曹妙聪

（长春工程学院，吉林 长春 130011）

长白县的地质矿物主要位于长白山西麓，形成于早寒武纪，具有分布广，含量多但是纯度不高的特点，主要由区域地壳变动，地质矿物受到风化作用，火山喷发矿浆活动使其富集成矿[1]。

目前,对长白县地质的研究还比较薄弱,矿产资源的开发应用在我国尚未引起足够重视,迄今还未形成产业。丰富的地质资源如能得到开发应用,它将成为一种新型的金属矿产资源。

对于其矿物化学性质及微量元素的研究将支持当地采矿企业加强对能源的综合利用和尾矿、固体废弃物的资源化利用，发展可持续经济。

促进矿产资源的节约与综合开发利用，将增强长白县马鹿沟矿产资源对于国家经济发展的保障能力，具有重要的理论意义和现实意义。

1 马鹿沟的矿物学特征

该区域矿石主要结构为碎屑类结构，构造为中厚层状和块状构造[2]。

主要成分：沉积组分。碎屑主要矿物成分：粉灰质矿物占25%；二氧化硅占15%；铝土矿占10%；细砂矿物质占5%；黑云母和角闪石微量[3]。在粉砂质矿物和细砂质矿物中，除了含大量的石英细碎屑之外，粘土矿物成分含量较高且存在于自然沉积的碎屑矿物中，致使矿石内部的板结能力较弱，从而此地矿石的脆度较小，容易经过风吹日晒化成细小的微粒。

2 地质矿物样品采集及测试

本文选择了长白县中两个地区的矿物资源进行样品采集与测试，分别在宝泉山镇和新房子镇进行样品采集，在当地多种矿石之间，自下而上均匀分别采取3块共6块矿物样本进行微量元素测试，其采取位置及地层特征如图1。样品矿物特性为灰色或土棕色中厚层矿石，密度中等。前期处理中，对所有矿物样品首先用打磨机打磨清掉外面的接层杂质，只选用内芯无缝隙且矿石含量比较单一的部分；随后将其切割至边长1cm左右的正方体并用5%硝酸进行6次浸泡后过滤；然后用经消毒无其他杂质的透明二氧化硅研钵研磨至10mm微粒左右，送至检验室进行化学分析。所取样品元素测试分析均在中国科学院地球化学研究所矿床地球重点实验室IRP-MZ进行，其元素分析误差小于0.8%，六块样品的检测结果如表1。

图1 长白县白鹿沟矿体所处地层采样图示

表1 矿物样品中微量元素丰度值（×10-6）

3 微量元素测试结果分析与应用研究

把长白县马鹿沟矿体中的微量元素根据其物理特性分为3种存在状态:分别是水溶态(I)、油溶态(II)和不溶态(III)。由中国科学院地球化学研究所矿床地球重点实验室实验数据得出,在所有分析的样品中,微量元素以水溶态和油溶态形式存在的较少,均以不溶态形式存在，下面选取对工业生产作用较大的金属元素进行分析。

Li（锂）：Li一般认为在与灰晶矿和透锂长石等沉积矿物有关。锂在研究区矿体中含量为0.0225%，实地考察中在长白县白鹿沟矿体中检测到灰晶矿，但很难检测到透锂长石（一种主要的锂矿含Li2O3.2%～6.45%）。因此，Li的富集可能以共生态形式存在。

Sc：钪是典型的稀散亲石元素，作为稀土元素之一分离非常困难，在各国地质勘探中至今发现量很少，据统计在平均每吨地壳物质里，只有约5克的钪资源[4]。钪在矿体中含量为0.0175%，具有一定开采潜能。已知抗的独立矿物仅有两种，独居石和氟碳铈矿。通过对矿体中灰分鉴定、多波段长广线衍射、扫描均未发现上述独立矿物。之前的文献在铝土矿中的研究结果中表明Sc可能在角闪石中离子弥散形式存在,本次研究区域的角闪石存在十分微量。目前,钪在航天、航空以及轻型汽车和高速列车等方面具有非常诱人的开发前景，因此矿体中钪的开发具有研究意义。

Ga：镓具亲氟、亲氯性,其化学性质与广泛分布的铝元素十分类似（稼与铝在元素周期表中属同一主族），因镓在地壳中的含量为0.015%，不以纯金属状态存在，通常是作为从铝土矿中提取铝或从硼矿石中提取硼时的副产物得到的[5]。在凝灰石样品中Ga丰度为0.0169%，稍高于地壳含量，但是通过灰分鉴定、多波段长广线衍射、扫描均未发现镓的独立矿物。同时,对地质矿物中粘土矿物进行了扫描反射检测未出现富集现象,暗示镓在矿石中的可能是以类质同象的形式存在于矿物晶格和随机分布在长白县的矿体中。镓由于熔点很低、沸点很高、良好的超导性、延展性以及优良的热缩冷胀性能而被广泛应用到半导体、飞机、电子、化工等领域。

4 结语

随着对马鹿沟矿体重微量元素的开发研究,矿产资源的应用领域将不断地扩大,其被忽视的潜在矿藏优势最终将得到大范围的认可。

长白县是我国唯一朝鲜族自治县，如能大量开采、充分应用当地的矿产资源,无论是从当地经济、还是民族团结发展的角度考虑都十分重要。