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1.地球化学找矿模型的研究与应用
地球化学找矿模型的研究与应用
俄罗斯地球化学家 В. М. Питулько ( 1990) 认为，“为了提高地球化学工作的效果，必须 ( 将地球化学资料的应用) 从数学处理和各个异常的解释向概念模型的建立和验证的方向转化，以保证地球化学场整体分析与形成成矿系统的基础性成矿作用问题、地球化学问题结合起来”。事隔 20 年后，А. А. Кременецкий ( 2009) 认为，“对地球化学资料作这种低水平解释的原因，首先是现有找矿模型的粗浅简陋和墨守成规，它们通常只适用于十分简单的地质、地球物理和景观 － 地球化学环境”。因此，加快地球化学找矿模型研究是一项十分紧迫的任务。总体来说，建立地球化学找矿模型是对作为多级的、关联的地球化学场系统及其影响因素的规律性进行描述。具体来说，就是对不同级次成矿客体 ( 矿体、矿床、矿田、矿结、成矿区或成矿带)的地球化学场作研究和阐述其规律性，以达到指导找矿和地质研究的目的。
( 一) 不同级次地球化学找矿模型及其研究的基本思路
1. 不同级次地球化学找矿模型建立的理论基础
20 世纪 90 年代初，俄罗斯学者 В. М. Питулько ( 1990) 明确指出，地球化学普查真正科学的基础，是关于成矿系统存在着自然分级的系统论概念，而这些成矿系统是因在地壳成分分异演化过程中具有相同的矿质活化、运移和沉淀机理的共同性而联为一体的。地球化学场在空间上和统计上表现为有序的和规律性的多级结构。具体地说，同一成因类型不同规模的矿床之间在地质几何特征和地球化学特征上具相似性 ( 图 4 －14) 。
图 4 －14 不同级次成矿客体的几何特征及其关系( 引自 А. П. Соловов，1985; 转引自 А. А. Кременецкий，2009)成矿客体 ( a∶ b∶ c) 体积的比例为 1∶10∶ 100 时，其相似性轮廓的线性 ( s) 和面性尺度 ( V) :( a) s = 1，V = 1; ( b) s = 4. 64，V = 10; ( c) s = 21. 5，V = 100
根据这一原则，可以用地质 － 地球化学模型来预测矿产资源潜力，对地质勘探过程的不同阶段定量对资源量作出预测。由于不同级次客体的成矿系统都有与之相对应的异常地球化学场的立体概念。在这种条件下，从地球化学场的结构中观察出的规律，应该与未知客体的地质 － 构造位置特点、成矿物质的带状 ( 非带状) 分布、区域和近矿交代岩的表现与成分特点有关。在这些模型中，某级客体的异常场应被看作是一个具特征内部结构的、完整的、但在空间上有分异的系统，反过来，这个系统又是某个更大客体的异常地球化学场的组成部分，同时，其自身也包含着较小级次客体的异常地球化学场。不同级次的矿致地球化学异常在特征上、空间 － 成因上具有相似性。这种关系也体现在其内部结构和成分上，并取决于不同成矿阶段上统一的矿质分配机制 ( 图 4 －15) 。
近年来，俄罗斯稀有元素矿物学、地球化学和结晶化学研究所 ( ИМГРЭ) 以不同级次地质 － 地球化学找矿模型为基础，研制了一套筛选不同级次成矿客体的异常地球化学场 ( АГХП) 的工艺和准则，并取得了良好的找矿效果。
2. 不同级次地球化学找矿模型的特点
基于上述分析，地球化学研究必须遵循从区域到局部解释的原则，重视从区域地球化学背景揭示控矿地质因素，重视从区域着眼，研究不同级次地球化学找矿模型。
据吴传璧 ( 1991) 报道，20 世纪 80 年代前苏联针对其境内 5 种类型的 17 个金矿床，总结了矿田、矿床和矿体 3 个不同级次的地球化学模型的特征 ( 表 3 － 7) 。А. А. Кременецкий ( 2009) 从更大范围内对不级次地球化学异常特征、规模和标志作了详尽的论述 ( 表 3 －3) ，这里对几个重要的不同级次成矿客体地球化学特征作进一步介绍。
1) 成矿区 ( 地球化学大区) 地球化学场: 规模可达几百到几千平方千米。它们的分布范围包容了有利成矿的地质构造或其大型块段。其特点是具区块状结构和相对不高的衬度。需要对这类地球化学场进行划分，就需要有专门的方法来研究其成分，并增强弱的地球化学信号。
图 4 －15 不同级次地质 － 地球化学找矿模型系统在查明和评价地球化学场的预测资源量时的顺序( 引自 А. А. Кременецкий，2009)
2) 矿床 ( 矿田) 地球化学场: 规模从 1km2到 10 ～ 70km2，占据着大型成矿系统的某些块段和边缘部分。它们的结构取决于不同规模、不同化学成分、衬度高低不一的异常块段的组合，反映着成矿系统的构造 － 地球化学构架特点，在这个级次的地球化学场中，真正的成矿块段与大量分散的矿化带和较弱改造地球化学场交互出现。
3) 矿体 ( 矿带) 地球化学场: 它们是地球化学场中相对局部的区段 ( 1 × 104m2到 ( 10 ～50) ×104m2) ，其特点是极不均一，结构分异复杂，浓集区的衬度高、连续性好，通常具明显的同心状结构。
俄罗斯稀有元素矿物学、地球化学和结晶化学研究所已对黄铁矿型、斑岩铜矿型和金 － 银矿型的各级成矿客体作过充分研究，堪作筛选异常地球化学场的范例。例如，根据表 3 －3 所示的地球化学准则，就可以方便且十分合理地划定斑岩铜矿系统所有级次地球化学场。
3. 不同级次地球化学模型的研究任务
针对建立不同级次地质地球化学找矿模型，А. А. Кременецкий ( 2009) 从矿体、原生晕、次生晕到分散流等几个层次，在不同取样介质 ( 基岩、土壤、水系沉积物等) 和不同景观条件下进行不同比例尺的地球化学普查时，论述了建立地球化学找矿模型的主要任务和找矿模型的主要要素，为不同级次地球化学找矿模型的建立提供了一种可靠的思路。
1) 在根据原生晕对矿体进行地球化学普查时，找矿模型的要素和参数是主要指示标志，需要深入研究如下问题: 与内生矿化有关的近矿蚀变及蚀变分带; 经分异的含矿沉积、岩浆和变质岩岩系的地球化学分带; 查明和解释岩石化学 ( 包括岩石、土壤、水系沉积物) 异常的矿物学 － 岩石学 － 地球化学综合方法。
2) 研究从矿体 + 原生晕到次生晕系统中的矿床地质 － 地球化学找矿模型，要深入研究的问题有: 划分矿田和矿体的异常地球化学场的方法 ( 针对不同矿种的下限值，及其随不同景观和不同方法而发生的变化) ; 划分成矿区和矿结的异常地球化学场的方法 ( 包括确定地球化学场异常值的方法和评价矿致异常的准则) ; 放射 － 同心型和其他型式地球化学分带的来源，研究识别被覆盖成矿客体的分带性的准则; 研究评价残留晕和上置晕中化学元素含量的可靠方法 ( 在取样和试样制备时) ; 矿体 － 侵蚀面 － 次生晕系统中发生成矿物质改造模型，以及确定这些改变的定量关系的方法。
3) 研究从矿体 + 原生晕 + 次生晕到分散流的系统中的矿床地质 － 地球化学找矿模型，需要深入研究的问题有: 筛选和评价分散流地球化学异常的准则; 分散流取样的最佳网度; 能可靠评价并提高分散流地球化学信号水平的方法 ( 在取样和样品加工中) ; 在基岩 + 次生晕到分散流的系统中发生地球化学信号变换和转换的机制。
要揭示不同级次地球化学场的本质，只研究元素组合和含量水平显然是不充分的，元素的赋存形式、相关性、含量的变异特征都是地球化学场的本质特征，而且在不同级次地球化学场中它们的表现特点也是不同的，这一点在建立不同级次地球化学场模型时应给予足够的重视。
( 二) 区域地球化学找矿模型与矿产资源潜力预测
区域地球化学测量资料是预测区域矿产资源量的可靠依据之一。20 世纪 70 年代，著名地球化学家 А. П. Соловов 提出了利用土壤和水系沉积物地球化学资料估计区内金属资源量的数学方法，后来经发展和完善，推出了 “金属矿产普查和评价的地球化学模型”的术语。其基本原理是，依实测资料得出水系沉积物 ( 分散流) 的面金属量 ( P') 、测区内分散流与次生晕 ( 土壤测量结果) 的对应系数 ( K1) 和次生晕与原生晕 ( 岩石测量的结果) 的对应系数 ( K2) ，用下式即可估计出测区一定深度 ( h，依拟预测矿床类型取定) 内金属的潜在资源量 ( 储量) Q:
Q = P' / ( K1K2·40) ·h
求得 Q 值后，可进一步根据推算论证出可望在区内找到的大、中、小型矿床数目 ( N) 的比例; 即N大∶ N中∶ N小= 1∶ 7∶ 49，参考现已发现的矿床规模和数目，预 计 出 在 区 内 还 能 发 现 的 数 目。 此 后，А. П. Соловов 又提出了不同形态 ( 脉状、板状、透镜状、网脉状、等轴状等) 矿床的规模 ( 体积) 与矿体延深间的关系图解 ( 图 4 －16) ，以及利用原生晕分带系数估计侵蚀深度的办法，并把这些内容都纳入模型，在电子计算机上对地球化学异常进行定量解释。据称，这种解释的正确性已为计算出的预测资源与核算出的工业储量有令人满意的符合度所证实。
尽管 А. П. Соловов 提出的这种方法在前苏联已被广泛采用，且纳入了 1982 年颁布的 《苏联固体矿产化探规范》，后经补充修订，近年又冠以 “模型”的名称，但只能将其视为为特定用途设计的地球化学资料数学处理模型，而不是模拟整个地球化学场进而揭示成矿地质作用和控矿因素的模型。从公式可知，它所依据的是高于背景值的数据 ( 面金属量) ，不对也不可能对背景场中有意义的模型进行描述; 它所处理的是单一元素的数据，忽略了多种元素的分布模型及其相互关系，从而不会完整地体现成矿作用在地球化学场中的反映。然而，这类计算模型在区域成矿预测中的作用也是不可忽视的。
图 4 －16 不同规模的矿体与近似形态的关系图解( 引自 А. П. Соловов，1987)
对元素在矿体、原生晕、次生晕和分散流中的性状作全面的分析，通常可揭示出这些客体的形成规律，研制矿床地质地球化学模型，确定解释地球化学资料的顺序和方法，以及查明不同比例尺普查中评价和筛选异常的准则，并确定资源量。这里以极地乌拉尔和近极地乌拉尔的工作 ( В. Ю.Скрябин 等，2009) 为例，进一步说明这一研究思路。
针对极地乌拉尔和近极地乌拉尔的景观环境和在阿尔卑斯型超基性岩中寻找铬矿的课题，现已查明，铬矿石的 Cr 和 Ni 具负相关关系 ( 相关系数 r = － 0. 56; 置信度 p = 0. 99) ，而在它们的原生晕中，这两个元素出现极弱的正相关性 ( r =0. 33，p =0. 95) ，并形成 Cr － Ni － Ti － Cu 组合。在两个矿段所在的矿田范围内，在矿带之上的疏松沉积物和分散流中，都观测到元素间高度正相关 ( r =0. 3 ～0. 6，p = 0. 95 ～ 0. 99) 的、稳定的 Cr － Ni － Co － Mn － Zn 组合。在从原生晕向次生晕过渡时，或许由于松散层质点的表生活动性，当初相离的 Ni 和 Cr 汇聚到了同一个组合中。
基于上述地球化学模型，利用不同阶段化探分散流和次生晕的调查结果，计算了铬矿资源量，与根据被揭露矿体的取样资料计算的资源量进行了比较分析。对该区资源远景作出了预测 ( 表 4 －1) 。
计算结果 ( 表 4 －1) 证明，在执行 “1∶ 20 万地球化学工作计划” ( OГXP －200) 时，根据异常地球化学结果预测出的资源量，很难与真实的矿床资源量相对比。它们既可能因参与计算的面积超过了直接流经矿床的汇水区的面积而导致了资源量偏高 ( 西部地段) ，也可能因远处带来的物质使河床淤积物贫化而压低了资源量。
根据 1∶ 5 万工作的次生晕计算出的铬矿预测资源量，同样出现了偏高的现象 ( 表 4 －1) ，不过，偏高的程度明显减小。在这种情况下，引起偏高的原因可能是，在计算范围内不仅纳入了矿致异常，也纳入了岩石异常，以及不具工业意义的贫铬铁矿矿化的异常。针对所研究矿段的真实资源量计算出的降低系数变化于 1. 6 ～2. 6 之间。当工作程度提高到 1∶ 1 万比例尺时，根据地球化学资料计算出的资源量，完全可以与对所揭露矿体取样而得出的资源量对比 ( 表 4 －1) 。
表 4 －1 铬矿资源评价
资料来源: В. Ю. Скрябин 等，2009
注: 分析为近似定量光谱分析; S—异常面积; Cф、Cmax、Ccp—铬的背景含量、最高含量和平均含量; P = ( Ccp－ Cф) × S，为异常的面金属量; h—评价深度; α—表内矿系数 ( 份额) ; K—次生晕减原生晕的剩余金属量系数; K'—分散流减次生晕的剩余金属量系数; 在 OГXP －200 中得出的预测资源量计算: Qcr= P × h × 1 /29 × α × 1 / K × 1 / K'; 在 ДЗР － 50 和 ДЗР － 10 中得出的预测资源量计算: Qcr= P × h × 1 /29 × α × 1 / K。OГXP － 200—1∶ 20 万地球化学工作; ДЗР － 50—1∶ 5 万地球化学工作; ДЗР － 10—1∶ 1 万地球化学工作。P1、P2为预测资源量。
区域地球化学资料是划分区域成矿远景的主要依据之一。成矿区 ( 省) 与地球化学省关系可以概括为 3 种情形: ①地球化学省与成矿区重叠和耦合，此时大多数已知矿床都落在地球化学省内;②在地球化学省内没有出现成矿省，虽然成矿元素出现了大面积的高含量，但以分散矿化为特征，未能形成矿床，或者只产出个别矿床; ③在没有出现地球化学省的地方，形成了成矿区，出现一些规模较小的矿床。成矿区和地球化学省的关系是十分复杂的，不是简单的一一对应关系，加上受地质工作、勘查程度等限制，使它们之间关系更加复杂。因此，在区域地球化学找矿研究中，要十分重视地球化学省的研究。施俊法等 ( 2004b) 对地球化学省研究的有关问题作了总结，现将主要观点概括如下:
1) 地球化学省概念有不同的理解，但大致相同。赵伦山等 ( 1988) 总结了俄罗斯学者的观点，认为地球化学省 “具有共同地质和地球化学演化特征的构造单元，它们表现为具有共同的地质体组合，并且通过内生和外生作用所形成的矿床和所浓集的元素组合也具有共同性”; 或者将地球化学省定义为 “一片大规模的地壳单元具有共同的地质和地球化学演化特征，表现为地质体具有共同的化学组成，以及共同的内外生金属元素和非金属元素的富集”。地球化学省是客观存在的，它是在区域岩石圈演化过程中发生的、具有共同成因的、一定规模的地质单元的地球化学表现。
2) 地球化学省与成矿省的关系是十分复杂的，不是简单的一一对应关系。国外大量资料表明，地壳丰度高于 10－ 6的元素 ( 如 Cu、Pb、Zn 和 Ba) 的热液矿床的形成无需预富集，即不需要形成地球化学省。对于地壳丰度低于 10－ 9的 “稀有”元素，如 Sn、Ag 和 Hg，在萃取形成矿床之前需要预富集，即形成地球化学省。
3) 地球化学省及其边界与地质构造单元密切相关。从本质上来说，地球化学省不应依靠某个异常下限圈出的异常范围来确定，而应结合构造 － 地质边界来确定; 从地球化学上来看，它首先应从若干组元素具有同样性质的组合 － 分布关系上分析，而不宜用一种元素的分布来定义。地球化学省的边界可依其共生元素组合 － 分布区的界线来划分。如果没有组合 － 分布的概念，便可能忽视地质作用过程，无法使化探资料与地质演变结合起来。朱炳泉 ( 2001) 认为，化探异常一般不能用于地球化学省的圈定，实际上他已考虑到地球化学省 ( 块体) 的厚度及其三维空间的变化。对地球化学省 ( 场)的理解和解释，应主动地揭示地质作用的本质，修正和深化地质认识。
4) 地球化学省是客观存在的，不应该受圈定的方法所影响。对于一个地区来说，勘查程度不应该影响成矿省和地球化学省的客观存在，但是区域矿产勘查程度在很大程度上影响着对一个地区成矿省的认识，因此只有找到一系列矿床后，才能确定成矿省的存在。当前，在国内外通常以区域性的水系沉积物地球化学测量结果来圈定地球化学省 ( 或块体) 。在一个地区，如果矿床埋藏较深，地表地球化学异常可能不明显，甚至连地球化学省都表现不明显，但决不能因此否定地球化学省的存在。例如，在一些厚覆盖区，用传统的化探方法未能圈出地球化学块体，用深穿透的地球化学方法却圈出大面积的地球化学块体，我们不能因为利用传统的地球化学方法未能圈定地球化学块体就否认该区地球化学省的存在。同样，如果成矿物质来源于深部富含成矿元素的上地幔，而不是来自周围的岩石，这也很难用传统的区域化探方法圈定出地球化学省。
( 三) 地球化学找矿模型与局部普查勘探
局部地球化学找矿模型基本上是以原生地球化学分带序列模型 ( 或简称 “原生晕”模型) 为主体，不断扩展与发展。与区域性地球化学模型相比，局部普查勘探的地球化学找矿模型研究程度较高，应用较广，成效较好。
20 世纪 60 年代在辽宁青城子铅锌矿床原生晕找盲矿现场会上，谢学锦等 ( 1961) 就提出青城子铅锌矿床原生晕的三度空间几何模型和化学模型。邵跃等 ( 1961) 自20 世纪60 年代起一直致力于原生晕分带模型的研究，并于 1975 年总结出以温度为基础的热液矿床垂直分带序列模型。随着在一系列矿床研究中得到发展、完善和应用，李惠等 ( 1998) 系统总结了大型、超大型多金属矿床盲矿床预测的原生晕叠加模型，提出了 5 个找矿准则 ( 专栏 4 － 1) ，在众多危机矿山深部找矿中取得了实效。
几乎在同时，俄罗斯著名地球化学家 C. B. Григорян ( 1992) 等系统研究了大量热液矿床原生晕地球化学分带模型，提出热液矿床元素横向和轴向分带序列，这是地球化学找矿模型研究方面的重大成就。之所以如此，有如下几方面的原因: 第一，发展和创立了组合晕的研究方法，即累乘晕和累加晕的编制方法，它不仅压抑了噪音干扰，突出了主体规律，还把不同元素综合在一起研究，适应了建模的方法要求; 第二，查明了矿床原生晕的轴向、纵向和横向 3 种分带性，并说明了它们的不同成因机制和不同应用特征，用统计方法排出了 3 种分带的一般性分带序列; 第三，提出了一套规范性的排定具体矿床元素分带序列、计算分带系数、编制相应图表的方法，并编制成计算机程序，使不同地区获取的资料和处理结果可以对比分析; 第四，建立了一套判定侵蚀截面深度、剔除分散矿化带、区分多建造晕的判定准则，并经大量实践证明其切实可行，使矿体和矿床的原生晕模型成为可广泛利用、行之有效的找矿依据，特别是寻找隐伏矿的主要依据。
应当特别指出的是，矿床原生晕模型并非简单的元素分带模型，它包含着深刻的矿床成因、矿石建造、矿物 － 地球化学的内涵。这类模型揭示的规律和建立的相应方法论，不仅适用于原生异常的解释和某种类型单矿床 ( 体) 的研究，而且适用于多种次生地球化学异常的解释和各种与热液有关的矿床类型及更大范围成矿客体的研究。从近 20 年来的文献看，矿床局部普查模型的建立和改进，绝大多数是以原生晕模型为依据的，至少它是建立模型 ( 包括地质模型) 的重要依据之一。
专栏 4 －1 大型、超大型金矿床叠加晕模型应用找矿的 5 条准则
根据大型、超大型金矿不同情况叠加晕分解合成的特点，总结出了应用叠加晕找盲矿和判别金矿剥蚀程度的 5条准则:
( 1) 当 Au 异常强度较低时，如果有 Hg、As、Sb、B、I、F、Ba 等特征前缘晕指示元素的强异常出现，或包裹体中 CH4、CO2、F－、Cl－等特征前缘气晕、离子晕强异常出现，指示深部有盲矿存在。
( 2) 当 Au 含量很低 ( 小于零点几克每吨) 时，若有 Mo、Bi、Mn、Co、Ni、Sn 等特征尾晕元素的强异常，或包裹体中 Ca2 +、Mg2 +等尾晕特征离子晕强异常出现，则指示深部无矿。
( 3) 反分带准则: 当计算金矿床原生晕的垂直分带序列时出现 “反分带”或反常现象，即 Hg、As、Sb、F、I、B、Ba 等典型前缘晕元素出现在分带序列的下部，或包裹体地球化学轴向分带序列中 F－、Cl－、CO2、CH4出现在下部，则指示深部还有盲矿或第二个富集中段。若矿体本身还未尖灭，则指示矿体向下延伸还很大。
( 4) 共存准则: 即矿体及其原生晕中既有较强的 Hg、As、Sb、F、B 等前缘晕元素的强异常，又有 Bi、Mo、Mn、Co、Ni 等尾晕元素的强异常，或包裹体中 F－、Cl－、CH4、CO2等前缘特征气晕、离子晕与 Ca2 +、Mg2 +等尾晕特征离子晕共存，即前、尾晕共存，若为矿体则指示矿体向下延伸还很大，若为矿化则指示深部有盲矿体。
( 5) 反转准则: 计算矿体或晕的地球化学参数 ( 比值或累乘比) 时，若有几个标高连续上升或下降，突然反转，即由降转为升，或由升转为降，这种现象指示矿体向下延深很大或深部有盲矿体。
上述 5 条准则可单独使用，也可几条都用，原生叠加晕和包裹体气晕、离子晕可单独使用，也可同时都用，几条标志或准则共用更准确。
引自李惠等 ( 1998)
在原生晕的研究中，要想对地球化学场异常结构的参数作出客观、定量的评估，只有在对其几何形态采取严格规范的表述方法的情况下才有可能。由于解决这一问题的方法途径各式各样，不同作者得出的结果会具有不可比性，因而必须依据某些标准化的指标制定统一的方法。在这方面，В. Г. Варошилов ( 2009) 针对热液金矿床进行的研究可作为例子。
在矿床规模的评价方面，他采用了成矿能的指标和方法途径。他认为，热液金矿床异常地球化学场的分带性，首先表现在浓集元素和趋散元素的两极分化性状上。这两套元素皆与矿床形成条件有关，可通过异常结构分类的办法予以确定。从理论上说，元素间的秩相关系数 Куп值是无限的，而实际上，对已研究过的大型矿床的矿体中部截面而言，该值不超出 15 ～20; 且随着矿体的尖灭，该值会降到相关性不显著的水平上。该作者正是利用在矿床范围内具相关性的这两套元素来估计矿床规模。他们发现，拟查明矿化的规模与热液过程的总成矿率 ( 总金属量) 成函数关系，可以用成矿能指标 ( H. H. Сафронов，1978) 定量地将它表示出来:
Е = Σ KKi·ln( KKi)
式中: KKi为各个元素的浓集系数。据考查，这个系数相当于 H. H. Сафронов 原始文献中的浓集克拉克值 Ki，这个指标的蕴意反映着每个采样点上的物质总平衡，因此，最好是分别针对浓集元素和趋散元素进行计算。对这两类指标的每一个指标，都要计算出地球化学场异常结构范围内的背景值、最低异常值和金属量 ( 在此例中使用的是面金属量) 。在估计矿化规模时，Е浓集和 Е趋散的金属量要作为两种独立的指标来使用，因为它们反映着同一过程的不同方面。据经验确定，E浓集和 E趋散的金属量，自身之间相差 1 ～2 个数量级，且与相应级次地球化学场异常结构中的金资源量成正比。以对数比例尺成图，这种关系可很好地近似表达为直线，故能够对拟查明矿化的规模作出估计 ( 图 4 －17) 。由图可见，对浓集元素来说，不同级次地球化学场的拟合线具收敛性，反映着矿化富集成大型和超大型矿床的程度高。而趋散元素的金属量在颇大程度上取决于地球化学场的级次 ( 面积) ，说明这些元素取自围岩。这也可从趋散元素的再分布规模与赋矿岩石的成分具相关性上得到证明，在矿田级异常地球化学场上表现得尤其明显。
图 4 －17 金矿化规模与成矿能量指标之间的关系: ( a) 浓集 ( 成矿) 元素; ( b) 趋散元素( 引自 В. Г. Ворошилов，2009)
在矿化侵蚀截面水平的估计方面，Варошилов 采用了已正式核准的方法 ( C. B. Григорян，1987;A. П. Соловов，1985) ，即依据元素的垂向地球化学分带序列，对矿体和矿床级地球化学场的异常结构作评价。而在金矿床上使用这种方法会复杂一些，因为矿柱的立体分带性往往具向心式的特点，因而分带系数亦随深度呈现分层变化的特点。图 4 －18 以哈萨克斯坦某含金矽卡岩 － 磁铁矿矿床为例，展示了地球化学场异常结构的各定量特征随深度变化的典型情况 ( 以各水平中段上相应参数的面金属量示出) 。由图可见: 成矿能、秩相关系数、浓集元素累加晕和趋散元素累加晕的最大值，出现于矿体所在中段; 同时，Co/Ni 比值的最大值位于矿下中段，而 Pb/Zn 比值和 Ba + Mn 累加晕的最大值出现于矿上中段。对分散矿化带而言，所有地球化学指标的金属量随深度的变化都是不明显和无规律的，如图 4 －19 所示。同时，趋散元素的总聚集水平与工业矿体相当，说明热液系统有足够高的能量势。但在不利的构造环境中流体未发生浓集，成矿 ( 浓集) 元素也就随趋散元素一起均匀地分散在很大的体积之内，形不成高浓度且分带的异常地球化学场。与之相应，在这种构造的任何一个截面上，秩相关系数都不会超过统计上的显著性水平界限。
图 4 －18 哈萨克斯坦某金矿床地球化学场异常结构的参数随深度的变化情况( 引自 В. Г. Ворошилов，2009)
图 4 －19 哈萨克斯坦某矿田的分散矿化带异常结构参数随深度的变化情况( 引自 В. Г. Ворошилов，2009)
矿田级侵蚀截面水平的估计是一个独立的课题。要在标准客体上研究这种截面上的轴向分带，只有当分带性方向呈近水平状态的情况下才有可能。但是，这种情况很少遇到，大部分情况下碰到的是热液系统的横截面，要恢复矿田的垂直分带性不得不依据其各个片断来进行，或者采用类比原则。研究表明，矿田的矿下截面和矿上截面，地球化学场异常结构的一系列参数 ( 秩等级、成矿能、浓集元素谱和异常结构的形态) 具相似性，但也有一定的差别。在整套浓集元素尚稳定的条件下，它们的比值在流体渗滤过程中会有规律地变化，因此，对矿田的前缘带来说，其特征是有 Pb∶ Zn 比值呈正异常，而在根部带中，该异常发育微弱。相反，在根部带通常有 Co∶ Ni 的异常，而在前缘带内缺失。根部带还有一个特征，就是在交代岩和硫化物中 Co、Ni、Cr、V 的浓度较高。
枪弹是枪械在战斗中用来攻击或防御，致使目标直接遭受损害的弹药，也是各类武器中套用最广、消耗最多的一种弹药。 现代军用枪弹主要用来杀伤有生目标，也可用来摧毁轻型装甲车辆、低空飞机、军事设施等目标。为了使部队所装备的各种枪械能对不同的目标进行射击，就需要大量各种不同用途的枪弹，所以枪弹的生产和补给在战争中是很重要的。 科学技术的发展促进了枪弹的进步。由于在现代战争中各种枪械仍然是其他武器难以替代的装备之一，枪弹的作用也就不容忽视。 基本介绍 中文名 ：枪弹、定装枪弹 外文名 ：riflery、cartridge 拼音 ：qiāng dàn 起源时间 ：15世纪 发展简史,工作原理,性能特点,枪弹结构,分类,现代枪弹特点,装备现状,发展趋势,无壳弹, 发展简史 枪弹的发展是与枪械密切联系在一起的。早期的前装滑膛枪，使用的是球形弹丸，即弹头与火药是分开携带并分别由枪口装填的分装式枪弹。从15世纪开始欧洲人在前装线膛枪中试用了卵形弹，以提高射击精度和射程。1632年，瑞典人发明了将弹头与发射药一起装在纸弹壳内的定装式枪弹，从而简化了装填。1805年，英国苏格兰人亚历山大·约翰·福赛斯发明了以雷汞为击发药的“香水瓶”枪机，为击发式武器的始祖。1814年初，美国约书亚·肖发明了第一种意义上的击发式雷帽，1849年，在法国出现了一种米涅中空长圆柱尖头弹丸。1851年，出现了针发式枪弹。1855年，英国制造出金属弹壳，进一步改善了弹壳的闭气性能，提高了弹头初速。 福赛斯“香水瓶”击发系统 1860～1870年，欧洲一些国家开始采用中心发火式金属弹壳枪弹，导致了枪械后膛装填方式的实现。英国于1866率先装备了中心发火枪弹的施耐德步枪。1886年，法国陆军正式装备使用无烟火药的8mm“勒贝尔”步枪弹，此后德国、瑞士及其他国家陆续开始装备类似口径新式枪弹。19世纪80年代末和90年代初，由于无烟火药的采用，不仅为减小枪弹口径、提高枪弹性能奠定了基础，而且枪弹普遍改为被甲式，即将铅心装入黄铜、钢制被甲内。19世纪末出现的后装枪定装式步枪弹，仅就结构而言，主要是被甲式圆头弹头，即带弹头壳的弹头，如义大利的6.5mm步枪弹、德国的7mm毛瑟步枪弹、瑞士的7.5mm步枪弹等。随着弹道学、空气动力学理论的套用，又出现了流线型弹头，从而改善了外弹道性能，增大了射程。 第二次世界大战的发生，促进了大口径机枪用穿甲弹、燃烧弹、爆炸弹、穿甲燃烧弹的发展。而在第二次世界大战中，德、苏等国为了简化弹种还研制成功威力和尺寸介于手枪弹和步（机）枪弹之间的中间型枪弹。第二次世界大战后，大口径机枪弹口径逐渐统一，主要为12.7mm和14.5mm两种口径。 20世纪下半叶，枪械及枪弹开始小口径化。1953年12月，北大西洋公约组织选定美国T65式7.62mm枪弹为标准枪弹，实现了北约各国步（机）枪弹药的通用化。1958年美国开始试验5.56mm小口径枪弹。1974年，苏联也正式定型列装了使用5.45mm枪弹的班用枪族。1980年10月，北约选定比利时的SS109式5.56mm枪弹为标准枪弹。这种小口径枪弹的好处是弹头轻、初速高、弹道低伸，一般速度能达900～1000m/s，它的研制成功和使用是枪弹发展史上的重要一页。 枪弹 近30年来，枪弹的发展较为活跃。一些国家不仅积极采用新技术、新结构、新材料研制新型枪弹，如双头（多头）弹、无壳弹、箭形弹、塑胶弹壳埋头弹、次口径尾翼稳定脱壳穿甲弹、火箭枪弹等，而且使枪弹逐渐形成了多口径、多弹种的大家族。 工作原理 枪弹的底火在受到击针一定强度的撞击后燃烧，产生的火焰通过弹壳上的引火孔进入弹壳引燃发射药，发射药的快速燃烧（需要强调一点：发射药是快速燃烧而不是爆炸，爆炸释放能量的速度要比燃烧快很多，枪管根本承受不了这么大的压力）产生大量气体，压强迅速增大，从而利用枪管内的压强和外界大气压的压强差来推动弹头在枪管内加速，弹头出膛后具有很高的速度，从而具有杀伤力。 枪弹 性能特点 从枪管内发射的弹药，统称枪弹，又称子弹，一般由弹头、弹壳、发射药和底火四大部分组成。底火点燃发射药，高温高压火药气体推动弹头飞出枪口，以达到杀伤或破坏目标的目的。 据初步统计，枪弹已发展到20多种，其中有普通弹、特种弹、辅助用弹，还有多种新型枪弹，如无壳弹、箭形弹、齐射弹、液体弹等。按枪械种类的不同，枪弹可分为手枪弹、步（机）枪弹和大口径机枪弹等；按口径分，通常称口径在6mm以下的为小口径枪弹，在12mm以上的为大口径枪弹；按战术用途不同，可分为战斗用枪弹和辅助用枪弹。战斗用枪弹主要包括普通弹（普通弹又有轻弹和重弹之分）、穿甲弹、燃烧弹、曳光弹、爆炸弹，还有穿甲燃烧弹、燃烧曳光弹、穿甲燃烧曳光弹、爆炸燃烧曳光弹等，辅助用枪弹有空包弹、教练弹、强装药弹，另外还有信号弹以及防暴武器用各种霰弹、晕眩弹、催泪弹和橡胶弹。 枪弹 枪弹结构 枪弹大体上由弹壳，弹头，底火和发射药四部分构成，这四部分缺一不可。只有它们互相配合才能发挥其威力。 弹壳： 弹壳是枪弹中最重要的部分之一，它是其他部件的载体，同时也承受压力使弹头加速。弹壳一般采用铜合金制造，有时也采用钢或者聚合物等材料。 弹头： 和弹壳相比，弹头比弹壳还重要，枪弹的杀伤力完全由它体现。相信大家在不少影视作品中看到主角忍着剧痛取弹头的场面，就是因为枪弹的杀伤原理就是利用弹头和目标碰撞来产生杀伤效果后弹头停留在目标内部的结果。弹头的杀伤效果和弹头的结构有着密切的关系。在同样速度下，被不同结构的两种弹头击中的目标一个可能还活蹦乱跳，另一个可能已经命丧黄泉了，这就是弹头结构的不同导致了杀伤效果上的差异。 大概的说，弹头分为以上几种结构，其中比较重要的有被甲，弹芯等。被甲的作用是使弹芯保持稳定，不至于剧烈形变。例如全金属被甲弹头和半被甲弹头，同样是铅芯，杀伤力却有着很大的不同，这就是被甲的结构导致的。弹芯的材料与枪弹的用途有着直接的关系，例如穿甲枪弹，其弹芯一般为碳钢或者是硬度更高的钨钢，这样可以保证弹头在和钢板硬碰硬的瞬间不至于被巨大的冲力冲碎。 底火 针撞击底火击发子弹。 大家可能会有一个疑问，，为什么击针的撞击能使子弹激发呢？也许聪明的您已经想到了，没错，这都是底火的功劳，底火就是把击针的撞击转变成明火的装置。底火内有化学物质，这种物质受到一定强度的撞击后立即燃烧，产生的火焰通过引火孔点燃发射药从而激发子弹。底火分为伯丹式底火和博克塞式底火两种。 伯丹式底火：由美国人Hiram Berdan发明。其底火砧座、双引火孔与弹壳一体成形。如要重复使用弹壳，必须将底火砧座和底火台一同钻出。主要流行于欧洲国家，在军用枪弹上广泛使用。 博克塞式底火：由英国人Edward Boxer发明。其V型砧板嵌在底火台上方。如要重复使用弹壳，只要将底火台顶出即可。盛行于美国，易于复装弹药。 发射药： 发射药是弹头能量的根本来源，它隐藏在弹壳内部，靠底火引燃后快速燃烧推动弹头加速，不同种类的枪弹的发射药在结构，化学成分上都会有些不同。具体请参见发射药专辑。 分类 1、按配用武器的不同分类： （1）手枪弹： 供手枪发射使用。其中某些兼供冲锋枪发射的，也称为手（冲）枪弹（如51式7.62毫米手枪弹）。目前军用手枪弹的口径主要有5.45毫米、5.8毫米、7.62毫米、9毫米、11.43毫米等。 （2）步枪弹： 供步枪发射使用。其中某些还兼供机枪发射的，故也称为步（机）枪弹（如53式7.62毫米枪弹）。目前军用步枪弹的口径主要有5.45毫米、5.56毫米、5.8毫米及7.62毫米等。 （3）大口径机枪弹： 供大口径高射（重）机枪等武器发射（如54式12.7毫米枪弹）。目前主要有12.7毫米、14.5毫米等。 （4）其它枪弹： 供射击比赛、射击运动、防暴等武器发射使用。 2、按战术用途及作用效果的不同分类： （1）单功能枪弹： 双弹头弹 普通弹：用于杀伤人员等生动目标。是步兵自动武器的基本弹种，其消耗量也最大。 双弹头弹：用于提高命中机率。由两个相似的“串联”在一起的弹头组成，第二个弹头的尖部伸入到第一个弹头的底凹坑内，两个弹头的合重与一个普通弹头的重量相同。 穿甲弹：用以杀伤轻装甲或掩体后的生动目标。 曳光弹：在弹头飞行过程中，其尾部能显示一种很鲜明的亮光，具有修正射击、指示目标、发射信号、杀伤生动目标及点燃易燃物体等作用。 燃烧弹：用于射击草堆、燃料、仓库等易燃目标，也可射击飞机、车辆等。 爆炸弹：通过一定的起爆装置，使弹头爆炸、燃烧。用以射击有轻型防护措施的易燃目标（如油箱、油桶、飞机或汽车的发动机等）。 子弹 战斗用空包弹：供发射枪榴弹时使用。 （2）多功能枪弹： 穿甲燃烧弹：用于射击有钢甲防护的易燃目标，即击穿钢甲并点燃后面的易燃物品。 穿甲曳光弹：用于显示穿甲弹的弹道，并可点燃汽油等易燃物体。 燃烧曳光弹：用于显示燃烧弹的弹道，并可在弹头命中目标时，点燃易燃目标。 爆炸燃烧弹：命中目标时，起到爆炸、燃烧等综合作用。 爆炸燃烧曳光弹：用于显示弹道，并起到爆炸、燃烧等综合作用。 穿甲爆炸燃烧弹：将穿甲、爆炸、燃烧三项功能融为一体的多功能弹。 （3）辅助用枪弹： 空包弹：用于演习、训练时使用。 短程练习弹：由塑胶、木质或金属粉等作为弹头的枪弹，供近距离射击训练使用。 教练弹：弹体内无火药，弹重及外形尺寸与普通弹种相同用于训练操作时使用。 高压弹：用于检验枪管强度的特种用弹。 强装药弹：用于检验武器的闭锁零件强度的特种用弹。 标准弹：用以作为衡量枪或弹的初速、膛压的相对标准。其结构与基本弹相同，但其主要尺寸的制造公差和药量公差较小。 信号弹：用以指挥与联络。 其它弹：如模型弹、解剖弹等。 （4）运动枪弹： 比赛弹 包括小口径运动步枪弹、小口径运动手枪弹、转轮手枪弹、大口径跑鹿弹、大口径军用比赛弹、气枪弹及猎枪弹等。 （5）防暴枪弹： 包括强闪光弹、致痛弹、震荡弹、摧泪弹及杀伤弹等。 3、按口径和弹壳长度分类： 表现方式为：口径×弹壳长度。如：7.62×25是指口径为7.62毫米子弹壳长为25毫米。 4、按枪弹威力分类： （1）大威力步枪弹： 例如 7.62x54mmR步枪弹，7.62x51mm北约标准弹（70年代后，大威力步枪弹主要用在狙击步枪，班用轻机枪，通用机枪上）。 大威力步枪弹 （2）中间威力枪弹： 指弹壳长度处于大威力枪弹与手枪弹之间的枪弹。如56式7.62毫米枪弹。53式步机弹弹壳长度为54mm，56式弹壳长度为39mm，9mm帕拉贝卢姆壳长为19mm。 5、按弹头的作用分类： 根据弹头对目标的作用效果，一般可分为普通弹、穿甲弹、燃烧弹、曳光弹等。 6、按枪弹的用途分类： （1）主用弹：用于作战的战斗用弹。如普通弹、穿甲弹、燃烧弹、曳光弹等。 （2）辅助弹：专用于训练和试验的弹药。如教练弹、练习弹、模型弹、空包弹等。 7、按弹壳样式分类： （1）按弹壳外形： 瓶形弹壳：筒口小、筒体大，中间有明显过渡段的外形。由筒口部、斜肩、筒体和底缘等组成。瓶形弹壳多用于定装式弹药（如51式7.62毫米手枪弹）。 瓶形弹壳 直筒形弹壳：筒体的锥度很小，近似圆筒形。无筒口部和斜肩。直筒形弹壳多用于分装式弹药和小威力枪弹（如64式7.62毫米手枪弹）等。 （2）按弹壳底缘形状： 底缘是筒体与筒底的过渡部分，具有定位和退壳的功能。 无底缘式：没有凸起，仅有凹槽。一般多用斜肩与枪管定位，是自动武器用弹中较为演常见的一种底缘式样（如56式7.62毫米枪弹）。 全底缘式：没有凹槽，仅有凸起。有利于筒体与枪管的定位（如53式7.62毫米枪弹）。 8、按底火的式样分： 根据武器的设计特性，底火的式样可分为中心发火式（如51式7.62毫米手枪弹）和边缘发火式（如5.6毫米运动步枪弹）。 51式7.62毫米手枪弹 9、按枪弹的年式分： 如中国1988年式5.8毫米机枪弹，日本明治三八年式6.5毫米步枪弹。 10、按设计者或制造商的名字分： 如美国0.45英寸柯尔特（公司）手枪弹，比利时9毫米勃郎宁（设计）手枪弹。 现代枪弹特点 1、枪弹均采用定装式，即弹头、发射药、弹壳和底火四大部分固结为一体，这样装填动作简单，只需一次操作即可完成。 2、枪弹通常是以其弹头之被甲（弹头壳）嵌入膛线获得旋转运动，而炮弹是由弹带嵌入膛线获得旋转运动。 3、枪弹的杀伤或破坏作用主要靠弹头本身动能或内部装填物来实现。 4、枪弹结构简单，易于大量生产，造价低廉，携带方便。 5、手枪弹射程近，停止作用好，即弹头命中有生目标后使其尽快丧失战斗力的效果好。 6、小口径步枪弹初速高、威力大。现代小口径步（机）枪弹初速一般都在900m/s以上，且有较好的存速存能能力和侵彻性能。北约SS109式5.56mm步枪弹初速922m/s，采用钢/铝复合结构弹头，可在640m距离上击穿美国制式M1钢盔。前苏联5.45mm制式步枪弹，弹质量较小，弹头前部留有空腔，长径比为4.6，重心靠后，具有较大的杀伤威力。 美国M193式枪弹 7、步（机）枪弹药通用化。目前，许多国家的冲锋枪、步枪、轻机枪和通用机枪的枪弹已通用，以满足多种作战环境下的战斗需求。前苏联的AK－74系列中的AK－74式突击步枪，AKCУ－74式冲锋枪和РПК－74式轻机枪都使用制式5.45mm步枪弹；奥地利的AUG枪族中的步枪、冲锋枪、卡宾枪和轻机枪均发射5.56mmM193式枪弹或SS109式枪弹。 8、大口径机枪弹以穿甲为主，且功能多。如美国的12.7mm多用途机枪弹用烟火剂取代了原有复杂的机械引信，击穿目标后产生爆炸破片和冲击波效应且伴有燃烧作用；12.7mm反轻装甲脱壳穿甲弹采用钨合金材料，初速1220m/s，可穿透500m距离上垂直放置的25mm厚钢板。 装备现状 目前，世界各国列装的枪弹种类繁多。手枪弹的主要口径有7.62mm和9mm，以9mm最为普遍，还有5.45mm、7.63mm、7.65mm、0.357in、0.38in、0.44in、10mm和11.43mm等。步枪弹中，除使用广泛的7.62mm口径外，5.56mm和5.45mm是当今两种重要的制式弹口径，北约和亚洲一些国家多采用5.56mm口径，前华约国家则采用5.45mm口径。大口径机枪弹主要是12.7mm和14.5mm两个口径，北约各国多为12.7mm，前华约国家却是12.7mm和14.5mm两种口径并存。 美国现装备的主要是帕拉贝鲁姆9mm手枪弹、柯尔特11.43mm手枪弹、M193式5.56mm步枪弹、M855式5.56mm步枪弹、SS109式5.56mm枪弹、7.62mm北约步枪弹、白朗宁12.7mm机枪弹，此外尚有M1式0.30in卡宾枪弹、温彻期特马格努姆0.30in步枪弹。美国警察部队还装备了0.38in特种手枪弹、史密斯－韦森0.40in手枪弹和马格努姆0.44in手枪弹。 俄罗斯现装备有托卡列夫7.62mm手枪弹、5.45mm手枪弹（仅配用于ПСМ手枪）、马卡洛夫9mm手枪弹、M1943式7.62mm步枪弹、莫辛－纳甘7.62mm步（机）枪弹、5.45mm步枪弹、12.7mm和14.5mm机枪弹。 英国、法国、德国、义大利、比利时、加拿大、瑞典、奥地利、以色列、新加坡等国家主要列装帕拉贝鲁姆9mm手枪弹、SS109式5.56mm步枪弹和7.62mm北约步枪弹以及白朗宁12.7mm机枪弹。除此之外，法国自行研制的甚高速、大威力THV手枪弹和PPI7.62mm机枪弹已开始服役；英国还装备了M1式0.30in卡宾枪弹、马格努姆0.357in手枪弹等；以色列还有M193式5.56mm步枪弹和前苏联的M1943式7.62mm步枪弹；新加坡装备了12.7mm反轻装甲脱壳穿甲弹。 波兰、匈牙利、保加利亚和前捷克斯洛伐克均列装了前苏联制式5.45mm步枪弹。 韩国和日本装备的枪弹有SS109式5.56mm枪弹、7.62mm北约步枪弹、M1式7.62mm卡宾枪弹和白朗宁12.7mm机枪弹。 发展趋势 枪弹是枪械威力的最终体现，因为枪弹的性能除直接影响武器的威力外，枪弹的结构尺寸及膛压大小对武器结构亦有很大的影响。目个人信息前枪弹的发展趋势是，减小质量、缩小体积、降低成本、改进空气动力性能、提高对软硬目标的效果。 1、完善现装备枪弹的性能： 由于今后一段时间内，传统结构的枪械仍将是各国的主要轻武器装备。因此，改善现有枪弹的性能已成为目前许多国家提高轻武器系统效能的主要途径之一。 采取的重要措施是：采用密实装药技术，在不改变药室体积和武器膛压的情况下，可以增加装药量、提高枪弹初速；采用钨合金等高密度材料弹头提高枪弹的侵彻能力；采用易碎弹体结构，使大口径机枪弹具备穿甲、爆炸、燃烧和杀伤等多种功能。 2、研究全新结构枪弹： 双头（多头）弹或集束箭形弹、无壳弹和塑胶弹壳埋头弹，这些非常规枪弹仍具有发展潜力，可能成为提高轻武器系统效能的又一途径。俄罗斯的12.7× 108,mm双弹头穿甲燃烧曳光弹和穿甲燃烧弹，初速750m/s，能穿透100m距离上的5mm厚钢板。奥地利VEC91式5.56×26,mmUCC无壳弹，5.68mm直径的弹头埋入硝化纤维发射药柱内，初速可达1006m/s。 3、发展新口径枪弹： 枪弹的口径的优劣是以武器系统的终点效能、射程和便携性来综合评价的。根据轻武器的作战使命，今后仍会有新口径枪弹出现，例如比利时研制成功的配用于P90个人自卫武器的SS190式5.7mm枪弹，俄罗斯研制的6mm步枪弹。 4、采用新材料、新工艺： 新材料和新工艺的套用可能是枪弹发展的重要方向。例如美国在5.56mm和7.62mm枪弹弹头上涂覆聚四氟乙烯工程塑胶，以增强枪弹对装甲目标的侵彻能力。俄罗斯新研制的7.62mm微声手枪，其消声作用不是通过常见的消声器，而是凭借发射具有消声功能的特殊枪弹实现的。 附录：弹尖色标含义。注意各国弹种色标含义不同，以下是举例： 绿：曳光弹（中、苏联）、M855与其它弹种的区别（美）。 浅蓝：燃烧弹（北约）、穿甲燃烧曳光弹（中）。 红：曳光弹（北约）。 蓝：高压测试弹（中）。 银白：穿甲燃烧弹（北约机枪）。 黑：穿甲、穿甲燃烧弹（中），穿甲弹（北约），亚音速弹（苏联）。 黄：穿甲高爆燃烧弹（中国机枪） 黑尖红环：穿甲燃烧弹（华约）。 弹头全黑；高压测试弹（罗马尼亚等）。 紫尖红环：穿甲燃烧曳光（华约机枪）。 绿尖银白环：穿甲高爆燃烧弹（北约机枪）。 弹头全红：高爆燃烧弹（华约机枪）。 黑尖全红：穿甲高爆燃烧弹（华约机枪）。 弹头紫环；燃烧弹（中）。 弹头黑环：穿甲弹（中）。 弹头全紫：燃烧弹（美国手枪） 无壳弹 含义： 无壳弹是指一种发射后没有弹壳的枪弹，发射无壳弹的枪就称为无壳弹枪。无壳弹/枪系统作为一种新概念、新原理的武器，对世界轻武器发展的影响是难以估计的。 发展史： 历史上早在19世纪初就曾兴起过“无壳弹”研究热，当时主要是为了简化装弹动作，提高射速。曾有人提出将发射药和底火一起装在纸壳中，发射后纸壳与发射药一起燃烧，无需抛壳的构想，美国还出现了一种以锡箔为弹壳的整体弹，都可以被认为是无壳弹研究的早期尝试。不过金属弹壳问世之后，其固有的优点使得它一统天下直到今天。 但是，枪弹采用金属弹壳后增加了重量，从而限制了士兵的携弹量。为减轻枪弹的重量可有两个途径，一是采用小口径枪弹，如各国目前装备的小口迳自动武器；另一方面就是放弃弹壳，这就是无壳弹药，采用无壳弹药还有一个突出的优点就是可以节约制造弹壳用的金属原料。当然要在有着高初速和高膛压的现代武器上发射无壳弹，难度非常大。 1959年，美国就开始了一系列的无壳弹试验研究工作，但结果都不令人满意，终于在1974年确认自燃问题解决不了而被束之高阁。1969年德国为更新下一代步枪重新启动G11型无壳弹枪系统研究，几经周折，终于在80年代初取得突破性进展，再将这一领域的研究工作推向高峰。在G11 的促进下，美国又将无壳弹/枪系统纳入到“先进战斗步枪”计画之中。虽然最终G11由于种种原因没有装备部队，但作为第一种达到装备水平的无壳弹枪，其优点是无可辩驳的。 中国先锋： 不用羡慕国外设计者的聪明才智，其实70年代国中国也开始了最早的无壳弹枪研究，不过它是自发的。1970年10月，在当时的战略思想“备战、备荒、为人民”，“深挖洞、广积粮、不称霸”的指导下，由国内有关工厂和研究所联合起来，开展了中国第一个无壳弹/枪的研制工作。最初拟定的战术技术指标是：口径7.62毫米，弹头初速725～750米/秒，弹道性能不低于56式7.62毫米普通弹，全弹重较56式7.62毫米普通弹减轻40%～50%，自动步枪全重不大于3千克，步枪连发射速为480～600发/分。枪的其余结构要适应弹的需要，具有实战需要的安全性和勤务性。没过多久他们就拿出了样枪。样枪的空枪重3.8千克，打开枪刺，枪长1 328 毫米；枪刺摺叠后长为1 023毫米，弹匣容量为17发。与此同时，还先后试制出了一万多发无壳枪弹，全弹长为40.8毫米，重10克，弹头重7.9克。 技术攻关： 无壳弹/枪系统研制的技术难点主要有枪弹自燃、存储的安全性和稳定性、枪膛的密封、哑弹的排除等。技术人员首先进行药柱的选择。为了得到合适的无壳弹药柱，技术人员先后进行了单基药压铸、薄膜卷压、硝化棉打浆成型、双基药压铸、单基药压铸加薄膜、发泡成型等工艺措施的对比。试验后，认为单基药压铸方案较好，其工艺简单、综合性能较好。同时对药柱的形状也进行了多种试验，如圆柱体、圆锥体、带底缘锥体、弹壳形等。其次，是弹头与药柱的粘合。当时弹头是采用现有的7.62毫米弹头，为将其与药柱粘合在一起，粘合剂就做了上百种配方试验，终于选定了合适的粘合剂。第三，通过三个方案对比后，无壳弹的可燃底火壳采用的是硝化棉片，发火剂用无锈蚀击发药，盖片采用速燃纸。试验证实，当时发火率已达98%。第四，可靠性问题。为保证无壳弹使用安全、防潮绝热、防蛀防霉、防老化、耐磨耐用，曾想用涂层解决。当时选了几十种基料，做了一百多种配方试验，可惜未找到既满足上述勤务要求又满足燃烧性能要求的理想涂料。 试验结果： 1973年，中国最早的无壳弹/枪系统到国家靶场进行了全面的性能摸底考核。试验考核时的结果如下：初速774米/秒；300米的半数弹著圆半径17.1厘米；40发弹的发射药燃烧完全性为98.8%；无壳弹从1.5米高跌落于水泥地试验，30%横断或裂纹；无壳弹浸水2小时后瞎火率为20%，24小时后瞎火率为27%；无壳弹在高温（50℃）高湿（相对湿度95%）条件下保存了7昼夜后瞎火率为30%。常温机构动作试验了射弹68发，其中故障13次，低温故障率更高。除了弹的瞎火、破碎等引起的故障之外，枪的故障也很多：机匣后挡挂钩折断一个、击锤打断一个、机头裂纹一处、顶杆更换四个、击针更换一个。试验表明，该项研究取得了起步性的成就，不过问题也是明显的。主要存在的问题是：无壳弹的机械强度低、燃烧完全性差，瞎火率高、弹道性能不稳定。此外，在同一时期，国内还有一些单位也进行了同一领域的研究工作。1973年后，无壳弹/枪的研究不再进行。 枪弹好了，关于“小米 2”的话题就到这里了。希望大家通过我的介绍对“小米 2”有更全面、深入的认识，并且能够在今后的实践中更好地运用所学知识。
