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岩矿鉴定在某铜铅锌矿床勘查研究中的应用

2022-06-26廖冰冰

世界有色金属 2022年4期
关键词:反射率黄铁矿交代

矿产资源是国家能源资源的重要组成部分,做好矿产资源勘查开发和利用,不仅符合“一带一路”倡议,还能够为提高国家能源资源安全提供可靠保障

。矿产勘查是一项系统、复杂的工作,是运用地质科学理论,使用多种勘探技术手段和方法对矿产地质和矿产资源进行系统的调查研究工作。我国矿产资源丰富,矿石类型超过3000种

,在矿产勘查过程中,为了能快速、准确的确定矿产种类、含量等,岩矿鉴定是目前最有效的方法之一。通过以岩(矿)石标本为基础,制作出相应的薄片或光片,分别借助偏光、反射光镜下观察,前者通过矿物组成物质、含量、结构、构造等确定岩(矿)石名称,后者通过矿物组分、矿物穿插关系以及矿化蚀变特征等,分析成矿过程或模式

,为进一步找矿勘查研究提供帮助,在矿床学应用广泛。本文以某铜铅锌矿床为例,利用4块矿石标本,分别制作4块光片,利用反射光显微镜探究岩矿鉴定在该矿床中的实际应用要点。

1 岩矿鉴定研究内容及方法

1.1 岩石薄片鉴定

岩石薄片鉴定主要用于透明矿物的鉴定,通常指的非金属矿物,如暗色造岩矿物橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等;浅色造岩矿物钾长石、斜长石、石英等,常用于准确划分岩石大类及定名方面。选取岩石样品代表性位置进行切片、胶固(仅对松散易碎岩石)、磨平、粘片(载玻片)、磨片、盖片(盖玻片)制作岩石薄片,将其放在偏光显微镜下进行观察,由于不同矿物物理化学性质存在差异,导致不同矿物在偏光显微镜下光性特征不一致,在单偏

光镜下主要观察矿物突起、晶形、多色性、吸收性及解理等;正交偏光镜下则主要观察矿物的最高干涉色、消光类型、消光角、延性符号、双晶等

。通过以上方法步骤测定岩石透明矿物光学性质,确定岩石的矿物成分,研究它的结构、构造,分析矿物的生成顺序,确定岩石类型及其成因特征,最后定出岩石的名称。岩石薄片鉴定法是地质找矿工作中经常使用的重要方法,也应用于其他工业、农业等方面。

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1.2 矿石光片鉴定

矿石光片鉴定主要用于不透明矿物的鉴定,通常指的金属矿物,如黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等,常用于矿石中金属类型、含量以及形成条件等方面的研究,是研究矿床学的重要手段之一

。选取矿石代表性位置进行切片、粗磨、精磨、抛光制作矿石光片,将其放在反射光显微镜下观察,主要涉及金属矿物的发射色、反射率、内反射、均质性、硬度以及反射光谱等内容,准确鉴定金属矿物种类,以及在矿物含量、结晶程度以及穿插关系进行分析,进而为矿床成因研究提供有利信息。矿石光片在现在矿床学研究中的应用极为普遍,且快速成本低。

2 . 某铜铅锌矿床矿石光片实验应用

2.1 实验器材、试剂

矿石中金属矿物为闪锌矿(约30%)、方铅矿(约32%)、黄铜矿(约28%)、黄铁矿(约2%)、斑铜矿(8%),矿石中透明矿物含量少(约5%)。矿石具它形粒状结构、交代结构,块状构造、细脉状构造。 黄铁矿,多呈半自形粒状,粒度多在0.5mm以下不等,见被方铅矿、黄铜矿沿边缘交代,形成交代结构。局部见被交代呈残余状、孤岛状,硬度大于钢针(5.5),因硬度较大表面不平滑,坑洼状,不平整,突起高,呈黄白色,反射率R=54±,无多色性,无内反射,均质性。黄铜矿,不规则粒状,也可见大面积连生,见交代闪锌矿,并见多被方铅矿交代包裹,形成交代结构。部分见与闪锌矿、斑铜矿紧密连生,硬度小于钢针(5.5),反射率R=45±,呈铜黄色,无内反射,显均质性或弱非均性。斑铜矿,多呈不规则粒状,粒度多在0.5mm以下不等,多见连生黄铜矿,部分见与黄铜矿形成共边结构,可见嵌布在方铅矿、黄铜矿内,呈淡玫瑰棕色,反射率R=22±,无内反射,显均质性。方铅矿,不规则粒状,大面积连生,生成时间较晚,交代黄铜矿、闪锌矿及斑铜矿,呈反应边状、交代残余状,硬度小于铜针(3.5),磨光性较好,表面见其特征三角孔存在,呈白色,反射率R=43±,无内反射,均质性。闪锌矿,不规则粒状,也可见大面积连生,常见被方铅矿、黄铜矿交代,可见嵌布于方铅矿、黄铜矿内,硬度接近铜针(3.5),呈较暗灰白色调,反射率R=17±,显内反射,多呈红褐色或黄褐色,均质性。

通过制作4块矿石光片后,分别将4块光片反面粘连载玻片胶泥上,用手压机将光片压成水平,然后依次放置在Carl Zeiss Axio Scope.A1反射光显微镜下进行观察,调节好物镜、目镜及焦距,保证实验人员能够清晰的观察矿石光片的性状,分别对4块光片进行全面系统分析鉴定。

2.2 矿石光片制作

矿石光片的制作步骤表现为:

形成交代结构,部分见与闪锌矿、黝铜矿紧密连生,硬度小于钢针(5.5),反射率R=45±,呈铜黄色,无内反射,显均质性或弱非均性。黝铜矿,不规则粒状,粒度多在0.5mm以下不等,嵌布与闪锌矿相近,局部见交代黄铁矿、闪锌矿,并见被方铅矿交代,见呈灰白色微带淡蓝色调,反射率R=30±,不显双反射,均质性。斑铜矿,多呈不规则粒状,粒度多在0.1mm以下不等,多见连生黄铜矿,部分见与黄铜矿形成共边结构,多嵌布在方铅矿内,呈淡玫瑰棕色,反射率R=22±,无内反射,显均质性。方铅矿,不规则粒状,大面积连生,生成时间较晚,交代黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿及黝铜矿,呈反应边状、交代残余状,硬度小于铜针(3.5),磨光性多较好,表面见其特征三角孔存在,呈白色,反射率R=43±,无内反射,均质性。闪锌矿,不规则粒状,见交代黄铁矿,并见被方铅矿交代,多见嵌布于方铅矿内,粒度多在0.75mm以下不等,硬度接近铜针(3.5),呈较暗灰白色调,反射率R=17±,显内反射,多呈红褐色或黄褐色,均质性。

2 反射光显微镜下分析鉴定

Candes和Tao等人已证明当已知观测元素数量c≥Cμ2nr(logn)6时,优化问题式(3)可以以不低于1-n-3的概率重构矩阵X,其中C为常数,μ为不相关系数,r为矩阵的秩.

3 结果分析

矿石中金属矿物为黄铁矿(35%)、方铅矿(34%)、闪锌矿(10%)、黄铜矿(12%)、黝铜矿(5%)、斑铜矿(1%),矿石中透明矿物少(约3%)。黄铁矿,多呈半自形粒状,粒度多在8.0mm以下不等,见被方铅矿、黄铜矿、闪锌矿及黝铜矿沿边缘、裂隙或孔洞交代,形成交代结构。局部见被交代呈残余状、孤岛状,硬度大于钢针(5.5),因硬度较大表面不平滑,坑洼状,不平整,突起高。呈黄白色,反射率R=54±,无多色性,无内反射,均质性。黄铜矿,不规则粒状,粒度多在1.5mm以下不等,见交代黄铁矿,并见多被方铅矿交代包裹,

3.1 样品 (光片)1鉴定结果

采用矿石光片鉴定实验前,需要做好试剂及仪器设备准备工作。本实验需要的仪器设备包括:切片机,型号为YBQP-200;磨片机,型号为JKSM-250;抛光机,型号YBPG-250;反射光显微镜,型号为Carl Zeiss Axio Scope.A1,实验需要的试剂为抛光剂、金刚砂。

3.2 样品 (光片)2鉴定结果

采用反射光显微镜分别观察4块矿石光片,并借鉴矿相学原理和理论,得出3块矿石光片最终鉴定结果,具体结果分别如下:

第一步;根据实验的实际需求,按要求用记号笔标出矿石切片位置和方向,开启切片机,让锯片对准标本所画定位置进行切割,切割成四边形矿片,长度为40mm×25mm×10mm左右,剩余样为手标本;第二步,粗磨,将切好矿片的两面分别在磨片机上用120号金刚砂加水混合磨制3min~5min,将矿片两面凹凸面磨平,用水洗干净;第三步,中细磨,选择粗磨后矿片的一面,在磨片机上用150号金刚砂加水混合磨平,手摸平面较光滑,用水洗干净;第四步,细磨,中细磨后的矿片,用600号金刚砂加水混合磨平,磨至平面光滑,用水洗干净;第五步,精磨,细磨好的矿片,用1000号金刚砂与水混合在玻璃板上精磨,磨至平面光亮为止,用水洗干净;第六步,抛光,在抛光机上磨盘上放置布料,整平,加入合适少量抛光剂,将精磨好的矿片在磨盘上左右来回移动,并随时在反射光显微镜下观察检查,直到金属矿物十分光亮、无擦痕,可结束抛光,用水洗干净,在用干毛巾沾去大部分水分,最后用镜头纸轻轻擦拭光面,校队编号后,成为本实验鉴定用光片。

2.1.4 质量管理和质量追溯体系 在中药的全产业链过程中,运用互联网信息技术,如通过电子标签,收集中药材种植、加工、流通等环节的关联数据[17],通过生产质量信息实时监控系统、基于过程分析技术(PAT)的智能化控制系统的运用,推进中药源头可追溯、过程可监控、流程可跟踪;以此构建中药生产流通全过程的质量管理和质量追溯体系,既有利于逐渐提高中药产品质量,保障用药安全,也能使政府加强实时监管,极大改善信息不对称格局,同时也极大地提升了品牌价值。

3.3 样品 (光片)3鉴定结果

矿石中金属矿物为黄铜矿(约35%)、方铅矿(约34%)、黄铁矿(约20%)、闪锌矿(7%),矿石透明矿物含量少(约4%)。黄铁矿,多呈半自形粒状,粒度多在2.0mm以下不等,见被方铅矿、黄铜矿、闪锌矿沿边缘、裂隙或孔洞交代,形成交代结构。局部见被交代呈残余状、孤岛状,硬度大于钢针(5.5),因硬度较大表面不平滑,坑洼状,不平整,突起高。呈黄白色,反射率R=54±,无多色性,无内反射,均质性。黄铜矿,不规则粒状,大面积连生,见交代黄铁矿,并见多被方铅矿交代包裹,形成交代结构,部分见与闪锌矿紧密连生,硬度小于钢针(5.5),反射率R=45±,呈铜黄色,无内反射,显均质性或弱非均性。方铅矿,不规则粒状,大面积连生,生成时间较晚,交代黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿,呈反应边状、交代残余状,硬度小于铜针(3.5),磨光性多较好,表面见其特征三角孔存在,呈白色,反射率R=43±,无内反射,均质性。闪锌矿,不规则粒状,见交代黄铁矿,并见被方铅矿交代,多见嵌布于方铅矿内,粒度多在0.5mm以下不等,硬度接近铜针(3.5),呈较暗灰白色调,反射率R=17±,显内反射,多呈红褐色或黄褐色,均质性。

3.4 样品 (光片)4鉴定结果

矿石中金属矿物为黄铁矿(47%)、方铅矿(15%)、闪锌矿(10%)、黄铜矿(20%)、黝铜矿(3%),矿石中透明矿物少(约5%)。矿石具它形粒状结构、交代结构,块状构造、细脉状构造。 黄铁矿,多呈半自形粒状,粒度多在3.5mm以下不等,见被方铅矿、黄铜矿沿边缘交代,形成交代结构。局部见被交代呈残余状、孤岛状,硬度大于钢针(5.5),因硬度较大表面不平滑,坑洼状,不平整,突起高,呈黄白色,反射率R=54±,无多色性,无内反射,均质性。黄铜矿,不规则粒状,也可见大面积连生或沿黄铁矿裂隙分布,见交代闪锌矿,并见多被方铅矿交代包裹,形成交代结构。部分见与闪锌矿、斑铜矿紧密连生,硬度小于钢针(5.5),反射率R=45±,呈铜黄色,无内反射,显均质性或弱非均性。黝铜矿,不规则粒状,粒度多在0.8mm以下不等,嵌布与闪锌矿相近,局部见交代黄铁矿、闪锌矿,并见被方铅矿交代,见呈灰白色微带淡蓝色调,反射率R=30±,不显双反射,均质性。方铅矿,不规则粒状,大面积连生,生成时间较晚,交代黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿及黝铜矿,呈反应边状、交代残余状,硬度小于铜针(3.5),磨光性多较好,表面见其特征三角孔存在,呈白色,反射率R=43±,无内反射,均质性。闪锌矿,不规则粒状,见交代黄铁矿,并见被方铅矿交代,多见嵌布于方铅矿内,粒度多在1.0mm以下不等,硬度接近铜针(3.5),呈较暗灰白色调,反射率R=17±,显内反射,多呈红褐色或黄褐色,均质性。

结果表明,5-羟甲基糠醛浓度在在0.595 2~17.85μg·mL-1范围内线性关系良好;苍术素浓度在1.076~32.29μg·mL-1范围内线性关系良好。

4 结束语

矿床学是找矿勘查的基础,也是成矿规律与成矿模型、成矿预测的基础依据,因此研究矿床学对深部及外围盲区找矿意义重大。对金属矿床而言,为了分析成矿作用,快速查明矿石中金属矿物种类、矿石组构,矿物生成序列、矿化蚀变特征等,通过矿石岩矿鉴定研究是必不可少的一项工作,金属矿床中不同成矿作用过程形成多个矿化阶段,在同一矿化阶段内,能形成一组矿物,这些矿物不是都在同一时间内形成的,各种矿物生成时间先后为矿物生成序列

。本文结合4件光片鉴定结果可知,该铜铅锌矿床金属矿物为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、斑铜矿、黝铜矿,根据光片中黄铁矿被方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黝铜矿交代,斑铜矿被黄铜矿交代,黄铜矿被方铅矿、闪锌矿、黝铜矿交代,闪锌矿被方铅矿、黝铜矿交代,黝铜矿被方铅矿交代,推断出矿物从早到晚的生成序列依次为:黄铁矿→斑铜矿→黄铜矿→闪锌矿→黝铜矿→方铅矿,进而从矿物组合、矿物生成序列分析矿床成因,为该矿床进一步勘查研究工作提供参考,同时也表明岩矿鉴定在矿产勘查领域具有无可取代的地位,能够直观、快速的鉴定矿产种类、含量及矿物生成序列等,在矿产勘查行业值得推广。

[1]张伟波,黄霞,陈秀法,等.我国矿产资源勘查开发“走出去”形势分析[J].中国矿业,2019(012):1-5,62.

[2]刘荣霞.岩矿鉴定在矿产勘查中的应用[J].世界有色金属,2021(11):175-176.

[3]王明明.岩矿鉴定在现代矿床学研究中的应用[J].世界有色金属,2021(7):170-171.

[4]常丽华,陈曼云,金巍等.透明矿物薄片鉴定手册[M].北京:地质出版社,2006.

[5]周娇花,汪建宁,顾茗心,王真.利用X射线衍射和岩矿鉴定等技术研究河南汤家坪钼区主要矿物标型特征 [J].岩矿测试,2015.34(01),82-90.

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