脉冲机抗矿化抗高压
A. 哪种金属探测器效果好
这个就看你个人的需要。最适合你的就是最好的。就比喻,探测废铜烂铁。深度大了反应不利于你挖掘,如果是用来探宝,探测地下金,银等贵金属,那肯定要买好一些的,这样才能确保够用。因为金银等贵金属探测,一般量不会很大。所以我们要准备好灵敏度要够用的,像对于国内探宝来说,一款比较基础的探宝仪器,对于初级的寻宝爱好者基本上都可以满足需求了。对于专业级的寻宝者当然要求会更高些。相信在那会找到你满意的机器。最好的地下金属探测器分析总结:一、探废铜烂铁,浅层探宝二、探遗留宝物金子、银元、古董:(业余寻宝)三、探深埋地下的宝藏,古墓,金矿。
B. 防矿化防高压的金属探测器。都什么型号
矿化是不可能完全排除的,排除的多了会严重影响深度,高压的话我现在用的A8就不错,一百米以外正常使用,五十米不能调试但是仪器不会烧掉,一些国产的仪器里的两三百米就不能用了,更可能会烧掉。
C. 岩石和矿石的激发极化性质
6.1.1 岩石和矿石的激发极化机理
关于激电效应的机理,本节仅介绍几种较为公认的假说。
6.1.1.1 电子导体的激发极化机理
电子导体(包括大多数金属矿和石墨及其矿化岩石)的激发极化机理问题,一般认为是由于电子导体与其周围溶液的界面上发生过电位(overvoltage)的结果。在电子导体与溶液界面上自然形成的双电层的电位差(电极电位),称为平衡电极电位,记为Φ平(见图 6-1(a))。当有电流流过电子导体-溶液系统时,在电场的作用下,电子导体内部的电荷将重新分布:自由电子反电流方向移向电流流入端,使那里的负电荷相对增多,形成“阴极”;而在电流流出端,呈现相对增多的正电荷,形成“阳极”。与此同时,在周围溶液中也分别于电子导体的“阴极”和“阳极”处,形成阳离子和阴离子的堆积,使自然双电层发生变化,见图6-1(b)。在一定的外电流作用下,“电极”和溶液界面上的双电层电位差Φ相对平衡电极电位Φ平的变化,在电化学中称为“过电位”或“超电压”,记为ΔΦ,即ΔΦ=Φ-Φ平。
图6-1 电子导体的激发极化过程
过电位的产生与电流流过电极-溶液界面相伴随的一系列电化学反应(简称电极极化过程)的迟缓性有关。当电流经“阴极”从溶液进入电子导体时,溶液中的载流子(阳离子)要从电子导体表面获得电子,以实现电荷的传递;同样,当电流经“阳极”从电子导体流入溶液时,溶液中的载流子(阴离子)将释放电子(电子导体获得电子)。若此种电荷传递和相伴随的电化学反应的速度极快,则电流可以在电子导体和溶液之间“畅通无阻”,因而不会形成过电位;但实际上电极极化过程的速度有限,电子导体和溶液之间不是“畅通”的,因而在界面两侧造成异性电荷的堆积,形成过电位。随着通电时间的延续,界面两侧堆积的异性电荷将逐渐增多,过电位随之增大;过电位的形成和增大将加速电极极化过程的进行,直到该过程的速度与外电流相适应,即流至界面的电流均能全部通过界面,因而不再堆积新电荷,这时过电位便趋于某一个饱和值,不再继续增大。这便是过电位的形成过程或充电过程。过电位的饱和值(以下简称过电位)与流过界面的电流密度有关,并随其增大而增大。
当外电流断开后,堆积在界面两侧的异性电荷将通过界面本身、电子导体内部和周围溶液放电(见图6-1(c)),使界面上的电荷分布逐渐恢复为正常的双电层。与此同时,过电位亦随时间逐渐减小,直到最后消失,这就是过电位的放电过程。
除过电位外,电子导体的激电效应还可能与界面上发生的其他物理-化学过程有关。例如,当电流流过电子导体与溶液的界面时,“阴极”和“阳极”上的电解产物附着其上,将会形成具有电阻和电容性质的薄膜。此外,电解产物还可能使“阴极”和“阳极”附近的溶液分别向还原和氧化溶液变化,因而形成类似于自然极化中的那种氧化-还原电场。
6.1.1.2 离子导体的激发极化机理
大量野外和室内观测资料表明,不含电子导体的一般岩石也可能产生较明显的激电效应。一般造岩矿物为固体电解质,属离子导体。关于离子导体的激发极化机理,所提出的假说和争论均较电子导体的多,但大多认为岩石的激电效应与岩石颗粒和周围溶液界面上的双电层有关。主要的假说都是基于岩石颗粒-溶液界面上双电层的分散结构和分散区内存在可以沿界面移动的阳离子这一特点提出来的。其中一个比较有代表性的假说是双电层形变假说。现简述如下。
在外电流作用下,岩石颗粒表面双电层(图6-2(a))分散区中之阳离子发生位移,形成双电层形变(图6-2(b));当外电流断开后,堆积的离子放电,以恢复到平衡状态(图6-2(c)),从而可观测到激发极化电场。双电层形变形成激发极化的速度和放电的快慢,决定于离子沿颗粒表面移动的速度和路径长短,因而较大的岩石颗粒将有较大的时间常数(即充电和放电较慢)。这是用激电法寻找地下含水层的物性基础。
6.1.2 稳定电流场中岩石和矿石的激发极化特性
在激电法理论和实践中,为使问题简化,将岩、矿石的激发极化分为理想的两大类。第一类是“面极化”,如致密的金属矿或石墨矿均属此类。其特点是激发极化都发生在极化体与围岩溶液的界面上。第二类是“体极化”,如浸染状金属矿和矿化(包括石墨化)岩石和离子导电岩石的激发极化都属此类。其特点是极化单元(微小的金属矿物或岩石颗粒)成体分布于整个极化体中。应该指出,“面极化”和“体极化”的差别只具有相对意义,因为微观地看,所有激发极化都是面极化的,体极化实质上是分布于整个极化体中的许多微小极化单元面极化效应的总和。即使宏观地看,地下实际存在的极化体也不会是理想的面极化体或体极化体,只不过可能更接近某一种典型极化模式罢了。
图6-2 岩石颗粒表面双电层形变形成激发极化
6.1.2.1 面极化特性
图6-3给出了石墨(a)和黄铜矿(b)标本在不同密度 j0 的电流激发下,用小四极装置在水槽中测得的阳极过电位ΔΦ+(实线)和阴极过电位ΔΦ-(虚线)随充电时间 T 和放电时间t 的变化曲线。图中的过电位是用外电流密度 j0 作了归一化的值ΔΦ/j0。
图6-3表明,石墨和黄铜矿过电位充、放电曲线的总趋势是相同的:刚开始充电时,过电位随时间很快地增大;随着充电时间的延长,其增大的速度逐渐变慢,最后趋于某一饱和值。放电曲线与充电曲线成倒像相似:在断电后,最初过电位随时间很快下降;随着放电时间延长,过电位衰减的速度也逐渐变慢,直到最后慢慢衰减到零。对比图中不同电流密度j0的充、放电曲线可看到,外电场的电流密度j0越大,则电位充电达到饱和值的时间越短。野外工作通常采用小电流密度(j0<1 μA/cm2),充、放电两分钟,甚至五分钟尚不能达到饱和值或使放电至零,这表明面极化的充、放电过程均较慢。
从图6-3还看到,当激发电流密度j0较大时(对石墨j0≥40 μA/cm2,对黄铜矿j0≥5 μA/cm2),不同电流密度的归一化过电位充、放电曲线互不相重,并且阴极和阳极过电位曲线也彼此分开。这表明在大电流密度激发下,过电位与电流密度不成正比,即为非线性关系,而且阴、阳极极化互不相同。对石墨而言,当j0从小变大时,开始出现阳极过电位大于阴极过电位(简称阳极优势);而当继续增大j0,或当j0相当大而延长充电时间时,便逐渐变为均势,并进而变成阴极过电位大于阳极过电位(即阴极优势)。黄铜矿的情况则不同,当j0从小变大时,阴、阳极过电位的关系总是阴极优势,而且阴、阳极过电位之差,较石墨的大得多。
黄铜矿的≈2.5,而石墨的≈1.35。
对其他致密金属矿标本所做的观测表明,磁铁矿和磁黄铁矿的非线性特征与石墨的相似;而方铅矿、闪锌矿和黄铁矿等硫化金属矿物的非线性特征与黄铜矿的相同。这就从物性上提供了利用非线性观测区分这两类矿物的激电异常的可能性。
图6-3 致密矿石标本阳极(实线)和阴极(虚线)过电位的充、放电曲线
实验资料还表明,在电法勘探通常采用的小电流密度条件下,归一化过电位ΔΦ/j0不随电流密度大小变化,即过电位与电流成线性关系。对于一定的充、放电时间(T,t),过电位ΔΦ与垂直面极化体表面的电流密度法向分量jn有如下正比关系
勘查技术工程学
这里负号表示过电位增高的方向与电流方向相反,系数k为单位电流密度激发下形成的过电位值,是表征面极化特性的参数,称为面极化系数。从电学观点看,k可理解为激电效应在电子导体-溶液界面上形成的面阻抗,单位为Ω·m2。k与充、放电时间及电子导体和周围溶液的性质有关。不同条件下获得的各种电子导电矿物的实测数据表明,当长时间充电(T≥60 s)和短延时(t≥1 s)观测时,k的数量为n×10-1~n×10 Ω·m2。表6-1列出了在同样溶液和充、放电时间条件下,对不同金属矿物测得的k值。它表明,这些金属矿物的激发极化性质由强变弱的顺序是:石墨、黄铜矿、磁铁矿、黄铁矿、方铅矿和磁黄铁矿。
表6-1 几种矿物在0.05 mol/L Na2SO4溶液中的面极化系数k值
表6-2列出了当溶液浓度由小变大(电阻率ρ水相应变小)时,铜面极化系数的变化情况。它表明k大致与溶液电阻率ρ水成正比地减小。若引入系数
勘查技术工程学
表6-2 改变溶液浓度时铜的面极化效应与溶液电阻率ρ*的关系
则λ基本上不随溶液浓度变化,约为1 m。可以将(6.1-2)式改写成(6.1-1)式相似的形式
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可见,过电位与界面溶液一侧的电场强度法向分量(En=jnρ水)成正比,λ为其比例系数。它等于单位外电场激发下的过电位值,故也可作为表征面极化特性的参数,有时也称λ为面极化系数,单位为m。
图6-4 黄铁矿化岩石标本的充、放电曲线
6.1.2.2 体极化特性
图6-4是用小四极装置在水槽中对一块黄铁矿化岩石标本测得的电位差随时间的变化曲线。电位差随时间的变化,是由于激发极化产生的电位差ΔU2(T)(简称二次电位差)在供电后从零开始逐渐变大(充电过程)及断电后二次电位差ΔU2(t)逐渐衰减到零(放电过程)的结果。在刚供电(无激电效应)时,电流流过标本形成的电位差,称为一次电位差ΔU1,在稳定电流条件下,它不随时间而变。标本被激发极化后,在供电时间为 T 时所观测到的电位差ΔU(T)为ΔU1 和ΔU2(T)之和,称为总场电位差,即
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由于刚供电时(T=0),二次电位差为零,即ΔU2(0)=0,故由(6.1-4)式有
勘查技术工程学
因而
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图6-4(b)中的虚线b便是按(6.1-6)式换算出的ΔU2(T)充电曲线。
对比图6-4和图6-3可以看出,体极化的充、放电速度比面极化的快得多。对星散浸染状矿石或矿化、石墨化岩石标本的实验观测结果表明,在相当大范围内改变供电电流 I(测量电极处电流密度高达100μA/cm2)时,在观测误差范围内(<10%)ΔU2 与 I 成正比,且其幅值|ΔU2|与供电方向无关。因此,在地面电法通常采用的电流密度范围内,体极化效应实际上是线性的。为此引入一个称为极化率η(T,t)的新参数来表征体极化介质的激电性质,其计算公式为
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式中:ΔU2(T,t)是供电时间为T和断电后t时刻测得的二次电位差。极化率是用百分数表示的量纲一参数。由于ΔU2(T,t)和ΔU(T)均与供电电流I成正比(线性关系),故极化率是与电流无关的常数。但极化率与供电时间T和测量延迟时间t有关,因此,当提到极化率时,必须指出其对应的供电和测量时间T和t。为简单起见,如不特加说明,一般便将极化率η定义为长时间供电(T→∞)和无延时(t→0)的极限极化率。考虑到刚断电一瞬间(t→0)的二次电位差等于断电前一瞬间(T)的二次电位差,即
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故有
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对于长时间充电情况,即T→∞,则
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此外,还可定义初始极化率
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当延时t→0时
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对于长时间充电情况(T→∞)则有
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对比(6.1-9)和(6.1-12)式,可得两种极化率之间的关系式
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大量实测资料表明,地下体极化岩、矿石的极化率主要决定于其中所含电子导电矿物的体积分数ξ及其结构。一般说来,ξ越大,导电矿物颗粒越细小,矿化岩(矿)石越致密,极化率就越大。完全不含电子导电矿物的岩石,其极化率通常很小,一般不超过1%~2%,少数可达3%~4%。激电效应随岩、矿石中电子导电矿物含量增高而增强的特性,是激电法成功应用于金属矿普查找矿的物理-化学基础。
6.1.3 交变电流场中岩石和矿石的激发极化性质
6.1.3.1 交变电流场中岩、矿石的激发极化现象
前面我们讨论了在稳定电流(或直流脉冲)激发下的激电效应,其特点是表现为电场随时间的变化(充电和放电过程),故亦称它为“时间域”中的激电效应。激电效应也可在交变电流激发下,根据电场随频率的变化(称为频率特性)观测到,此时称之为“频率域”中的激电效应。实际上只要将供电电源改为交流电源,并逐次改变所供交变电流的频率f(但保持的幅值不变),便可根据测量电极间交变电位差随频率的变化,观测到频率域的激电效应。
图6-5给出了以上述方式在几块矿石标本上的实测频率特性曲线(亦称频谱曲线)。其中图6-5(a)所示总场电位差幅值|(f)|随频率 f 的变化曲线(幅频特性)与前节所述时间特性有很好的对应关系:随着 f 从高到低,相应的单向供电持续时间 T(即半周期1/2 f)从零增大,激电效应逐渐增强,结果总场电位差幅值|(f)|随之变大;而当 f→0 时,T→∞,激电效应最强,因而|(f)|趋于饱和值。对于极限情况,时间域和频率域总场电位差之间有下列关系
图6-5 几块矿石标本上测得的频率性曲线
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图6-5(b)所示总场电位差相对于供电电流的相位移φ随频率的变化曲线(相频曲线)的特点是在各个频率上φ皆为负值(电位差的相位落后于供电电流),这表明激电效应引起的阻抗具有容抗性质。当频率很低或很高时,φ趋于零;而在某个中等频率上,相位φ取得极值。这是因为频率很高时激电效应趋于零,总场就等于一次场,故无相位移;频率很低时,相当于长时间单向供电激发极化达饱和的情况,这时二次场虽然最大,但其与电流“同步”,故总场相位移也为零。
从图6-5可看出,虽然各种岩、矿石的幅频和相频曲线的基本形态都是一样的,但不同的岩、矿石具有不同的频率特征。在时间域中充、放电较快的岩、矿石,在频率域中便具有高频特征,即在比较高的频率上总场幅值才快速衰减,并取得相位极值;反之,在时间域中充、放电较慢的岩、矿石,在频率域中具有低频特征,即总场幅值的迅速衰减和相位极值出现在较低的频率上。
频率域的实验观测同样说明,在电法勘探通常所能达到的电流密度条件下,与成线性关系。由于随频率而变化,且与之间一般有相位移,所以交流电阻率是频率f(或角频率ω=2πf)的复变函数。常称~ρ为复电阻率,记为ρ(iω),即
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式中的K为装置系数。显然,复电阻率的频谱与(电流幅值保持不变情况下)的频谱具有相同的特征。
6.1.3.2 幅频特性和相频特性的关系
根据复变函数理论,若复变函数ρ(s)在复平面S的右半平面范围内是解析、有限的,并且无零值点,则称其为最小相移函数。实验资料表明,岩、矿石的复电阻率ρ(iω)都近于满足上述最小相移条件,因此ρ(iω)也是最小相移函数。其在某一频率ω0上的实分量Reρ(ω0)和虚分量Imρ(ω0)满足希尔伯特变换
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最小相移函数ρ(iω)可写成指数形式,通过某些变换,可写出最小相移函数ρ(iω)的振幅A(ω)和相位φ(ω)之间的关系
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从(6.1-17)和(6.1-18)式可看到,某频谱ω0上的虚分量Imρ(ω0)或相位φ(ω0),与实分量Reρ(ω)或幅值对数lnA(ω)对频率ω的一阶导数成正比。当然,不仅与该频率(ω0)上实分量或幅值对数的导数有关,而且是和全频段上的导数有关。不过,不同频率上的导数影响的程度不同,它取决于权函数ln。此权函数是在ω=ω0 附近的十分尖锐的曲线,说明起主要影响的仍是给定频率ω0 上的导数值。实际上,由(6.1-17)和(6.1-18)式经过某些变换,可导出如下近似关系式
勘查技术工程学
实分量和虚分量频谱以及幅频特性和相频特性之间可相互换算。这表明,没有必要同时观测各个分量的频谱,而且似乎观测任何一个分量的频谱都一样。不过,各分量频谱反映激电特征参数的能力或分辨力并不一样,而且从技术上看,其观测技术的难易程度也不相同。因此,根据地质任务和实际条件选择观测适当的分量,仍是值得研究的课题。
6.1.3.3 频率特性和时间特性的关系
我们知道,在时间域研究激电效应时,是用一定装置的岩、矿石向地下供入一阶跃电流
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的同时,观测M、N极间的总场电位差ΔU(T)。为了更好地研究时间特性,我们仿照频率域的作法,将时间域总场电位差的充电过程ΔU(T)对供电电流I和装置作归一化,计算电阻率
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因为整个充电过程中(T>0)皆有I(T)=I0,故上式中直接将I(T)写成I0。
大地的导电和激电效应通常可足够近似地看成是线性和“时不变”的。在此条件下,借助于拉氏变换和反变换可将时间域(阶跃电流激发下的时间特性ρ(T))和频率域(谐变电流激发下的频率特性ρ(iω))联系起来
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式中:复数s取为iω,ρ(s)=ρ(iω)就是复电阻率频谱,Ω表示拉氏反变换的积分域。
利用(6.1-21)式便可实现时间特性ρ(T)和频率特性的相互换算。所以,频率域激电测量和时间域激电测量本质上是一致的,数学意义上是等效的,差异主要在技术上。
6.1.3.4 描写频率域激电效应的参数
(1)复电阻率频谱
既然交变电流场中的激电效应以总场电位差或复电阻率的频率特性为标志,那么在激电效应出现的整个(超低频)频段上的复电阻率频谱应是最全面描写频率域激电效应的参数。复电阻率法或频谱激电法便是通过在相当宽的(超低频)频段上观测视复电阻率的实分量、虚分量或振幅、相位的频谱来研究地下地质情况的。这种方法的优点是能提供比较丰富的激电信息。欲获得完整的频谱,则需要在许多频率上作观测,所以生产效率很低,不适于在普查找矿中运用。
(2)频散率
仿照时间域极化率的计算式(6.1-9)或(6.1-12),可根据两个频率 fD(低频)和 fG(高频)的总场电位差的幅值|(f D)|和|(f G)|来计算“频散率”
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用以表示频率域激电效应的强弱,这种观测方式称为变频激电法。
在极限情况下,低频fD→0和高频fG→∞,根据(6.1-15)和(6.1-13)式,可得极限频散率
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考虑到(6.1-14)式,并且通常极化率只是很小的百分数,故有
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即(极限)频散率和(极限)极化率相等。对于非极限的频率制式和时间制式,频散率P(fD,fG)和极化率η(T,t)一般不相同。它们与(极限)频散率和极化率仍保持正变关系,即若某种因素或条件使前者增大或减小,则后者也相应增大或减小。所以,极限的或非极限的频散率和极化率具有相同的性质,都可用(极限)极化率作为代表。
频散率的观测只需在两个频率上作测量,它比全频谱的测量自然简单和高效得多。
(3)相位
前已述及,激电效应导致总场电位差相对供电电流发生了相位移,它就是复电阻率的相位φ。在其他条件相同时,激电效应越强,φ的绝对值越大。所以,相位φ也可作为描写激电效应强弱的参数。实际上,根据(6.1-20)式,激电效应引起的相位φ与幅频曲线的斜率或电场幅值随频率的变化近似有正比关系;而根据(6.1-23)式,频散率P(fD,fG)也与幅频特性曲线在频率fD和fG间的平均斜率成正比。所以,某个频率f的相位φ与其附近前、后两个频率的频散率P(fD,fG)近似成正比。即φ和P(fD,fG)一样,都与(极限)极化率η有正变关系,并可用后者来代表它们。
原则上讲,相位测量可以只在一个频率上进行,这就比频散率测量更简便和有利。不过,制作高精度的野外相位测量仪器比较困难,所以基于相位测量的频率域激电法变种——相位激电法发展比较晚,而且至今不如时间域激电法和变频激电法应用得普遍。
D. 谁知道金属探测器中的脉冲机和探盘机的区别,谁能说一下
谁知道金属探测器中的脉冲机和探盘机的区别,谁能说一下
食品金属探测器 速冻食品金属探测器 水产食品金属探测器适用领域:
1.乳制品、茶叶 药材 保健品,生物制品、食品、肉类、菌类、糖果、饮料、粮食、果蔬、水产品、食品添加剂、调味品、等行业金属异物探测。
2.用于化工原料、橡胶、塑胶、纺织品、皮革、化纤、玩具、纸品行业的产品检测。
2.金属探测器 食品金属探测器 速冻食品金属探测器 水产食品金属探测器特点:
1.食品金属探测器第二代数字机采用更先进的DSP和FPGA相结合的硬件方案,已达到世界领先水平。
可检测铁、不锈钢、铜、铝及铅等多种金属材质。
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3.金属探测器采用相位调节技术,能够有效抑制产品效应;
4.IP69 的防水等级,适应于潮湿及高温、低温工作环境。具有较好的防水功能。
5.检测仪采用声光报警,同时自动排除或停机,操作使用极为方便可靠。
6.可与流水生产线连接配套使用,实现流水线自动检测。
7.金属探测器轻巧的传送机架,便于清洗,节省流水线空间。
8.权限管理功能,杜绝工人误操作。
3.食品金属探测器 速冻食品金属探测器 水产食品金属探测器参数:
华仪通HY8810YJ数字智能金属探测器 食品金属探测器 速冻食品金属探测器
型号类型 标准机型 检测通道宽度(mm) 260 360 460 560
检测通道高度(mm) 60-150 80-150 80-250 80-350
检测灵敏度 铁球直径∅(mm) 0.6-1.4 SUS304不锈钢球∅(mm) 1.0 可通过产品宽度(mm) 200 300 400 500
传送带长度 1000mm 1500mm 可输送重量 5kg 30kg
输送带速度 30m/min(可选择调速) 25m/min(可选择调速)
报警方式 声光报警;显示屏提示检测到金属
E. 请问测定土壤有机碳矿化用鲜土还是风干土有什么区别
都可以哈。实验室用风干土培养测定
F. 高手介绍款探测器呗,日后有谢
探测器,是一种电子设备。具有观察和记录的功能,分为计数器和径迹探测器两种。应用范围不仅在物理领域而且生活领域中也广泛应用
G. 状态特征
前面论述了流体成分方面的共同性,本节以金的气相迁移,临界—超临界状态和流体沸腾为例探讨流体的状态特征。
1.金的气相迁移
(1)地质事实
金在气相CO2介质中迁移。气相CO2存在普遍性的地质事实
1)金矿床流体包裹体。中国及外国各类主要金矿床流体包裹体皆赋存气相CO2成分,气相CO2存在的普遍性,已成无争的事实。气相CO2在流体中的含量非常可观。首先,在流体包裹体成分类型中占有较大比例。如玲珑金矿的112片流体包裹体片中发现4种不同成分类型的流体包裹体,按其数量多少:水溶液、H2O-CO2、富CO2和CO2-CH4-H2O中包裹体(卢焕章等,1999);又如,据不完全统计,微细浸染型金矿流体包裹体有3种类型:气液相5%~30%;气相(占包裹体体积的50%~70%);液相水溶液,液相CO2、气相H2O+CO2。即每种类型流体包裹体中都有气相(CO2),而第2类型全为气相。CO2的含量与H2O比较,一般小于H2O的含量,但在富矿石中接近甚至超过H2O的含量(表3-5)。
CO2来源于地幔,地幔CO2的赋存状态和存量多少等问题被许多学者研究,并获得显著成果。
表3-5 小秦岭脉状金矿床包裹体气相成分(摩尔分数%)
(据范宏瑞等,1997)
2)地幔CO2。流体包裹体研究(Roedder,1984;夏林圻等,1996)表明,上地幔中的流体有两种赋存状态,一类是以自由流体相形式存在于地幔橄榄岩内的流体包裹体和岩浆包裹体中,另一类则溶解于地幔橄榄岩内的部分熔融体和某些矿物中(如金云母、角闪石、白云石、菱镁矿、方解石和磷灰石等)。根据夏林圻等(1996)的研究,上地幔流体主要由CO2,H2O和部分CO,N2,H2,H2S,SO2,以及碳氢化合物(如CH4,C2H6,C3H8,C4H10,C5H12,C6H14,C2H4,C3H6等),Cl,F,P,S和碱(Na,K)组成。fO2对上地幔流体组成可能构成主要制约,当fO2接近QFM(石英-铁橄榄石-磁铁矿)时,上地幔流体可能以CO2-H2O或以CO2为主;自由流体可能主要出现于70km以上。中国东部超镁铁质捕虏体中CO2包裹体的CO2密度为1.14 g/cm3(夏林圻等,1996),世界各地超镁铁质捕虏体中CO2包裹体的CO2密度变化于0.756~1.18 g/cm3(Roedder,1984)。
就现有对幔源岩石矿物中包裹体的实测结果来看,绝大多数气液包裹体的主要成分是CO和CO2,另含部分N2,H2和CH4(表3-6),以及少量其他气体如惰性气体等。只有采自日本Ichinomegata的样品中H2O与CO2共存,在一些中基性和中酸性火成岩挥发分及其包裹体中也可以测量到不等量的H2O,很可能是与岩石圈物质混合的结果,或者是地球浅层H2O,CO2和CH4等通过板块俯冲进入地球内部再循环的产物。现代火山气体观测也证实,与地幔相关的火山气体主要是CO2,N2,CH2和SO2等。这都说明,深部流体是以CO2等气体组分为主的富气流体。
表3-6 幔源包裹体气体化学组分①
大量观测数据和理论分析表明,地球内部蕴涵着大量流体,并从未间断地向外释放着。有人估算,全球陆地火山每年放出的CO2约有800Mt(即每天释放两百多万吨),原始地球中CO2的72%(质量分数)、N2的12%(质量分数)仍存留在地幔中,其中CO2的量高达5.3×108~11.9×1016t。有人曾直接测定了美国圣·海伦斯火山1980年喷发期间的气体组分与含量,发现每天喷发出的CO2达500~15000t,H2S达150~34000t,SO2达500~3400t,数量是相当惊人的。这些资料都说明,地球内部流体的量是非常巨大的,这为其在地球浅部的成矿过程中发挥作用奠定了物质基础(胡文宣等,2001)。
3)金的气相迁移。过去一百多年来,对热液矿床成因的解释(除了Hg和S以外),基本上都认为金属是在液体水溶液中被搬运的。然而现在已经认识到有些元素,特别是Au,Cu,As,在气体中比在液体中的溶解度更大,这个认识的取得主要来自流体包裹体研究。在斑岩铜矿的研究早期,人们就已经注意到气体包裹体中的黄铜矿子矿物,说明气体可以搬运很高浓度的铜(Roedder,1971)。自LA-ICP-MS应用到包裹体分析以来,人们对气体搬运金属的认识取得了突破性进展。Ulrich等(1999)和Heinrich等(1999)通过对斑岩矿床中共生的高盐度液体包裹体和气体包裹体的LA-ICP-MS研究发现,气体包裹体普遍比液体包裹体更富含Au,Cu,As等元素;富含于气体中的元素还有Li,B,Bi,Sb等(Williams et al.,2005)。这些研究表明,斑岩矿床不是矿化作用的终点,很多金属还可以在气相中进一步往浅部搬运;这对于深入认识斑岩矿床与浅成低温热液矿床的关系至关重要。
造山型金矿床普遍富含CO2流体包裹体。从表3-5中发现,包裹体成分,尤其是气体成分,在贫富矿石之间有显著差异,富金矿石中CO2含量高,CO2/H2O>0.78;而贫金矿石中的CO2含量较少,CO2/H2O<0.1。对加拿大魁北克绿岩带金矿研究中得到同样的规律,从无矿围岩至含金矿石,CO2/H2O比值由0.1增至0.9,若CO2/H2O>0.5时,可能有富矿体出现(范宏瑞等,1997)。
一些特大型金矿床独特的流体包裹体特征,可能为深入理解CO2与金的成矿的关系提供了契机。加纳的Ashanti金矿和加拿大的Campbell-Red Lake金矿都是世界级的金矿,这两个矿床的共同特点是都含大量几乎不含水的、以CO2为主的包裹体(Schmidt et al.,1997;Chi et al.,2006)。实验研究表明,在高温高压条件下,金主要与HS-及H2S络合,金的溶解度在550~725℃的条件下可达几百×10-6(Loucks et al.,1999)。金在气态H2S中溶解度在400℃时也高达96×10-6(Zezin et al.,2007)。根据这些观察,Chi等(2009)认为,金之所以与CO2密切相关,是因为H2S与CO2密切相关;CO2和H2S的挥发性都高于水,在地壳深部,富含CO2的流体也相对富含H2S,因此具有较强的“吸金”能力。由于CO2是流体的主要成分,很容易被注意,而H2S是次要或微量组分,往往被忽视,所以人们只注意CO2与金有关,而没有认清这种关系的本质。
在大型、超大型金矿中,幔源流体加入、金质以气态方式为主远距离搬运不断得到证实。地幔流体是一种超临界态、高压缩、高密度热液,当地幔热流体向上运移到一定部位(达高密度流与气相转换点时),便开始以喷气状态向上冲去,因这种喷气环境的温压条件降低并不太大,所以射气状态可维持较长时间而不产生升华作用。苏联科拉半岛、瑞典锡利扬(Silijan)、西德Oberpfalz等地超深钻井中都发现H2,CH4和N2等深部气体,表明射气状态可维持的距离从地球深部一直到达中—浅部地壳10km地段。证明金质被气体搬运到地壳浅部的证据主要有两点:一是极细小金粒度为气体搬运提供方便。金粒度小到什么程度一直是个谜,只有通过高分辨率透射电子显微镜才能发现金呈小的圆状或链状(<0.nμm)沉淀在黄铁矿晶面上或石英的微裂隙中,目前认为是以纳米金为核心产生沉淀和富集;二是在自然金内发现有大量气态包裹体,其中90%是CO2气体,其余则主要是氮气,并断定CO2气泡在金粒增长过程中附着在增水金的颗粒表面上。气体搬运金质最大特点是分散和均匀,易形成大型、超大型浸染状蚀变岩型金矿,如山东大尹格庄、三山岛-仓上和焦家-新城等金矿(邓军等,2000)。
最能证明金具有气相迁移能力的当属微细浸染型金矿,其金呈显微—次显微粒级,而且赋存在充填空间极其微小的板岩、泥质、碳质灰岩等围岩中,矿化沿倾斜延伸几百米甚至千余米(如排山楼),充分证明了金的气相迁移能力是巨大的。
金呈气相迁移中金本身也呈气相在后面金原子的性质和结构中继续讨论。
(2)实验
该实验在π型高压釜中进行,π型釜顶部连通,下部有两个分支管。实验前,在其中一个分支管内装入含金溶液,另支管内装无金的0.1mol HCl溶液。然后在一定的温度下恒温9小时,测定各分支管溶液的含金量。试验结果列入表3-7中(李培铮,1990)。
表3-7 金的气相形式迁移实验
该实验表明,加热恒温后,两个分支管中金含量大致相等。说明250℃以上,金就具有以气相迁移的能力(李培铮,1990)。最近,有人用实验证实了金还可以存在于二氧化碳的气相内(张荣华等,2001)。
据浙江省主要金矿床(金矿,金银矿和含金多金属矿三大系列)流体包裹体均一温度,一般在100~400℃,温度值呈双峰式分布,高峰值为275~375℃,低峰值为175~275℃。从而说明浙江主要金矿床的金在成矿温度达250℃时就具有气相迁移的能力。同时也证明我国和国外的金矿床普遍具有金的气相迁移能力,因为普遍达到和超过了上述的成矿温度等条件。
(3)金原子的性质和结构(R.W.博伊尔,1991)
金矿流体包裹体的形成,显然经过了复杂和漫长的地质过程,为什么包裹体和其他矿物中的金还能保持单元素金属和自然金状态存在,等等,这些是金原子的性质和结构决定的。
金的原子序数为79,在门捷列夫元素周期表中位于第六周期的ⅠB副族,其最外壳层存在18个电子决定了它与该副族元素的亲密关系。金可为一价和三价,这取决于它给出p层的一个电子和O层的两个电子,而形成稳定的2-6-8电子层结构的能力。
由于金在元素周期表中的位置,自然与同族的银、铜元素在地球化学上成伴生关系。金的亲铁性也表现得十分明显。
金原子半径为1.44
Au+半径为1.37
已知有14种金的同位素,其原子量从192到206,但只有197Au为稳定同位素。
在其主要性质方面,金与周期表中相邻副族元素比较,处于一种极端的位置,其原子量为196.967,是4-6周期ⅠB族元素最大的,同时又是第六周期的ⅠB-ⅡA族中最小的。因此Au的地球化学性质介于十分活跃的Hg,Sb,As,U和较稳定的Ag,Cu,Pb,Zn之间。
其特点是中间的非电价电子对原子核的保护作用极低。正因如此,其原子核与外层电子(位于0轨道量子数为6s)之间的吸引力较强,电离电位极高——9.223电子伏。金的电负性比其他金属高。
金的上述性质,决定了他的下述行为:
1)金的化学惰性。在自然界,包括流体包裹体和矿物中,金呈单元素金属和自然金状态存在的趋势;即使形成多种化合物,多种化合物均具有不稳定性。(因为等压电位最低)。
2)金难于氧化。金在水溶液中的电极电位极高,Au=Au++e反映的E0=1.68,Au=Au3++3e反应的电位是1.5mV。在天然条件下电子不会从金转到氧化剂上去,即难于氧化。
3)金的熔点为1063℃。它的挥发性可忽略不计,但是在还原介质中趋于增强,如在CO气体中较之在空气中增加一倍。
在温度升高时金的挥发性也随之增高,在1250℃时有0.2%的金蒸发成微滴——一种“金属雾”。加入Cu,Pb,Bi会使金的挥发性增加3~4倍,而加入Ag,Hg,Sb,Zn和Fe则能增加8~10倍(波依斯托夫等,1946)。金在298℃升华的热量为87.7kcal/mol。
金在上地幔温度(400~3000℃)下,早已熔化并蒸发,有关元素的参与和H2O,CO2的超临界状态,可能形成高能量的混合气相物质向上地壳迁移,致使金呈次显微金的粒度(<5/10万mm),而金自然元素(a0的长度)4.079
2.临界—超临界状态
(1)基本特点
物质的气液能够平衡共存的极限状态,即临界状态。临界状态下,液体及其饱和气之间的一切差别都将消失,物质呈乳浊状态,这种现象称为临界乳光现象(地球科学大辞典,2005)。
超临界流体是指处于临界温度(Tc)、临界压力(Pc)和临界密度(ρc)之上的流体。超临界现象是英国的Thomas Andrews于1869年最早发现的。1879年,化学家汉内发现某些金属卤化物在非临界状态的流体中溶解度很低,当溶剂达到临界状态时溶解度大幅增加而快速溶解。人们把这种超临界状态称为“物质的第四态”,它引起了自然科学家的关注和浓厚的研究兴趣,并被应用于不同的研究领域。超临界流体是一种可压缩的高密度流体,其分子间力很小,类似气体,但密度很大,接近流体,是气液不分、没有相界面的流体,因而也没有相际效应,其溶解、萃取能力较非超临界流体大大提高。超临界流体的黏度(η)、扩散系数分别是液体的1%和100倍(卢欣祥等,2002),具有良好的传导特性。尤其在临界点附近,温度和压力的微小变化就会引起流体密度发生很大变化。部分物质的超临界参数、部分流体的临界密度,超临界流体与气体、液体物理参数的比较见表3-8至表3-10。
表3-8 部分物质的超临界参数
(据卢欣祥等,2002)
表3-9 部分流体的临界密度
(据卢欣祥等,2002)
表3-10 超临界流体与气体、液体部分物理参数比较
(据周忠清,1996;孙樯等,2000)
地幔流体是一种超临界流体。超临界流体的密度、黏度和扩散系数液体和气体之间,同时其他物理化学特征,如等压膨胀度(ρ)、等热压缩度(a)、表观摩尔自由能(β)、表观摩尔Hemholtz自由能(ΔAm)、表观摩尔熵Gibbs自由能(ΔGm)、表观摩尔内能(ΔEm)、表观摩尔焓(ΔHm)、表观摩尔熵(ΔSm)、定体积热容(Cv)、定压热容(Cp)、动力黏度(η)、热导率(λ)、运动粘度(ν)、介电常数(ε)和电离常数(pK)等也极为特殊(以超临界水为例),这些物理化学性质决定了超临界流体具有许多独特的性质。主要表现在:①超临界流体具有独特的溶解特征。在超临界环境下,常温下难溶的化合物变得易溶,而一些常温下易溶的化合物则变得难溶;对H2O来说,超临界水的介电常数远低于常温条件,表现出类似非极性溶剂的性质,所以有机物在超临界水中的溶解度较高,而盐的溶解度较小。②超临界流体是一种理想的输运介质。a、Cp和ν的局部最大值对热液体系中热量和质量的传输具有重要影响,对指定可透性岩石,流体通量和a成正比,而和ν成反比,局部对流的热传递速率与流体通量和Cp成正比,因此热液体系中的流体通量和热传递速率在临界区内具有最大值。③超临界流体能加快发生在其内的化学反应速率。超临界流体与常态流体相比,其介电常数减小而活性体积增大;超临界流体具有“笼效应”(cage effects),即在反应类型周围溶剂分子局部密度增加;超临界流体的另一个显著特征是其性质随密度的变化而变化,流体的密度在临界区域是温度和压力的强函数,因此超临界流体具有通过控制温度和压力来约束反应环境(刘丛强等,2001)。
临界—超临界流体是地幔流体及下地壳流体的主要组成部分。
(2)地幔流体组成及变化(张铭杰等,2000)
地幔物质组成主元素,微量元素,REE,He,Ar,Pb,Sr,Nd,Hf,Os同位素组成等各具特征的不同类型地幔端员成分。
1)地幔流体中的挥发分。地幔流体为C-H-O-S体系,并含微量的稀有气体,Cl,P等,其成分以CO2,H2O,H2,CO,SO2,H2S,CH4等形式存在,以含有较高的H2为特征。在地幔岩的橄榄岩、辉石、石榴石等“无水矿物”中普遍含有OH,其流体包裹体内含有大量的H2,更深部地幔及地核含有固态氢、金属氢以及一些氢化物,使地幔成为氢的储库之一。在地幔环境下可能存在固体CO2及类似石英结构、C-O为共价键的CO2。
地幔流体中普遍含有的地幔烃,CH4,C2H6等低碳数烷烃在各种幔源岩的流体组分中普遍存在。蛇绿岩套的橄榄岩、碱性玄武岩的橄榄岩包体及金伯利岩的金刚石中的重烃(n链烷),说明非生物有机质是原始地球的组成成分之一。
地幔流体组成在横向、纵向上具明显的不均一性。在横向上受构造环境、演化历史及再循环地壳组分的控制。在纵向上,地幔流体组成具有较大差别,已知来自岩石圈地幔的金伯利岩中的地幔捕虏体和金刚石中的流体组分含较高的H2,而来自下地幔或核幔边界的超深流体和外地核的氢气圈含有更高的H2,流体中CH4和H2约占气体总量的97.8%,N(H)/N(O)值为1330,这种超深流体上升达软流层底部时,H2O多于CH4。
2)地幔流体中的稀有气体。地幔流体中保存着原始地球演化过程中残留的稀有气体,并通过火山活动、深大断裂等各种途径渗出地表,或混入温泉、热卤水及油气田中。在幔源岩的气液包裹体中含有一定数量的稀有气体,虽然He,Ar等稀有气体的封闭温度并不很高,但流体包裹体壁阻止了稀有气体的扩散,使其活动性比在寄主矿物晶格中低几个数量级;且沸腾作用、扩散作用等过程不会引起3He和4He的明显分馏。
孙丰月等(1995)认为,幔源C-H-O流体是一种高密度的超临界流体,挥发分以H2O和CO2为主,含少量的F,Ce,S,P及惰性气体等组成,其中溶解了大量的常量及微量元素。
幔源C-H-O流体的物质组成应分成两部分来分析,即挥发组分和流体中的溶质。挥发组分的组成受环境氧逸度的控制,而流体中溶质的含量与压力成正比。
Schreyer(2000)在一篇总结性的论文中指出,含水的熔体和含硅酸盐和蒸汽在地压下共存;在高压下,成分上相互融合变为一个单相的超临界流体。在超高压变质有水存在的条件下,花岗岩并不发生熔融,而是或多或少地,逐渐地随着温度的升高溶解在超临界流体中,而没有明确的“熔点温度”。
(3)临界—超临界流体对成矿和构造的重要作用
20世纪60年代以后,超临界状态流体对高沸点难挥发和一般难以溶解的物质具有惊人的溶解能力被发现,且超临界流体比一般的气水热液有更高的溶解性、渗透性和流动性。因而对成矿无疑会产生巨大的促进作用。涂光炽认为部分矿产的超常规堆积可能就与超临界流体的活动有关。地幔流体HACONS在地幔的热力环境下呈超临界状存在和迁移,当上升到地壳浅部时,产生绝热、减压沸腾和剧烈的化学反应,这也就是热液成矿作用的开始。
流体对成矿具有非常重要的主导效应,尤其流体大规模的循环和聚集,控制着世界上许多大型—超大型矿床(或密集区)的形成,流体特别是下地壳和地幔的临界—超临界流体对成矿具有更重要的作用。目前,根据对地球内部温度和压力的估算结果,地壳深部流体及地幔流体均处于超临界态。这种超临界流体在地壳深部,尤其是在地幔地质作用进程中的演化,与金属元素的成矿作用有直接关系。实验研究证实,超临界流体中Au的溶解度比估计值高出许多,Au含量可高达1180×10-6。超临界水体系中,由于H2O的介电常数很小及NaCl离解度的降低,H2O中的OH-以及
地幔深处的超临界流体,在地幔热柱的作用下上升到地壳浅部,当温度或压力降到成矿流体的临界值时,流体的溶解度会突然降低,所溶解的成矿元素会大量析出,形成矿体或矿化体。如果成矿包裹体中没有发现或者只有少量的临界包裹体,并不意味着没有产生过超临界包裹体,只是因为超临界流体在地壳浅部成矿构造中由于降温、减压变成了非超临界流体,这主要与金成矿的地球化学性质有关。
小秦岭文峪-东闯石英脉型,熊耳山地区的上宫蚀变岩型,祁雨沟爆破角砾岩型金矿是豫西地区具有代表性的3个不同类型的大型金矿床,虽然它们成矿类型不同,但成矿流体特征具有惊人的相似性,都属于H2O-CO2-NaCl(KCl)临界—超临界流体系统。流体包裹体的C,H,O,S,Pb稳定同位素测定结果都证明这一流体属深源地幔流体,并且是在高温、高压下形成的超临界流体。而上述3类矿床中临界—超临界包裹体的发现又从另一个侧面证明了金矿的成矿流体属深源地幔超临界流体。这种含Au的超临界流体由深→浅,由高温、高压→低温、低压的演化,可称为Au的深源(幔源)浅成成矿作用。金矿床的一些其他成矿特征也都由此所决定。正因为含Au的成矿流体来自地幔,金矿成矿就不需要所谓的矿源层,因而对赋矿岩石也就没有明显的选择性,也决定了金矿成矿具有明显的构造控制特征。同时由于超临界流体具有溶解性高,渗透性强的特点,所以更易进行流体-岩石的反应,并成为熊耳山蚀变岩型金矿成矿的主要原因(卢欣祥等,2002)。
地幔流体成矿作用有多种表现形式:地幔流体本身成矿;提供成矿物质;提供成矿流体;提供碱质、硅质和提供热源。因此,地幔流体具有充足的物质储量、庞大的流体库和稳定的热源供给,因此地幔流体活动可伴随大规模成矿作用,形成大型—超大型矿床或矿集区。如地幔流体活动形成的超大型矿床储量:白云鄂博REE-Fe-Nb矿床REE氧化物的储量约4800万(平均品位6%)、Nb储量100万t(平均品位0.13%)、萤石12000万t,柿竹园W-Sn-Bi-Mo多金属矿床已探明WO375万t,Sn 49万t,Bi 30万t,Mo 13万t,Be 20万t、萤石7000万t,兰坪Pb-Zn矿床已探明Pb+Zn储量达1600万t;地幔流体活动形成的矿集区:胶东金矿集中区,小秦岭金矿集中区,冀西北金银多金属矿集区,滇黔桂金矿集中区,川滇黔铅锌多金属矿集区以及三江金矿成矿带等,众多研究表明,这些矿集区均与地幔柱活动密切相关,地幔流体在其形成过程具有重要作用(刘丛强等,2001)。
3.流体沸腾
在金矿床形成过程中流体普遍产生短时间内的一次或多次沸腾现象,对较长时间的成矿过程来说有其特殊性,是流体运移剧烈变化和最终成矿的重要机制。
沸腾原因,一般认为是由于热液过程中压力骤然降低使流体产生减压沸腾。笔者认为影响沸腾的因素较多可分两个方面,一是沸腾内力,包括流体和流质成分及其含量,温压、黏度等物理参数,尤其与CO2,H2O的关系密切,而CO2,H2O的温压一般都超出了超临界温压(表3-4,表3-8),因此,流体具有超临界流体的特殊性,如黏度、扩散系数分别是液体的1%和100倍;对H2O来说,不仅具有独特的溶解特性,和加快化学反应速率,而且流体通量和热传递速率均跃升到最大值,推断其流体压力极高,并加快断裂变形速率,等等。二是沸腾外力,包括流体围岩的静压力、物理化学性质和构造应力。围岩的物理化学性质影响到岩石的力学性质(如抗剪强度等),构造应力包括构造转换,构造叠加和变形机制转化等的构造应力变化。
在流体沸腾之前,推测内力释放强度与断裂变形速率相平衡。流体以维持超临界状态。随着流体和断裂变形达到上地壳某一深度,沸腾内力大于外力时,围岩发生流体(尤其气体)压裂作用,而形成断裂构造的大量充填空间。流体的超临界状态骤然改变而引起流体沸腾、混合和相分离作用,同时流体成分和性质发生改变,导致金的沉淀。
开放沸腾体系中金属离子浓度下降幅度要比封闭沸腾体系中大得多。在开放沸腾系统中,随沸腾作用的进行,CO2的含量发生很大变化,在封闭系统中变化不大。孙晓明等(2004)发现富湾银矿和长坑金矿流体包裹体CO2含量均有很大变化,显示两者可能均经历过较明显的开放体系下的沸腾作用,不过富湾银矿H2/CH4值较低,而长坑金矿x(H2)/x(CH4)值较高,说明金矿成矿过程中流体的沸腾程度较银矿为高,因为沸腾作用的增强会导致气相中x(H2)/x(CH4)值升高。
笔者认为沸腾程度在很大程度上取决于超临界流体的多少,特别是流体中CO2的多寡。因为气相比液相扩散系数大数倍(表3-10),CO2愈充足,沸腾程度愈高,形成大矿富矿(表3-5)。
沈昆等(2000)研究山东大尹格庄金矿成矿流体特征中指出:流体温度的进一步降低和压力释放引起H2O-CO2-NaCl(-H2S)流体的再次沸腾,产生具有较低CO2含量(XCO2=0.02~0.03)的富水流体和富CO2流体,流体密度升高(0.8~1.00g/cm3);而CO2(H2S)出溶则引起中晚期碳酸盐脉的形成和热液中金属配合物平衡的破坏,从而产生金多金属硫化物沉淀。反光显微镜下可见金-多金属硫化物常分布于穿插绢英岩的网状碳酸盐细脉中,说明多金属硫化物的沉淀与流体的沸腾和碳酸盐化密切相关。
大尹格庄等许多金矿流体的温压降低,流体沸腾和成矿,并非一次完成,而是多次。其频率可能与成矿期次相当,成因与控矿断裂构造的脉冲式活动和流体波动有关(待后研究)。不过,目前可以认定流体沸腾是超临界流体迅速充填和断裂迅速变形共同作用的结果。
H. 贵仕s30是不是多频机抗干扰,抗矿化能力怎么样有没有用过的兄弟给介绍一下。
硬盘按接口来分:PATA这是早先的硬盘接口,2009年新生产的台式机里基本上看不到了;SATA这是主流的接口也就是平常说的串行接口,市面上的硬盘普遍采用这种接口;SATAII这是SATA接口的升级版,市面上这种硬盘有是也有,就是不多,主要就是缓存和传输速度的提高;SCSI这是一种在服务器中采用的硬盘接口,它的特点是转动速度快可以达到10000转,这样读写速度就可以加快而且还支持热插拔。
I. 交变电流场中岩石和矿石的激发极化性质
3.1.3.1 交变电流场中岩、 矿石的激发极化现象
前面我们讨论了在稳定电流(直流脉冲)激发下的激电效应,其特点是表现为电场随时间的变化(充电和放电过程),故亦称它为“时间域”中的激电效应。激电效应也可在交变电流激发下,根据电场随频率的变化(频率特性)观测到,此时称之为“频率域”中的激电效应。由于面极化和体极化异常特征有相似性,下面我们主要讨论体极化情况。
在图3.1.6 所示装置中,将供电电源改为交流电源,并逐次改变所供交变电流
图3.1.7给出了以上述方式在一块黄铁矿石标本上的实测频率特性曲线(幅频曲线),与前节所述时间特性有很好的对应关系:随着f从高到低,相应的单向供电持续时间T(即半周期T=1/2f)从零增大,激电效应逐渐增强,结果总场电位差幅值
电法勘探
图3.1.7 一块黄铁矿人工标本的激电频率特性曲线
黄铁矿标本:颗粒大小0.84~2mm;含0.01 mol/L NaCl的溶液5%
图3.1.7同时也给出了总场电位差
一般地,各种岩、矿石的幅频和相频曲线的基本形态都基本一致,但不同的岩、矿石具有不同的频率特征。在时间域中充、放电较快的岩、矿石,在频率域中便具有高频特征——在比较高的频率上总场幅值才快速衰减,并取得相位极值;反之在时间域中充、放电较慢的岩、矿石,在频率域中则具有低频特征——总场幅值的迅速衰减和相位极值出现在较低的频率上。
频率域的实验观测同样说明,在电法勘探野外工作中通常所能达到的电流密度条件下,
电法勘探
式中:K为装置系数。
在存在激电效应时,
将复电阻率ρ(iω)分解为虚、实两部,则得振幅和相位
电法勘探
电法勘探
由式(3.1.11)可知,振幅与实分量接近(虚分量一般很小)。由式(3.1.12)可知,由于虚分量很小,φ(ω)也很小,相位与虚分量成正比关系。
3.1.3.2 时间域测量与频率域测量的等价性
岩、矿石的激电场在交变电流场中的频率特性与其在稳定电流场中的时间特性有密切的关系,可以互相换算。根据谐波分析的观点,一个阶跃直流电流可以视为无穷多个不同频率的成分的谐波电流成分合成的结果。这些不同频率成分的谐波电流激发的激电场叠加起来构成了稳定电流场中的总场。我们依照频率域的做法,将时间域总场电位差的充电过程ΔU(T)对供电电流I和装置作归一化,亦可计算电阻率,表示为
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在电法勘探实践中,大地的导电和激电效应通常可足够近似地看成是线性和“时不变”的。在此条件下,借助于拉氏变换和反变换可将时间域(阶跃电流激发下)时间特性的ρ(T)和频率域(谐变电流激发下)频率特性的ρ(iω)联系起来
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式中:复数s取为iω,ρ(s)=ρ(iω)就是圆频率为ω的复电阻率频谱。
利用式(3.1.14)便可实现时间特性ρ(T)和频率特性ρ(iω)的相互换算。所以,频率域激电测量和时间域激电测量在本质上是一致的,在数学意义上是等效的,差异主要在技术上。
3.1.3.3 描述频率域岩、 矿石激发极化效应的参数
(1)频散率
仿照时间域极化率的计算式(3.1.7),可根据两个频率fD(低频)和fG(高频)的总场电位差的幅值
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用以表示频率域激电效应的强弱。
在极限情况,低频fD→0和高频fG→∞,可得极限频散率
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通常极化率只是很小的百分数,故有
P≈η (3.1.17)
即(极限)频散率和(极限)极化率相等。对于非极限的频率制式和时间制式,频散率P(fD,fG)和极化率η(T,t)一般不相同,但它们与(极限)频散率和极化率仍保持正比关系,即若某种因素或条件使前者增大或减小,则后者也相应增大或减小。
频散率的观测只需在两个频率上作测量,它比全频谱的测量自然高效得多。在激电法发展初期,维特(J.R.Wait)等便建立了基于在超低频段两个适当的频率上观测总场电位差的幅值而获取视频散率Ps(fD,fG)的“变频激电法”。这一激电法频率域变种与时间域激电法一样,一直使用至今。
我国地球物理学家何继善院士,早在20世纪70年代初就着手双频道方案,并于1976年提出了双频激电法,其核心思想是把两个不同频率的方波电流叠加起来,形成双频组合电流,同时供入地下,接收来自地下的含两个主频的激电总场的电位信息,同时得到低频电位差
(2)相位
前已述及,激电效应导致总场电位差相对供电电流发生相位移,它也就是复电阻率的相位φ。在其他条件相同时,激电效应越强,φ的绝对值越大。所以,相位φ也可作为描写激电效应强弱的参数。
由上述可知,无论是时间域还是频率域,测振幅还是测相位,都可以反映激发极化的强弱特性,理论上它们可以互换,技术上就不一样了。振幅信号强,易于观测,而相位则由于具有微分性,对频率的变化敏感,且相位测量可以只在一个频率上进行,这就比频散率测量更简便和有利。不过,制作高精度的相位测量仪器比较困难,所以基于相位测量的频率域激电法变种——相位激电法发展比较晚,而且至今不如η和P参数应用得普遍。
与视极化率一样,当我们在地面上采用某种装置测量时,获得的应是视频散率Ps或视相位φs。
(3)复电阻率频谱
自激发极化法广泛应用于生产实际以来,在较长一段时间内,人们在寻找矿产资源时常用那些表征激电响应强弱的参数,主要是极化率(时间域)和频散率(频率域)。这些参数都只与某一充、放电时间激电响应的大小或某两个频率激电响应的差异有关,难以表达完整的激电响应特征。因此,当我们对这些只含有异常强度等方面信息的激电资料进行定性分析时就遇到了问题。因为许多非矿地质体、矿化或石墨化岩石、无工业价值的矿化等,都会产生与矿体十分相似的激电异常。维特(Wait,1959)较早就指出根据频谱特性和时间频谱特性区分一定矿化类型的可能性。宗吉(Zonge,1972)等提出了复电阻率法或频谱激电法(Spectral Inced Polarization Method,SIP),即通过在相当宽的(超低频)频段上观测视复电阻率的实分量和虚分量或振幅和相位的频谱,以研究地下地质情况。这种方法的优点是能提供比较丰富的激电信息,识别矿与非矿异常,并能反映矿体的一些结构特征。
A.复电阻率柯尔-柯尔模型
根据式(3.1.10),复电阻率ρ(iω)表示为ρ(iω)=
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如果把观测装置看作一个系统,则阻抗Z(iω)就是系统的响应
不同矿物的成分、含量、结构构造以及产出条件各种各样,它们的激发极化效应,在细节上千差万别,各不相同。为此人们把它们简化成一定数学模型,把有关参数归纳为模型的几个电学参数,从而来构制传递函数。我们知道,当通过岩、矿石供电电流不大时,岩、矿石的激发极化效应是线性的且在时间规范范围内可以用不变的参数来描述,是一个线性时不变系统。描述这种线性时不变系统的一种流行的方法是利用等效电路模型。然而,这种描述不是唯一的,即选用不同元件的串联、并联组合,可以得到同样的传递函数。
在频率域激电的历史上曾提出过多种描述传递函数模型,通过比较,目前较多采用、与实际情况也较符合的是柯尔-柯尔模型。如图3.1.8所示,图3.1.8a中是岩、矿石一个基本结构单元模型(在讨论激发极化机理时就已提到),图3.1.8b是它的柯尔-柯尔模型等效电路。
图3.1.8 岩、矿石一个基本结构单元模型(a)及其柯尔-柯尔模型等效电路(b)
柯尔-柯尔模型原本是法国 Cole 兄弟(1941)模拟电解质介电性质时提出来的。W.H.Pelton等人于20世纪70年代把这一模型“借”用到勘查地球物理中来,因为它与激发极化现象比较符合。在Pelton等人的柯尔-柯尔模型等效电路中,R0代表纯离子通道的电阻,R1代表离子溶液和电子导体共同通道的电阻,(iωx)-c代表电子导体和离子溶液界面上发生激发极化效应引起的附加阻抗。经过适当的推导,此等效电路的复阻抗为
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此式即为柯尔-柯尔阻抗表达式。
式中:Z(0)是频率为零时的柯尔-柯尔阻抗;m是充电率,相当于时间域的极限极化率;c是频率相关系数,取值范围0<c<1,一般0.1<c<0.6,典型值c=1/4,无量纲;
式(3.1.19)中各参数的关系为
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或
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根据式(3.1.19),不难写出复电阻率的柯尔-柯尔表达
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式中:ρ0是频率为零时的电阻率,即零频电阻率;其余参数与式(3.1.19)相同。
大量岩、矿石露头、标本,以及人造岩、矿石标本的测定都表明,岩、矿石的复电阻率频谱一般都满足柯尔-柯尔模型,用柯尔-柯尔模型表达式表示岩、矿石的复电阻率已为广大地球物理工作者所接受。
B.电场衰减柯尔-柯尔表达式
同样,利用时间特性和频率特性的相互关系,可由频率域的柯尔-柯尔模型导出时间域柯尔-柯尔模型表示式——阶跃长脉冲激发下的放电过程表示式
对于0<t/
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对于t/
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类似地,对面极化,亦可构建相应的等效电路,从而导出复面极化系数k(ω)的柯尔柯尔表达式以及时间域中面极化系数k(T)的表达式,在此不再详述了。
复电阻率的柯尔-柯尔表达式(式(3.1.22))中复电阻率ρ(iω)不仅与地下介质激电强弱有关,而且还建立了ρ(iω)与表征地下介质结构特征的c、
柯尔-柯尔模型中包括四个参数,其中ρ0和m是表征导电性和激电效应强弱的参数(强度参数);c和
频谱激电法需要在一个测点上作许多频率的测量,生产效率低,只有在解决一些特殊地质问题时才使用。本章仍着重于极化率和频散率两个参数。
J. 饮水机 矿化的作用是什么麦饭石和木鱼石的作用是什么
矿化水是以纯净水作为基水,添加了多种微元素和矿物质经矿化器过滤自动溶出多种微量元素和矿物质所得的富含人体必须的常量元素及微量元素饮用水。长期饮用矿化水可以补充正常饮食中缺少的微量元素和矿物质营养素,以达到改善人体营养状况。矿化水中含有锌、锶、锂、碘、钙、镁、偏硅酸等多种微量元素和矿物质,完全离子化,饮用后可被迅速吸收利用,又含有丰富的溶存氧。其清凉爽口,营养又卫生,弥补了纯净水的缺点,对促进少儿健康发育、增强儿童智力、提高人体免疫力、预防心血管疾病、胆肾结石、骨质疏松、肠胃疾病等均有重要作用,是人类理想的保健型饮用水。
麦饭石用水浸泡后,可以容出钾、钠、钙、镁、硅、猛、钛、磷等人体所必需的近20种元素和矿物质,可达到矿泉水的标准。长期饮用可增强肌体的免疫功能,提高身体抗感染能力。同时沂蒙麦饭石对镉、铅等对人体有害的元素以及细菌团具有较强的吸附率,对大肠杆菌的吸附率在95以上。
木鱼石的矿物成份为褐铁矿,Fe2O3的含量从20%到78%不等,其它杂质常为磷酸盐,还有少量的偏硅酸盐,以及锶、钼、锂、锌、硒等微量元素。木鱼石的石质非常细腻,据其巧夺天工的产出形状和内部形态,经切割、雕磨,可制成具有原始稚拙、野性,古朴大方的工艺品。尤其是那些惟妙惟肖、天然造型的木鱼石原石,具有极高的观赏价值。