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hewenwu

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[交流] 中山大学：非晶微粒携带金属元素迁移和找矿应用

如何在极低含量介质中采取透射电镜样品并用于单一微粒分析？2003年，中山大学地球科学与工程学院曹建劲教授在野外直接用透射电镜载网采样并控制采样密度，首次获得隐伏矿体地表介质中纳米金等纳米或近纳米单一微粒分析结果，发明用微粒的种类、大小、形状、结构、化学成分、聚合关系等找矿，创建了微粒找矿技术，已建立各种介质采样、制样、测试，以及微粒特征分析、异常微粒判别、隐伏矿体特征探测等一系列技术，在14未知区开展找矿工作，成功预测隐伏矿体。
表生介质中，非晶微粒是重要的物质存在形式之一。本文对8个金属矿床土壤气固体、地下水、植物等介质中非晶微粒（透射电镜高分辨分析没有晶格条纹、选区电子衍射图无衍射斑点，由弥散的同心圆环组成）开展研究，取得主要成果如下：
1、隐伏矿体上方土壤气固体、地下水、植物等介质中均发现含金属的纳米或近纳米非晶微粒，对内蒙古东升庙、湖南康家湾等8个矿床详细的分析表明，非晶微粒所含金属元素种类和组合在空间上与隐伏矿体密切相关，背景区介质中不含这些具有一定金属元素种类和组合的非晶微粒。
2、表生介质中，存在5种类型的纳米或近纳米非晶微粒，即自然金属、金属氧化物，以及含S-O、P-O、Cl-(O)的纳米或近纳米非晶微粒。它们的元素组合具有一定的特征，例如，含S-O非晶微粒含有较多种类的元素，Co、Pb、W和Mo趋向富含在氧化物非晶微粒中，Zn趋向富含在含P-O非晶微粒中。
3、非晶微粒是普遍存在的一种物质，非晶微粒内部原子排列无序，具有各向同性，对各种金属元素具有很强的迁移能力，可以携带高比例的金属元素从隐伏矿体迁移至地表，是地表或近地表重要的物质迁移方式之一。
4、非晶微粒含有高比例的金属元素，以及在地表介质中具有较高的数量，使其在隐伏矿体探测中具有很好的技术优势。
本文以中山大学地球科学与工程学院博士研究生陆美曲为第一作者，曹建劲教授为通讯作者近日发表于国际学术期刊《Ore Geology Reviews》: Lu M Q, Cao J J*, Hu G, Wang Z Y, Ma S T. Widespread nearly or nanoscale natural amorphous particles in critical zones from ore deposits[J]. Ore Geology Reviews, 2023, 105454. DOI: https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2023.105454。
第一作者：陆美曲，中山大学地球科学与工程学院博士研究生，主要从事纳米微粒找矿技术，以及纳米微粒形成和迁移研究。
通讯作者：曹建劲，中山大学地球科学与工程学院教授（Email:eescjj@mail.sysu.edu.cn），博士生导师。发明微粒找矿技术，获得《一种利用单一纳米微粒的化学成分数据预测隐伏矿床方法》、《一种地气微粒找矿方法》、《一水微粒地球化学找矿方法及其应用》、《一种利用生物内部纳米微粒寻找隐伏矿床的方法》等8项国家发明专利授权，发表论文148篇。主持国家自然科学基金重点项目（内蒙古高原与隐伏金属矿床有关微粒研究，2011年-2014年）、6项面上项目和国家高技术研究发展计划课题（地气微粒特征和元素含量结合探测隐伏矿床技术研究，2008年-2011年）。

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