產開發階段，特別是有色金屬，根據不同品級礦石的氧化程度、伴生組份、脈石礦物種類等因素，選擇合理的選冶工藝會使產品的品位和回收率更加理想，資源將會得到充分利用。

入選中國地質調查局“2010年地質調查十大進展”的“鄂西寧鄉式鐵礦利用工藝技術研究”項目，工藝礦物學研究根據不同鋼企對原料的要求，將寧鄉式鐵礦分為磁鐵礦型礦石、赤鐵礦型高磷酸性礦石、赤鐵礦型低磷礦石、菱鐵礦型礦石、褐鐵礦型礦石、鐵白云石型礦石、堿性自熔性礦石等類型，并建議每類礦石的選礦應作的工作，據此選礦科研人員成功研制出合理、高效的寧鄉式鐵礦開發利用技術。

工藝礦物學可確定礦產資源價值

礦石中主要利用成份的化學量是礦石工業利用的基本數據，各種類型的礦產資源，都需在當地工業環境下，根據當時的選冶技術水平和經濟水平，制定出有經濟效益的工業開采品位和礦體邊界品位，所以礦石中主要利用成份的化學量是決定該類礦石是否有利用價值的主要依據。

礦石中有用成份多賦存于特定礦物中，選冶技術研究的目的就是將這些礦物的單體或集合體有效回收利用。礦物的形態、粒度，物理化學特性與其他礦物的嵌布關系，將直接影響其工業利用效果。以鐵礦為例，磁鐵礦和假象赤鐵礦，單礦物中含鐵近72%，而褐鐵礦、菱鐵礦含鐵只有47%～3%，在相同的品位和工藝條件下，以磁鐵礦為主的鐵礦石，其經濟效益要高于以褐鐵礦為主的鐵礦石。

選礦工藝選別的對象是目的礦物單體和集合體，去除機械選礦方法無法回收的類質同象成份和微細粒(－10μm)或包體。可選別部份所占比例可視為該礦石中主要利用成份的理論回收率。選礦主利用成份的理論精礦品位和理論回收率的計算，可用礦石的工藝礦物學研究方法中的元素金屬量平衡計算方法獲得。

例如:某鐵礦礦山A和礦山B，基本上是同一類型的鐵礦山，主要含鐵礦物同為磁鐵礦。但由于磁鐵礦的粒度和脈石礦物種類及粒度不同，礦山A鐵的理論回收率為90%，礦山B鐵的理論回收率為60%。而礦山A實際回收率為65%，礦山B為55%。從數據看礦山A的回收率比礦山B高出十個百分點，但用理論回收率來對照，礦山A資源利用率為72．22%，而礦山B的資源利用率已達到91．67%。對比可以看出，礦山B對資源的利用率遠高于礦山A，而礦山A對資源的利用還有提升潛力。

目的礦物和可綜合回收礦物的單體及集合體工藝粒度，也是制約選礦作業回收的重要因素。一般情況下，＜0．020mm粒度部份是目前大多數機械選礦設備暫時無法回收的。礦山企業通過工藝礦物學查明上述內容的礦石性質，即可定量計算資源或該企業現有工藝處理后的礦石在回收率和綜合利用率方面處于何種水平，以便決定對資源進行深度開發或改善現有工藝。

工藝礦物學是選冶工藝選擇的基礎

選擇適應礦石性質的技術上可行、經濟上合理的工藝方案是礦產資源開發中的重要環節，而這種最佳方案的選擇取決于礦石的物質組成、賦存狀態和工藝性質。工藝礦物學研究所涉及的礦物組成、粒度特性、結構構造、主次成份的分布規律及選冶工藝中元素走向和富集分散規律等內容，是影響選冶工藝中各類產品的品位、回收率的重要因素，是評價工藝流程的合理性的重要依據。在礦石選冶試驗之前進行工藝礦物學研究，提供準確可靠的礦石工藝礦物學信息，為研發合理的選冶工藝提供科學依據，是確保取得最佳經濟效益的基礎性工作。

在選礦工藝中，工藝礦物學可提供原料、中間產品、尾礦的礦物組成、含量、可回收礦物和需剔除成份的工藝粒度、單體解離度等數據，評判選礦作業金屬量損失的合理性，解釋不合理損失的原因，為選礦采取必要的改進措施提供依據。

對冶煉的火法、濕法冶金工藝，及時追蹤元素的走向和分布規律，查明自然礦物被破壞后在不同溫度、壓力、濃度、氧化還原電位、酸堿度等條件下形成的人造礦物的種類、含量、理化特性，運用熱力學原理和礦物相變機理，精確地提供工藝要求的各項參數，以使冶煉工藝趨于最大的合理性，并為選冶聯合工藝中新方法、新技術的攻關提供實測基礎資料。

對金屬和非金屬材料而言，其成份的表面和內在組織的形態與其作用的關系非常密切，工藝礦物學的金相學可提供正常材料和腐蝕后在微觀下其表面和內部的形態、組織，測試材料的硬度、韌性等物理參數，以確定材料的質量和改進的方向。

結語

篇4

關鍵詞：自主性實驗；實驗教學；實驗方法

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）09-0242-02

一、前言

隨著國內教育不斷改革，各行各業發展形勢所需，高校對應用型人才培養變得越來越重要，而自主性實驗教學是應用型人才培養的實施關鍵[1-8]。目前重慶科技學院石油與天然氣實驗教學國家級實驗教學中心為了滿足地質行業專業應用型人才需要，重點培育學生實踐技能，并著力提升學生創新思維，為生產單位培育基礎知識鬧靠，動手能力強、能獨立解決生產要求的優秀大學生。《結晶學與礦物學》課程主要開設于各礦產地質類專業，屬于該類專業課程中的核心課程，是人才培養計劃中不可或缺的環節，也是各相關專業課程鏈的紐帶。但目前國內大部分地質院校在本課程實驗教學環節中主要以常規實驗教學為主，基本上為驗證性及綜合性實驗類型，這樣導致學生在學習環節中嚴重缺乏對礦物的各類性質進行綜合性學習及發散思維能力的培養，因此，學生在對礦物知識掌握不夠，對后續進行沉積巖石學、礦床學等專業核心課程學習入手較慢，為了有效解決這一問題，較好地開展《結晶學與礦物學》課程自主性實驗教學變得尤為重要。

通過自主性實驗教學方式，學生按照“實驗準備”-“實驗方法驗證”-“自主實驗”-“實驗考核”整條實驗方式進行實驗學習，在實施的3個學年里，學生實驗態度更加專注，對礦物的認識更為充分，后續課程授課老師反映學生對礦物的較深認識使其更契合的進入沉積巖石學等專業課程的學習。

二、課程特點

結晶學與礦物學課程主要針對自然界各類礦物進行系統性分學習，分為兩部分教學內容，一部分是結晶學內容，學習晶體的對稱要素及結晶習性；一部分是學習礦物的各類物理性質，兩部分內容相輔相成，結晶學的學習為后期學習礦物的物理性質及結晶習性做必要的鋪墊作用。該課程面向的專業類型較多，設計的專業面較廣，但主體以地質及石油行業學生專業必修課程。該課程中實驗包括驗證性實驗3項，綜合性實驗5項，合計16學時，主要包括晶體對稱要素的認識、礦物形態觀察及物理性質的學習以及各大類礦物主要巖石礦物進行綜合性對比學習。

三、存在問題

基于《結晶學與礦物學》課程實際特點[9]，開課專業一般為理學，傳統實驗教學方法主要以培養學生動手能力外，較少涉及到學生自主創新意識，而為了讓學生在有限的16個學時里更充分的認識各類礦物，實行自主性實驗教學是最好解決問題方法之一，首先讓學生在實驗前進行實驗準備，在對實驗要求及目的了解后，自己設計實驗方法來對礦物進行對比性學習。但是這樣對于本來2學時的實驗內容，但在自主性實驗教學過程中，實驗準備及實驗方法驗證及實驗時間大幅度拉長，實驗教室排課受限等，為實驗教學帶來了時間與空間上的問題。

如何較好的解決這一問題就是發揮優秀學生能量，讓學生之間形成“傳幫帶”學習習慣，同時加強學生之間的相互協作能力，這樣會讓學生在實驗準備環節節約大量的時間，而自主性教學期間主要注重學生在實驗方法的選擇上進行審核及幫助，實驗結果正確性主要體現在實驗方法與實驗結果的統一性進行評價，這一特性也可以較好地適用于《結晶學與礦物學》實驗，因為在礦物學習中，對統一礦物不同人的認識存在一定范圍的差異。

四、實驗過程

本課程8個實驗具有一定的繼承性，實驗內容環環相扣，本文以“礦物物理性質的觀察與描述”實驗為例來討論其具體的實施情況。

1.實驗準備：在進行本實驗之前，實驗老師準備好無釉瓷板、小刀、放大鏡等學生可能涉及到的實驗工具，學生必須熟悉課程中有關礦物物理性質所包括的理學性質（硬度、解理、斷口、彈性、脆性等）和光學性質（顏色、條痕、透明度、光澤等）各項基本特征，準備環節在實驗前完成。

2.實驗方法驗證：實驗方法的選取為自主性實驗的核心部分，學生在完成好實驗前相關理論知識的預習及準備工作后，針對各項實驗目的及要求，開始分小組制定各自的實驗方案。在這期間，老師要輔學生完成實驗方法選擇，注重引導學生講思維轉向正確的實驗方法選擇上來，防止部分學生在選擇實驗方法時偏離本課程教學內容，可以選擇性的針對某些實驗工具的用途加以解釋和說明。

為了培養學生的創新性思維，學生選擇的實驗方法只要理論上可行，并且在實驗室條件滿足及安全的情況下，老師均要予以通過，同時為了節約準備時間，可以讓學生之間相互討論溝通，這樣可以讓優秀學生幫助部分學生進行選擇，教學時間30分鐘。

3.實驗過程：當各組學生通過實驗方法的論證后，將進行實驗操作。在此過程中，老師重點關注學生實驗過程中是否按照實驗室規定的操作進行實驗，例如對鹽酸等化學試劑的使用，防止對其造成身體傷害。在確保實驗室安全的情況下，要時刻關注學生實驗操作是否正確，如果有操作不正確的要立即糾正，并做好記錄，以便在實驗結束時進行實驗總結，實驗學時為40分鐘（課間休息時間正常進行）。

4.實驗考核：自主性實驗的考核方式與常規實驗教學考核差別較大，例如常規實驗教學主要體現在實驗報告上，忽略了對實驗方法的選擇及實驗結果的綜合解釋等重點內容。“礦物物理性質的觀察與描述”實驗過程中，學生針對各項物理性質的觀察與描述時，選擇的實驗方法具有多樣性，例如在進行礦物硬度的測定時，學生可以選擇指甲、小刀、無釉瓷板、以及運用磨氏硬度礦物等均可對礦物的相對硬度進行測定和分析；而對于實驗結果的綜合解釋分析的考核主要體現在學生對實驗結果的歸納分析上，例如對礦物的物理性質測定完畢過后，學生要對不同類礦物的物理性質相似點及同類礦物的差異性進行歸納總結；同時能夠對礦物的物理性質之間的聯系進行實驗驗證，例如礦物的光澤與透明度以及顏色的關聯分析，一般情況下，淺色礦物的透光性比較好，而且光澤以非金屬光澤（金剛光澤、珍珠光澤、油脂光澤等）為主，而暗色礦物的物理性質一般情況下與淺色礦物差異性較大，本環節時間為20分鐘。

五、實施效果

實驗教學作為課程教學的一部分，其效果對是否能對課程進行深入學習和應用具有較為重要的影響。在地質類專業實驗學習過程中，理論與實踐相結合的方法是最為直接有效的途徑，但老師對實施效果的評價不是一件簡單的事情，除了在實驗過程中去觀察和實驗報告的分析外，主要是關注學生對實驗的重視性，對實驗方法的認識和實驗結果的分析能力，是否能獨立完成實驗方法的選取與驗證。

在自主性實驗教學實施的3年來，學生對各類礦物的學習質量得到明顯提升，后續巖石學課程老師反映在上課時學生對礦物學知識基礎較為牢靠，同時在各類專業課程學習中學生對新知識、新方法的獨立見解越為豐富，創新意識更為活躍。本人也相信，在教學的道路上“授之以魚不如授之以漁”的思路應該作為重點，讓學生創新能力得到最大程度的發揮。

六、結語

在目前國家教育轉型的大體背景下，培養高級應用型人才是大學教學的核心任務。而應用型人才的培養主要是在理論學習的基礎上加強學生實踐能力的鍛煉，但并非是“重實踐，輕理論”，實踐教學必須立足于理論之上，將實踐與理論相結合，將理論知識加上學生自主創新思維，以實踐方式去驗證和推動理論知識的學習和掌握。重慶科技學院為作為國家教育轉型改革的先頭軍，核心專業課程實驗采取獨立授課方式，多以自主性實驗教學方法為主，在實踐教學的道路上不斷摸索與創新。

通過在《結晶學與礦物學》自主性實驗教學過程中的嘗試，對學生的應用及創新實踐能力提升有較大的促進作用，基于應用型能力培養的自主性實驗教學改革探索，有利于提升實踐性環節中的創新能力，提高學生的綜合素質和實踐能力。在以后的實驗教學過程中，還需要不斷探索和創新，努力完善實驗教學方法，充分發揮自主性實驗教學在應用型人才培養過程中的重要作用。

參考文獻：

[1]梁文耀，陳武喝.基于創新能力培養的自主性實驗教學改革探討[J].實驗室研究與探索，2012，31（8）：289-291.

[2]曾衛東，張才喬，米玉玲，等.開設自主性實驗培養學生的創新能力[J].實驗科學與技術，2011，（5）：114-115.

[3]姚彤煒，余露山，蔣惠娣.自主性實驗實踐活動培養學生綜合能力[J].醫學教育探索，2007，（10）：892-894.

[4]白曉艷，張春生.新建地方本科院校學生自主選題設計性實驗教學研究[J]實驗技術與管理，2013，（11）：162-165.

[5]常曉明，宋燕，楊勝強.自主實踐與培養指導相結合實施“大學生創新性實驗計劃”[J].中國大學教育，2010，（5）：68-71.

[6]蘇鑫，張文風，粟粟.如何運用方劑自主性實驗教學對中醫院校學生進行創新能力培養[J].吉林省教育學院學報（中旬），2012，（3）：107-108.

[7]林麗，任安經，袁文俊，等.自主性生理學實驗教學的實踐和體會[J].醫學教育探索，2010，19（8）：1106-1108.

篇5

【關鍵詞】大氣沉降顆粒；大氣污染；衍射；礦物學分析

大氣污染問題嚴重影響著人民群眾的身體健康和環境的可協調發展。通過對焦作市代表區河南理工大學校區內的大氣沉降顆粒進行的礦物學分析研究,了解研究區內大氣沉降顆粒的物質組成、有害元素含量及其賦存形式、遷移演化機理、與城市各類污染的相關關系，研究對人體產生較大危害的細粒物質來源和體積分數, 分析城市不同功能區顆粒物的可能來源和空氣動力學特征, 為評價焦作市大氣環境的整體狀況提供資料和參考。

圖1 焦作市區區劃及采樣點位置圖

焦作市位于河南省西北部，屬于暖溫帶半干旱大陸性季風氣候，年平均氣溫14.9℃, 年平均降水量為603～713mm，年平均蒸發量為2039mm。河南理工大學分南北兩個校區，南校區位于焦作市高新區，校區污染源少，車流量小，空氣質量較市區優良。北校區（老校區）即河南理工萬方科技學院位于焦作市市中心空氣質量較差，在這兩地對大氣沉降顆粒進行取樣研究在地域上具有良好的代表性。

1.研究區大氣污染特征

研究區以可吸入顆粒物污染的煤煙型污染為主要特征。大氣污染物主要以SO2、TSP、降塵為主，煙塵年平均排放量為4.6583萬噸,SO2平均排放量約為7.68萬噸。同時機動車排氣污染對焦作大氣狀況的影響日益嚴重，SO2、CO2、碳氫化合物、可吸入顆粒物、氮氧化物等有害物質和溫室氣體的排放量呈上升趨勢。

2.大氣沉降顆粒礦物學分析討論

2.1取樣情況

在樣品采集過程中，本著使大氣沉降顆粒樣本少受風力、風向、溫度、地面粉塵不良因素影響的原則，取樣地點選擇在河南理工大學南、北校區內離地面高度約20米處，采樣時盡量避開直接污染源(如工業污染、民用燃煤、油漆等)， 24h連續采樣，采樣同時記錄每天的氣溫、氣濕、氣壓、風向、風力等天氣狀況。由于大氣沉降顆粒物混合較均勻，在校區內設置多個收集點意義不大。經過收集和處理最后得到新校區大氣沉降顆粒樣本DQ-1和老校區大氣沉降顆粒樣本HC-1，作為分析樣本。

2.2大氣沉降顆粒特征及衍射分析

基本原理是運用特定波長特定入射角度的X射線與晶體晶面間距滿足布拉格條件產生衍射，形成衍射花樣（實際就是對應的倒易點陣）每種礦物都對應一套X 射線譜圖,根據X 衍射圖給出的d 值,查詢JCPDS 標準卡片,可以準確地鑒定出礦物.根據不同礦物的衍射強度的大小,可以半定量地計算出它們的含量。

Gypsum - 石膏；Quartz - 石英；Calcite - 方解石氯

Gypsum - 石膏；Quartz - 石英；

Calcite - 方解石氯；Sal-ammoniac - 化鈉（巖鹽）

對兩大氣沉降顆粒進行衍射實驗得到數據，最后通過分類整理得出樣本中的礦物種類和含量綜合表。

3.分析結果與討論

通過對樣品的X衍射實驗分析可知,研究區內大氣沉降顆粒物的礦物組成以石英和方解石為主，且在大氣顆粒樣本中含量較大，說明這兩種礦物在焦作的大氣中長期存在且在含量較大。河南理工大學北校區位于城區中心，附近工業設施密集，交通流量較大，污染物排放密集，是歷年來焦作市市區大氣污染的主要來源地之一。而河南理工大學新校區則位于焦作市南部的高新區，附近工業設施較少，車流量也不大，相對與老校區環境相對較好, 工業污染源較少。

比較兩個樣本中的石英含量，可以看出石英在兩個顆粒物樣本中含量都占主要地位，且在整個研究區分布比較均勻。石英是高溫下穩定的硅酸鹽礦物，其可以來自地表揚塵，也可以源自工業煙塵、粉塵。但從各種工業使用原料（如原煤）的礦物組成來看，石英的含量一般較少，因而樣本中的石英來源于地面揚塵的可能性比較大，當然也不排除來源于工業排放的可能。

方解石做為碳酸鹽礦物的代表，具有著碳酸鹽礦物共有的特性，從其本次實驗樣本含量的多寡和兩個取樣地的地理位置可以看出，方解石礦物同樣在焦作大氣中存在，且從來源上說可能是來子于地面揚塵或者城市建筑物。

石膏在空間分布上主要位于老校區的試樣中，其存在特征與焦作市工業布局有一定的相似性，研究了大氣中硫酸銨和礦物顆粒在凝聚過程中的化學反應, 在23 ℃和70%的濕度條件下分析碳酸鈣和硫酸銨, 發現一天后形成銨石膏, 七天后形成云母。結果表明碳酸鈣和硫酸銨發生了化學反應。

以上三個化學反應與溫度和濕度有關，當濕度小于80%時發生反應當濕度到達80%時發生反應，焦作年平均溫度為14.9℃，在夏季城市空氣濕度較高時發生以上反應的幾率較大，此次實驗的取樣工作是在夏季進行，可以推斷樣本DQ-1中石膏可能是在此反應中產生。在本次可以得出焦作市市區的大氣沉降顆粒主要來源于工業煙塵，少數來源于地面揚塵。

另外，樣本中除存在以上礦物外同時存在碳酸鹽、硫酸鹽、硫化物、鐵的氧化物以及難以鑒定的礦物；相比來說，在焦作市河南理工大學新校區的大氣顆粒樣品中,礦物的種類有所減少,但是卻有新的物種出現,如NH4Cl、巖鹽等,表明焦作的大氣中存在強烈的大氣化學反應。

4.結語

(1)焦作市市區的大氣沉降顆粒主要有石英、方解石、巖鹽、石膏、等礦物組成，其中石英含量較高。礦物的性質特征和大氣顆粒沉降樣本中礦物組成的空間分布特征顯示出此次研究中大氣沉降顆粒為地面揚塵和城市工業煙塵的混合物。

(2)在大氣沉降顆粒的物質組成及礦物含量特征分析表明，沉降顆粒的賦存形式、遷移演化機理、與城市各類污染的相關關系等均呈現出一定的規律性，反映了大氣沉降顆粒在城市中不同位置的變化情況，為城市處理大氣污染問題提供參考，對研究城市中大氣環境的整體狀況具有一定的指導意義。　[科]

【參考文獻】

［1］李勉,韓廣,李占斌.焦作市區大氣污染狀況與防治措施[J].干旱環境監測,2002,16（1）：26-28.

［2］王海鄰,胡斌等.焦作市工業燃煤量與大氣SO2污染關系模型研究[J].環境工程, 2005, 23（2）:64-66.

［3］呂森林,邵龍義.北京PM10 中單個礦物顆粒的研究[J].巖石礦物學雜志, 2003,22（4）:421-424.

［4］王瑋,張晶,湯大鋼.可吸入顆粒物(IP)源解析[R].北京:中國環境科學研究院,1999.

［5］施澤明,倪師軍,張成江.成都市近地表大氣塵的礦物學特征及其環境指示意義[J].巖石礦物學雜志，2006（26）：117-120.

［6］Ikuko M N ishikawa M Iwasaka Y Chemical reaction during the coagulation of ammonium sulphate and mineral particles in the atmosphere[J].The Science of the Total Environment,1998 224: 87-91.

篇6

【關鍵詞】：鉀長石 礦物學 XRD 化學成分 選礦利用 開發前景

鉀長石是一種富鉀的硅酸鹽礦物資源，是 K[AlSi3O8]的三個同質多象變體透長石、正長石和微斜長石的總稱，其礦物理論含量 K2O 為16.9 %，Al2O3為18.4% ，SiO2為64.7%。硬度為6～6.5，比重為2.57%，熔點為1200℃。鉀長石是主要造巖礦物之一，在含鉀硅酸鹽中占有重要地位。我國鉀長石資源總量豐富，主要分布在黑龍江、新疆、陜西、貴州、青海省（區），其儲量約占我國已探明鉀長石總儲量的 90%，花崗偉晶巖型及偉晶巖型是其主要的礦床類型，其次是變質巖型和巖漿巖型[1]。鉀長石的主要用途是制作陶瓷、玻璃、搪瓷、磨料的主要配料，造紙和塑料的填料，也是燒制水泥和加工制取鉀肥的一種礦物資源[2]。

1、 工藝礦物學特征及化學分析

1.1 工藝礦物學特征

鉀長石熔點和熔融間隔的實驗表明，鉀微斜長石的熔點為1190℃，熔融間隔為1160～1250℃，熔融粘度高，從1140℃開始軟化熔融，1190℃時分解，形成玻璃態粘稠物；化學穩定性高，除高濃度的硫酸和氫氟酸外，不受其它酸堿的腐蝕。利用這種性質可以制造玻璃器皿、琺瑯等[3]。鉀長石與其它長石一樣，還具良好的耐磨性和助溶性，陶瓷工業常利用鉀長石的助溶性質，促使坯體配料中的石英和高嶺土熔融。

該鉀長石礦床屬富鉀砂頁巖類，該礦床為特大型鉀礦床，遠景儲量達數十億噸，屬沉積型層狀鉀礦，厚度27.18～44.82m。該富鉀砂頁巖中的鉀長石主要是微斜長石（KAlSi3O8）和微斜條紋長石，斑狀結構，基質具粗面結構，致密塊狀、氣孔狀或杏仁狀構造。微斜長石主要以斑晶的形式存在，斑晶以鉀長石為主，鉀長石微晶大小一般為（0.01mm×0.3mm）～（0.1mm×0.7mm），與石英、更長石和白云母等共生；在偉晶巖脈文象和塊體結構帶中的微斜長石，晶形完好，可見2～3個晶面，晶形完整者為短柱狀和厚板狀，晶體大小不一；基質主要由近于平行排列的鉀長石微晶（>85%）和赤鐵礦（

微斜長石屬三斜晶系，空向群 -Pi，Z=4，晶胞參數a0=8.5 ，b0=12.97 ，c0=7.22 ，A=90°39′，B=115°56′，C=89°39′[4，5]；顏色一般為、灰白、淺灰色、肉紅色，部分被鐵、錳質污染者為黑褐色；條痕無色，玻璃光澤、解理面為珍珠光澤；{001}和{010}解理發育，其交角近90°，此外尚有{110}{1 0}解理，其交角60°；硬度6～6.5，比重2.54～2.57。

1.2 XRD分析

對取自該礦床三個不同取樣點的鉀長石礦樣進行XRD分析，結果分別列于表1、表2、表3中。

表1 一號樣品的礦物組成

成分 正長石 白云石 石英

含量/% 47.3 29.1 18.6

注：此外，還可能含有少量的銳鈦礦。

表2 二號樣品的礦物組成

成分 正長石 白云石 石英

含量/% 73.7 7.4 18.7

注：此外，還可能含有少量的微斜長石。

表3 三號樣品的礦物組成

成分 正長石 石英

含量/% 59.2 40.7

注：此外，還可能含有少量的高嶺土。

由表3可知，該鉀長石礦床主要成分為正長石和石英。此外部分礦點含有少量白云石。

1.3 化學性質及化學成分

該鉀長石K2O品位7.5%～9.5%；含礦巖石為黑色頁巖，主要組成礦物為水云母60%～90%，碳質和有機質20%，白云石、方解石2%～5%，石英等碎屑礦物1%～4%，黃鐵礦2%～3%，鉀主要賦存與水云母格架中。經化學多元素分析，Fe2O3多數介于2%～4%，個別或局部達到5%以上，相比國內同類礦床具有K2O品位中等、但Fe2O3含量高的特點，在工業應用指標中屬于中等礦石。

2、 鉀長石的選礦研究

國內外對鉀長石的選礦工藝研究已較為成熟：泡沫浮選法是國內常用的選礦方法，首先將原礦破碎、研磨，然后進行篩分、脫泥，調整礦漿至酸性，捕獲劑采用胺類，可除去云母類礦物，然后利用旋流器進行濃縮脫水。之后，添加硫酸，繼續降低pH值，采用石油磺酸（磺酸鈉皂）作為捕收劑，從中將含鐵礦物分離出來，然后濃縮脫水。在氫氟酸環境中，添加胺類作為捕收劑，將長石與石英進行分離，最終得到長石精礦。對得到的長石精礦進行脫水、干燥，即可得到符合質量要求的長石精礦。20世紀80年代，隨著一種新型選礦工藝――光選的發展，長石分選技術得到一定程度的進步。光選是借助于光度礦石分選機進行分選，工作時采用光度原理，向礦石上射入一種氦氖紅色激光源，這種光只能被顏色較淺的礦石所反射，從而可實現有用礦物和廢石的分選過程。該種光度礦石分選機在滿開工時，分選量可達25噸/小時[6]。

3、 鉀長石的開發與利用

我國很多地區都嚴重缺鉀，但其中絕大部分地區都有著較為豐富的鉀長石資源，由于技術問題，尚未規模性開發。比如貴州銅仁、遵義等地區，其鉀礦資源儲量可達千萬噸以上，且層位穩定。若能將其合理開發，可極大地緩解貴州本地及周邊地區的土地缺鉀問題，具有一定的經濟意義和重大的現實意義。因此，研究如何將含鉀粘土或巖礦中的礦物鉀轉化為能夠被植物吸收的有效鉀，顯得尤為重要，一旦研發成功，研究成果將具有廣泛的應用前景。而研究證明：采用生物方法或化學方法等活化技術可以使礦物鉀轉化為有效鉀。在這方面，貴州農業部門和地質部門進行合作，并找到了較為有效的活化方法與活化劑，成功研制出可被農作物吸收的礦物鉀粉肥，經過土地施用試驗，取得了良好的效果[7]。

3.1 鉀長石的應用狀況

已有資料表明，玻璃工業是長石的最主要用途去向，約占總用量的50%～60%；在陶瓷工業中約占30%；其余用于其它部門。從長石最大消費國美國來看，1983年玻璃工業消耗長石總消費量的58%，陶瓷工業消耗38%，4%用于釉瓷和電絕緣材料。第三世界國家印度，玻璃工業占總消費量的40%，陶瓷工業占57%，其余用于磨料、焊條和涂料等[8]。

3.2 鉀長石的應用范圍

3.2.1 玻璃工業

國家對玻璃級鉀長石的質量要求是SiO218%，Fe2O3

3.2.2 陶瓷工業

鉀長石在陶瓷工業中的應用主要是作為建筑衛生陶瓷、無線電陶瓷、日用陶瓷、陶瓷纖維、陶瓷釉料、絕緣電瓷和多孔陶瓷的配料，其技術指標列于表4中。

表4 陶瓷工業對鉀長石的質量標準要求

品級 K2O+ Na2O Fe2O3 Al2O3 MgO+CaO

Ⅰ >11% 17%

― >11% 17%

3.2.3 其它領域

（1）搪瓷原料：將鉀長石和其它特定礦物進行摻配，可以制成琺瑯。一般將鉀長石的配入量控制在20%～30%。而鉀長石的品級必須達到類似玻璃級，但粒度要求更細。

（2）化工工業：在制作聚烯烴薄膜過程中，加入一定量的鉀長石粉，會使聚烯烴薄膜的均勻度和透明度都得到有效提高。一般要求加入的鉀長石粒度較細，平均粒度為4.5μm，比表面積為1.4m2/g。

（3）焊條配料：焊條制造過程中，在配料中混入一定量的長石，會使焊條質量得到有效提高。這是由于長石在其中具有穩定電弧和保護焊接液池的作用。

（4）磨料：由于長石中含有陶瓷膠結物成分，因此，長石也可用于磨輪的制造過程中。其用量一般控制在28%～40%，質量標準控制為K2O>10%，Na2O18%，SiO2>60%，MgO+CaO

（5）制取鉀肥：近些年來，我國已研制出利用鉀含量較高的巖礦制備鉀肥的工藝流程，且生產成本較低，具有實際應用價值。對制備鉀肥的含鉀巖石的質量要求一般為：K2O>9%，1%～3% Na2O，Al2O3

（6）工藝石料：天河石作為鉀長石中的一種，其顏色為綠色，色澤較美，因此可以作為工藝石料。又由于天河石中含有銣、銫等稀有元素，因此可將其作為礦物原料，從中提取稀有元素。

（7）涂料填料：在涂料中摻配一定量的長石，可使涂料的干光亮度和分散性提高，穩定pH值，同時可降低涂料的抗吸油性及生產成本。

4、 結語

貴州鉀長石資源豐富，且分布集中，它們塊大、K2O品位相對較高，相比國內很多鉀長石礦，具有儲量大，氧化鉀品位高，色白，雜質種類相對較少等優點，完全達到玻璃、陶瓷、搪瓷和釉料等工業要求，也是制取鉀肥的優質礦物原料。國內已有研究機構經過實驗室將難溶性鉀長石活化制取活性鉀硅鈣肥，實驗研究已取得較好的階段性成果。因此，充分重視儲量巨大、沉睡多年的貴州鉀長石資源的開發利用，提高資源的利用價值，對促進貴州農業的發展，加快貴州“工業強省”建設步伐具有重要意義，并且還能改變貴州工業所需優質鉀長石必須長期依賴外省供給的局面。

參考文獻

[1]陳靜.含鉀巖石資源開發利用及前景預測[J].化工礦產地質，2000（3）：58-64.

[2]王元龍，邢慧.新疆阿爾泰鉀長石礦物學特征及開發利用[J].礦產與地質，1997（4）：119-124.

[3]郭守國，何斌.非金屬礦產開發利用.北京：中國地質大學出版社，1991：167-170.

[4]易爽庭，寧廣進，楊漢臣.中國阿爾泰稀有元素礦床礦物志.烏魯木齊：新疆人民出版社，1989：193-194.

[5]王賢覺.阿爾泰偉晶巖研究.北京：地質出版社，1981：10-15.

[6]陶維屏.中國工業礦物和巖石.北京：地質出版社，1987：257-259.

[7]周恩湘，等主編.土壤地質[M].北京：地質出版社，1993，18-21.

篇7

【關鍵詞】電子探針（EPMA）；金屬礦石；應用

0.引言

電子探針X射線顯微分析（簡稱電子探針顯微分析）（Electron Probe Microanalysis，簡稱EPMA），它用一束聚焦得很細（50nm～1μm）的加速到5kV-30kV的電子束，轟擊用光學顯微鏡選定的待分析試樣上某個“點”（一般直徑為1-50um），利用試樣受到轟擊時發射的X射線的波長及強度，來確定分析區域中的化學組成。它可以對試樣進行微小區域成分分析。除H、He、Li、Be等幾個較輕元素外，都可進行定性和定量分析。電子探針的大批量是利用經過加速和聚焦的極窄的電子束為探針，激發試樣中某一微小區域，使其發出特征X射線，測定該X射線的波長和強度，即可對該微區的元素作定性或定量分析。從Castaing奠定電子探針分析技術的儀器、原理、實驗和定量計算的基礎以來，電子探針分析(EPMA)作為一種微束、微區分析技術在50-60年代蓬勃發展，至70年代中期已比較成熟；近年來，由于計算機、網絡技術的迅猛發展，相關應用軟件的開發與使用的加快。使得裝備有高精度的波譜儀的新一代電子探針儀具有數字化特征、人工智能和自動化的分析程序、網絡功能以及高分辨率圖象的采集、分析及處理能力。EPMA技術具有高空間分辨率、簡便快速、精度高、分析元素范圍廣(4Be～92U)、不破壞樣品等特點，使其很快就在地學等研究領域得到應用。筆者分析整理了前人的研究成果，本文是對電子探針在金屬礦石鑒定中的應用作簡要的概述。

1.電子探針分析技術

電子探針分析技術具有以下幾個方面的特點：

第一，微區（微米范圍）顯微結構分析。EPMA成分分析的空間分辨率是幾個立方微米范圍，它可以將微區化學成分與顯微結構對應起來，是一種顯微結構分析。

第二，元素分析范圍廣：硼(B)~鈾(U)。氫和氦原子只有K層電子，不能產生特征X射線。鋰(Li)雖然能產生X射線，但產生的特征X射線波長太長，無法進行檢測。

第三，定量準確度高。EPMA是目前微區元素定量分析最準確的儀器，檢測極限一般為0.01%-0.05%，不同測量條件和不同元素有不同的檢測極限，有時可以達到ppm級。由于所分析的體積小，檢測的絕對感量極限值約為10~14g，主元素定量分析的相對誤差為1%~3%，對原子序數大于11的元素，含量在10%以上時，其相對誤差通常小于2%。

第四，不損壞試樣、分析速度快。EPMA可自動進行多種方法分析，并自動進行數據處理和數據分析，對含10個元素以下的試樣定性、定量分析，新型EPMA測量試樣的時間約需30分鐘。

如果用EDS進行定性、定量分析，幾分鐘即可完成測量。分析過程中一般不損壞試樣，試樣分析后，可以完好保存或繼續進行其它方面的分析測試，這對于文物、寶石、古陶瓷、古錢幣及犯罪證據等稀有試樣的分析尤為重要。

2.EPMA在金屬礦石鑒定中的應用

眾所周知，礦物學家通常用偏反光顯微鏡觀察和測定礦物的光學性質和其他物理性質來認識礦物。但礦物的光學及物理性質均是礦物內在特征的外部表現。所以從本質上來說，根據這些性質和參數只能大致地定性認識礦物。況且一些不同種類的礦物之間其光性和物性往往非常相似， 因此用通常的手段難以準確地鑒定礦物，尤其是在鑒定鉑族元素礦物和其他稀有元素礦物時，由于礦物粒度一般都很細微，難以準確鑒定其光性和物性。所以，要準確鑒定礦物，必須對其化學成分和晶體結構等本質特征進行準確測定。 由于電子探針能以優于1pm的空間分辨率準確地測定礦物的化學成分從而準確地得出礦物化學式， 而且能對光片或光薄片上的礦物一面用顯微鏡觀察一面進行分析，更因它不破壞樣品，從而使電子探針成為最為有效和最常用的礦物鑒定手段 因此。電子探針的應用使得一些原來無法識別的礦物得到準確的鑒定， 同時也糾正了從前一些錯誤。

例如，我們在對東巧超基性巖鉻鉑礦物質坦成研究過程中， 發現一種與硫釘礦和等軸鐵鉑礦緊密連生的礦物 這種礦物很稀少，一共只發現3顆，且粒度很小，約10微米，最大的也可只有30萎靡左右，具金屬光澤，反射率比硫釘礦低得多。眾所周知，在已知的鉑族元素礦物中，硫釘礦的反射率幾乎是最低的。所以當時估計與琉釘礦連生的這種礦物可能是一般金屬礦物，困此未予注意 后來在工作中順便對該礦物進行能譜(EDS)定性分析，發現其主要化學成分為Ru和Fe，此外還含少量Os和Ir，屬鉑族元素礦物，從而引起了我們的興趣和注意。隨后進行了能譜和被譜(WDS)定量分析，結果表明，Ru、Fe、Os、Ir的含量總和只有78% 左右這，說明還有20% 左右其他組分。仔細觀察EDS譜， 確信不含原子序數大于11的其他元素存在，此外， 該礦物的光學性質和其他物理性質與鐵釘礦的差別很大。 因而推測該礦物分子式中除了Ru，Fe、Os Ir以外。可能還有某種或某幾種超輕元素(B、C、N、O、F)存在。用被譜儀(STE和TAP晶體)在上述元素的Ka峰位附近進行慢掃描，發現有較強的OKa峰出現，并拍攝了OKd特征x-射線掃描照片，從而初步斷定為Ru和Fe的氧化物。假定礦物分子式為(Ru、Fe)2O8，則Ru和Fe等金屬元素的含量恰好為78% 左右，隨后又對該礦物的3個不同顆粒中15個不同點進行精確的電子探針定量分析，得到平均化學成分為(％ )；Ru58.32，Fe 16.21，Os2.71，Ir1.78，O 20.97(差減法求得)， 總量99.99%。

3.結語

綜上所述，在眾多的金屬礦石分析方法中，電子探針分析技術(EPMA)是一種應用較早、且至今仍具有獨特魅力的多元素分析技術。隨著科學技術的不斷發展，電子探針分析技術和其它技術的不斷結合，將會使得它的應用范圍日益廣泛，具有非常廣闊的發展空間。

【參考文獻】

［1］周學粹,毛水和.礦物學報[J].2008,(3),26．

［2］礦產綜臺利用研究所電子探針組：礦產綜合利用用(第二輯)[M].地質出版社,2009．

［3］張照志．電子探針化學測年技術及其在地學中的應用[J]．現代地質，2001，15(1)．

篇8

中國的奇石文化源遠流長，博大精深，特別是改革開放以來，全國掀起了藏石、品石熱潮，藏石隊伍空前壯大，石商、石農異軍突起，各地奇石館如雨后春筍般層出不窮，奇石協會也相應成立，理論探討呈“百家爭鳴”之勢。至此，中國的奇石文化進入了一個嶄新的發展階段。尤其是大批不同行業、不同文化背景的愛石之士加入采石、藏石、品石隊伍，一改我國歷史上只有達官貴人、文人墨客等少數人群玩石的傳統局面，使中國的奇石文化賦予了新的含義。

然而，縱觀奇石的稱謂，名目繁多；奇石的分類與石種的界定，方法各異；奇石的鑒評，標準不一。奇石界尚且如此，又如何讓社會其他各界認同呢?因此，統一奇石的稱謂、統一奇石的分類和統一奇石的鑒評方法，應為當前中國奇石界亟待解決的問題。為此，筆者就以上問題談談自己的看法，與奇石界前輩和石友探討。

一、統一奇石的稱謂

世上萬事萬物，都得有個名稱。一個事物，如果沒有確切的名稱，或者一物多名，含糊不清，就會導致歧義。奇石作為一種文化，也應該有一個統一的稱謂。古人云：舉一綱而萬目張。奇石的名稱就好比是綱，只有首先統一了稱謂。舉起了名稱這個綱，才好按照“綱”去研究諸如“界定、分類、鑒評”等諸多問題。

文人玩石，源于中國。歐美等國把中國奇石稱作“文人石”，近鄰日本、韓國、東南亞則分別稱作“水石”、“壽石”主“雅石”，而中國人從古至今對奇石就有多種稱謂，諸如“怪石”、“異石”、“巧石”、“趣石”、“美石”、“奇石”、“觀賞石”等等，粗略統計，大約不下二十種之多。如此眾多的稱謂，其含義各有側重，有的甚至差異很大(如“觀賞石”)，這種現狀直接導致了“名稱不同、定義不同、分類不同、鑒評方法不同”的混亂局面。

在上述眾多的稱謂中，筆者對“文人石”和“奇石”兩種稱謂深為感慨和贊賞。

感慨“文人石”的稱謂，說明外國人對中國奇石文化的淵源有所了解，對中國的奇石文化有所認識、有所接受，至少中國的奇石文化在外國人的心目中已有一席之地，更何況，中國的奇石文化已在日、韓及東南亞興起，中國的孔雀石、石、礦物晶體等也深受西方人的喜愛，這總會增強我們把中國奇石文化推向世界的信心。

贊賞“奇石”稱謂，是因為這一稱謂貼切地體現了奇石“天然性”和“觀賞性”這兩個最基本的特征。自然界的頑石隨處可見，然而，可供觀賞的天然石體大約有立體象形石、畫面象形石、文字象形石、礦物晶體、生物化石等五大類。這些石體，有的是巖漿巖，有的是沉積巖，有的是變質巖。它們因地殼運動、礦物侵入、熱液冷卻、生物埋藏、風礪水沖、搬運磨擦、自然剝蝕等原因，有的巧然狀物，有的巧然成畫，有的巧然象字，有的色澤艷麗具美感和象征意義，有的形成美麗的晶塊晶簇，有的生物石化形成生物化石，有的雖然不能應物象形，但卻奇特怪異，給人以美感，極具觀賞價值。這些成因各異、形態萬千、可供觀賞的天然石體，以一個“奇”字命名，恰到好處地體現出奇石“雖為天工，宛如人為；不是藝術，勝似藝術”的奇特之處；一個“奇”字不僅包羅了這些天然石體各種成因的含義，而且也精妙地體現了中華民族以“奇”字表現事物的獨特文化習慣。更何況，目前中國奇石界大多數人都贊同這一稱謂。

綜上所述，“奇石”應成為中國奇石的統一稱謂。其定義應為：奇石是一種具有觀賞價值的天然石體。其中觀賞性和天然性兩個條件必須同時具備，二者缺一不可，否則就不是中國奇石文化所專指的石體了。

二、奇石的分類應從色、形兩個方面入手

奇石分類的主要作用是便于制定奇石的鑒評方法和鑒評標準，為奇石的鑒評服務。

奇石作為審美對象，對它的分類應該依照形態學原理和美學原理并結合雕塑、繪畫、書法、地質學、礦物學、古生物學等方面的相關知識進行分類。

按照形態學原理，形態分為兩類：一類是現實形態；一類是概念形態。現實形態分為自然形態和人工形態。自然形態又分為液態、氣態和固態。固態也稱立體形態。奇石的形態，就其實體而言，是自然形態的立體形態；就其整體形態而言，包括點、線、面、體，具體為立體形態、畫面形態、文字形態和其它紋理形態(指非字非畫紋理，下同)。按照美學“色形聲”原理，進入人們視覺的總是顏色和形體(形體包括點、線、面、體)，進入聽覺的總是聲音。石無聲(敲擊不在此論)，對它的分類自然應按形態學和美學原理，從色、形兩個方面入手。

自然界各種顏色的石體總是以立體形態存在，奇石當然也不例外。奇石作為審美對象，主要是觀賞石體的顏色和形態。因此，觀賞奇石，實際就是觀賞奇石的色澤和立體形態的象形(包括抽象形態和其它紋理形態)、畫面形態的象形(包括抽象畫面，下同)、文字形態的象形。從以上形態學原理和美學原理看，奇石分為“立體象形石、畫面象形石和文字象形石”三大類。但是，“礦物晶體”和“生物化石”因其性質特殊、形態特別，應該單獨分類。綜上所述，奇石應分為：立體象形石、畫面象形石、文字象形石、礦物晶體和生物化石五大類。

(一)立體象形石

凡石之立體形態象形，包括具有其它紋理形態之石體；或以凹凸形態構圖象形，包括具有其它紋理形態之石體；或以立體形態象形為主、畫面形態象形為輔之石體；或立體形態象形和畫面形態象形俱佳之石體以及抽象形態，包括具有其它紋理形態之石體和各種顏色的彩石均可稱為立體象形石。

(二)畫面象形石

凡石之表面以點、線、面形態構圖象形(包括石板畫)之石體；或以畫面形態象形為主、立體形態象形為輔之石體以及其圖案雖不能應物象形，但能給人以美感之石體均可稱為畫面象形石。

(三)文字象形石

凡石之表面以點、線形態、凹凸形態以及立體形態形成的古今中外各種文字，包括字母、符號的石體，均可稱為文字象形石。

(四)礦物晶體

各種礦物晶體，包括晶塊、晶簇、多晶共生體。

(五)生物化石

各種生物化石，主要指印痕化石、印模化石、鑄型化石及亞化石。

礦物晶體和生物化石法律禁止者除外。

上述分類方法符合形態學和美學原理，分類清楚，簡單明了，可將所有的石種各歸其類，不致發生混亂，有利于奇石鑒評方法、鑒評標準的制定和分類進行鑒評。

另外，石種的界定和奇石標簽也應統一。石種界定的主要作用是為奇石的鑒賞提供具體的依 據，為奇石的鑒賞服務。石種的界定目前大致有四種方法：一是按產地界定，如太湖石、靈璧石、雨花石、英石等，這種方法適合一地一石種的界定，若一地多石種或一石種多產地就不適合了。二是按石之色彩特征界定，如墨石、紅璧玉、山型石等，這種方法若加上產地則更好。三是按形成特點界定，如風礪石、水沖石等。四是按礦物學、寶石學名稱界定，如孔雀石、辰砂、冰洲石、水晶、瑪瑙等。以上四種方法，除歷史形成的太湖石、靈璧石、雨花石、英石四大名石外，為解決一地多石種和一石種多產地的問題，宜按石之色形特征、形成特點加產地界定和礦物學、寶石學名稱加產地界定，生物化石宜按生物名稱加產地界定。產地如系知名度較小的水系，應以縣以上地名冠名界定。形成于江河的卵石，不宜以“卵石”二字界定，從審美的角度看，“卵石”二字幾乎無意義。奇石的標簽應具有以下內容：一、題名；二、類別；三、石種(帶產地)；四、規格(厘米)；五、收藏。其中題名應名副其實、言簡意賅、雅俗共賞，切忌過分夸張、人為拔高、陳腐粗俗。

三、奇石的鑒評方法

奇石為天然形成、具有觀賞價值的自然石體，品種繁多，形態各異，對其鑒評，首先要按照科學的分類，依據美學原理，找出共性特征，然后按統一和分項的原則，統一鑒評方法。

(一)統一品級

可將各類奇石統一定為四級四品。特級為神品；一級為精品；二級為佳品；三級為普品。

(二)統一鑒評項目

依據美學原理，各類奇石統一從“色澤、形態、質地、神韻、配座”五個方面進行鑒評。

(三)分類制定鑒評標準

按立體象形石、畫面象形石、文字象形石、礦物晶體、生物化石等五大類分別從“色形質韻座”五個方面制定出各類奇石的具體鑒評標準，分類進行鑒評定級。

(四)“色形質韻座”五個方面具體鑒評標準的制定原則。

1、色澤(簡稱色)：主要從色彩、光澤、對比度、和諧、象征意義等方面鑒評。石體的色澤是否好，要因石而異。一般來說，表現粗獷風格的石體以凝重、渾厚的色調為佳，如太湖石、靈璧石、龍骨石等；表現高雅風格的石體以純凈淡雅的色調為佳，如草花石、水墨石板畫等；表現華貴風格的石體以艷麗的色調為佳，如雞血石、黃臘石、藍綠孔雀石、紫晶、紅瑪瑙等。

2、形態(包括點線面體，簡稱形)：按立體象形石等五大類分別參考雕塑、繪畫、書法藝術等方面的相關知識鑒評。總體要求完整無損，無硬傷。宋代米芾的“瘦、漏、透、皺”四字賞石標準，實際都包括在一個“形”字里面。

立體象形石：主要從具象、抽象、態勢、呼應和其它紋理等方面鑒評。

畫面象形石：主要從畫面逼真清晰、位置適當、無雜色雜紋干擾、畫面和色彩與石形協調一致等方面鑒評。

文字象形石：主要從真切、清晰、字體(包括楷草隸篆行)、成詞成句、順序數字、連貫字母等方面鑒評。切忌雜紋干擾和似象非象。

礦物晶體：主要從完整無損(指外力毀損)、發育是否良好、晶形是否美觀和多晶共生等方面鑒評。

生物化石：主要從紋理清晰、完整無損等方面鑒評。

3、質地(簡稱質)：以地質學、礦物學關于巖石的分類和礦物的成因為依據，因石而異，主要從剛、柔、溫、潤、粗、細等方面鑒評。一般來說，表現秀麗風格的石體要細膩柔和。表現剛毅風格的石體要堅硬致密。表現雄渾風格的石體要粗獷豪放。

4、神韻(簡稱韻)：主要從色彩和諧、形態優美、質地優良、意境深遠、引人入勝、喚起遐想、感應人心等方面鑒評。一要從色形質三個方面綜合鑒評，二要連同配座整體鑒評。

5、配座(簡稱座)：配座按物質分，有木(根)、石等材質的配座；按形態分，有人工形態的配座和自然形態的配座，主要是人工形態的配座。鑒評時主要從形質、工藝、襯托、協調、增加神韻等方面鑒評。切忌“喧賓奪主”和“過分簡單”兩種傾向。

(五)鑒評定級

按立體象形石、畫面象形石、文字象形石、礦物晶體、生物化石五大類分別依照“色形質韻座”五個方面的具體鑒評標準鑒評定級。本文只探討鑒評方法，不探討具體鑒評標準的制定，故暫借用“百分量化定級”的方法作演示。為了直觀，現列表如下(見下表)，以作展示。

篇9

關鍵詞 土力學，紅粘土，膨脹土，強度，裂隙性，脹縮性

1 引 言

紅粘土在物理力學性質指標、礦物成分與工程力學特性等多方面與膨脹土有相似之處，對于這兩類特殊土關系問題的研究，至今尚未形成統一的觀點。目前，紅粘土在一些地區被完全按照膨脹土處理，而在另一些地區則被單獨研究[1]。

我國南方廣泛分布的紅粘土風化殼主要是由于第四紀季風環流形成以來，在熱帶-亞熱帶高溫濕條件下經歷了復雜的紅土化過程而形成的，具有獨特的游離氧化鐵的膠結結構；而膨脹土則是一類具有明顯吸水膨脹失水收縮的特殊土。以往對于紅粘土與膨脹土的比較研究主要集中在歷史成因、礦物組成與脹縮性能等方面。從礦物學角度講，膨脹土一般含有較多的諸如蒙脫石的親水礦物，而紅粘土礦物成分以伊利石與高嶺石為主，含少量或不含蒙脫石。紅粘土與膨脹土均具有較高的粘粒含量、天然含水量、孔隙比與液塑限，而紅粘土的這些指標較膨脹土更高，遠遠超出一般粘性土，但同時紅粘土卻具有明顯優于膨脹土的力學特性。

在實際工程中，由于外界自然條件變化而引發的有關紅粘土與膨脹土類似于邊坡失穩﹑地基不均勻變形、道路開裂的工程病害時有發生[2]。但目前對于這兩類特殊土因含水量變化所引起的脹縮性與裂隙性的耦合作用以及這一耦合作用對土體工程力學特性影響的研究卻并不多見。筆者認為，深入開展紅粘土與膨脹土裂隙性、脹縮性以及超固結性等水穩性特征的對比研究是非常必要的。總體來說：膨脹土具有較為明顯的裂隙性，而紅粘土的裂隙性由于成因的不同而具有明顯的地域差異，即一些地區的紅粘土裂隙極為發育，而另一些地區的紅粘土裂隙并不發育。膨脹土普遍地具有明顯的脹縮性，而我國紅粘土的脹縮性地域差異性很大，且主要表現為以縮為主的脹縮特性；另外，一些地區的膨脹土由于較大的先期固結壓力而具有超固結性，而紅粘土的超固結性則主要是由其獨特的游離氧化鐵的膠結結構所引起的[3]。

本文針對研究中的不足與實際工程的需要，通過貴港紅粘土、荊門弱膨脹土與中膨脹土的室內試驗研究，對紅粘土與膨脹土的物理性質指標、力學性質指標、原狀樣與擊實樣強度的水敏性特征以及礦物成分影響下的土體脫濕、吸濕速率的異同點進行了初步的探討，為進一步掌握紅粘土與膨脹土的相互關系以及這 2 種特殊土各自的工程力學特性提供了幫助。

篇10

【關鍵詞】巖石礦物 成分測定 分析研究

1 引言

礦產資源是重要的自然資源，是社會生產、生活和科技發展不可缺少的物質基礎。礦藏的勘探過程中，如何快速、準確地對巖石中各種礦物成分進行巖性分析與測定，判明礦產資源的品質和儲量，再根據巖石礦物所在地區礦產資源利用價值，決定采礦的投資規模，具有重大的現實意義和深遠的歷史意義。

金在航空航天、醫療、電子工業等領域用途廣泛，與人類生活中密切相關，近年來，金的普查找礦已成為巖石礦物勘探的重要任務。金常與各種巖石或礦物伴生，如何根據金在礦物中的含量，采用不同的測定方法，避免各種元素的干擾，為地質礦物開采科研工作提供科學依據，不僅至關重要，而且已越來越成為地質專家和學者探索的方向和研究的課題。本文以常用的共振瑞利散射光譜法和高銻金礦樣品金的測定為例，對礦物金測定的實驗原理、實驗方法、儀器試劑以及實驗結果等進行探討。

2 共振瑞利散射光譜法測定礦物金2.1 主要儀器

F-4500型熒光分光光度計；

UV-2550型紫外可見分光光度計。

2.2 實驗用試劑

金標準儲備溶液的制取：1.000mg/mL，準確稱取0.1g純度為99.99%的金絲，將其溶于數毫升王水中，將混合物放入80℃水浴蒸發至近干，加入1ml～2ml鹽酸HCL后，繼續蒸發至干；待完全冷卻后用1.2mol/l的鹽酸溶液稀釋至100mL；

金標準工作溶液的制取：0.12μg/mL，用0.01mol/L的鹽酸HCL逐級稀釋上述金標準儲備溶液；

Na2WO4溶液：0.5g/L；

番紅花T（ST）溶液：0.05g/L；

聚乙烯醇-124（PVA）溶液；20.0g/L；HCL（1+1）。

以上試劑均為分析純，實驗用水均為去離子水。

2.3 實驗方法

取適量的Au標準溶液或樣品溶液于25mL比色管中，加入2.0mLNa2WO4溶液，用水稀至10mL，放置10min，再加入HCL（1+1）6.0mL、PVA溶液2.0 mL以及2.0mL番紅花T（ST）溶液，稀釋至一定刻度后充分搖勻。將溶液置于1.0cm吸收皿中，在激發和發射狹縫寬度均為2.5nm時，在328nm處分別對締合物體系光散射強度I和試劑空白的光散射強度I0進行測定，計算0III？=？。2.4 實驗結果分析

按照實驗方法用熒光分光光度計、紫外可見分光光度計，在一定的波長范圍內分別對締合物體系及試劑空白進行同步波長掃描，分別獲得共振瑞利散射光譜和吸收光譜。繪制試劑空白及締合物體系的共振瑞利散射光譜、試劑空白及締合物體系的吸收光譜，見圖1和圖2。

圖2？吸收光譜

1―試劑空白；？？2―締合物體系

圖1可看出，試劑空白在328nm可產生散射光信號，但試劑空白的瑞利散射很弱，加入一定量的金后，體系的瑞利散射光強度顯著增強，表明金的加入，形成了離子締合物，而締合物體系會直接增強散射光強度。從實驗還可以看出，試劑空白與締合物體系，其散射光強度均與“散射光強度與波長的四次方成反比”的瑞利散射定律不符合，因此判定其特征應與體系的光吸收性質有關。觀察吸收光譜圖2可見，試劑空白與締合物體系分別在525nm、475nm處有吸收峰。無論散射光譜還是吸收光譜，其本質都與粒子的運動和躍遷有關，因此可以推斷，散射峰的位置、強度與吸收峰有關。如圖1中，二者在328nm處散射光強度ΔI最大，而該波長處締合物體系的散射光增強強度ΔI與金的濃度有很好的相關性。目前此方法已廣泛用于砂礦和炭粉中金的測定。

3 高銻金礦樣品金的測定

我國金礦資源中，低品位氧化礦石占有相當的比例。對這類礦石直接采用常規方法提金，經濟效果不明顯。特別對于含銻高的樣品，若不經過除銻處理，雜質干擾大，嚴重影響測定結果。礦石中，銻通常以輝銻礦（Sb2S3）或氧化物（Sb2O3）的形式存在，無論哪種形式，當銻的含量大于1%時，都會對金礦樣品的測定造成影響。因此，必須消除銻對金測定的影響，才能提高含金礦物分析的準確性和可靠性。3.1 實驗原理

除銻化學反應如下：

礦物中Sb203與NH4C1作用，在400℃培燒生成揮發性物質SbCl3；

（式3）

3.2 含銻金礦除銻前后實驗比較

取五組金礦樣品，分別進行除銻和不除銻的金分析，并與原子吸收光譜法測定進行比較。3.3 實驗結果分析

不除銻時，含金分析結果偏高，這是因為樣品中存在銻，而在溶礦過程中，未發生水解的銻可被活性碳吸附進入金分析系統，在氫醌滴定時，銻遇聯苯胺指示劑與金遇聯苯胺時呈現的顏色均為黃色，干擾了金的測定，因此分析結果偏高。所以，對于含銻金礦或試液，應采用先除銻再測定的方法，方可有效消除氫醌溶量法測金過程中銻的干擾，提高礦床勘探準確性。

4 結論

綜上所述，地殼是由巖石、礦物組成的，對其組成和性質的探索和分析是礦物學的重要研究內容。礦物測定方法多種多樣，應根據不同的地質背景、不同的礦物組成，選擇合適的測定方法，最大限度地發揮化學分析在巖石礦物分析研究中的作用，確保我國礦產資源的合理開發與利用。

參考文獻