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地质矿物测试技术在地质勘查中的应用

2022-12-18伏志刚

中国金属通报 2022年9期
关键词:矿物勘查岩石

伏志刚

矿产品不仅仅是一项十分重要的自然资源产品,同时也是人类社会持续发展的重要核心经济社会资源,推动着人类社会的可持续发展。根据中国境内如今的矿业资源而言,也具有分布不均、分布范围广泛的特点,如临海和西北地区的矿业资源都相当多,但在中东部区域就比较稀少了,不利于矿业资源的开采效率和合理利用效率的提高。因此为了全面提高对矿物资源的研究及其利用,就必须要在研究和使用矿物资源的进程中,使用当时很先进的岩石矿物分析评价技术。

1 矿物的种类以及特征

地质矿物作为一类主要由多种金属元素和非金属元素组成的物质,主要聚积在地壳内并随着地壳的运动而发生运动。而地质学矿石的构成要点也要以地质学功能为核心内容,而由于在不同区域的地质学活动种类及其地质学功能也不相同,所以,地质学矿石中存在着众多的类型。同时,由于化学元素的组成形态也有所不同,所以岩石矿物资源的分布状况及其含量也就存在着相应的不明确性。尽管从如今对矿石资料的有关研究上分析,矿石类型已逐渐超过了三千多种,但是人类在平时所能接触到的以及可以进一步使用的矿石也仅限于几百种。其中,含氧的矿产主要包括岩英和赤铁矿等,碳酸盐类型的矿产则主要为方解石,另外,还包括了海桐晶石及其各种金属元素。这些全是人类比较熟悉的矿产类型,他们还需要研究,或者是人类不太熟悉的矿产资源更加丰富。

2 开展地质矿物分析工作的意义

在详细研究世界地理情况的时候,地质矿物分析也是至关重要的工作内容。此项工作推动了全国地质工作的顺利进行,同时还有助于预防了部分地质灾害等问题。在地质矿物进行分析之后将会得到宝贵的数据信息,进而推动了学者进一步分析地球环境和地貌状况等。

2.1 在矿物普查中的核心作用

矿物分析的结果是进行地质勘查以及寻找资源的重要依据、是地质工作者的眼睛,科学有效、准确的数据能够有力的促进矿物资源的深度开发和利用。而且,地质改造也需要勘测结果作为依据,从而有效防止了地质灾害的发生。

2.2 评价地质矿物分析

地质矿物的构成主要和地质学各种活动有关,在经过化学反应或者物理学反应以后,在岩层内部就会产生相应的矿物质元素。而根据选择合适的分析测试策略,可以判断岩层内部的具体化学元素还有其他矿产。由此进一步了解到地质矿产本身的使用价值以及经济价值。促进未来的矿物开发和使用。

3 地质矿物分析测试技术

矿物的科学研究是一个非常复杂的过程,怎样合理开展对地质矿产的科学研究,进而直接影响到对矿产的勘探。在科学研究地质矿产资源的过程中,一定要先将有关的科学理论总结起来,并给出更详尽的科学研究方案,这样才能够逐步制订出岩石矿产的各种国民经济价值指标,同时才能合理指导利用矿产资源。同时,地质学工作者还应该重视对矿产岩石资源的科学研究细节,不要遗漏了每一个对经济发展有益的矿产,才能够最大限度地利用矿产的国民经济价值。

3.1 对地质矿物的相关样品开展研究

专业技术工作人员在测定和分析地质矿物之前,一定要先按照国家有关的法律法规对矿产的样品进行了采集,之后再把标本存放于规定的专业容器里,并运到相应的检测实验室交给专业的技术人员来进行后续的分类与检测。检测分析方法的主要内容,不但涉及了矿石试样的重量大小与种类,同时需要全面检测影响矿石试样品质的其他各种因素,并且把相应的分析结果进行记录在案。此外,由于鉴别岩石样品一般只要求几克重量的试样即可,所以,有关的研究人员先要利用粉碎装置对岩石样品加以粉碎处理,然后再选择质量轻重适当的分析试样作为后续的分类以及检测。

3.2 定期对矿物质进行测定

岩石矿物定性与计量工作时,一定要熟悉矿物岩石测定方法,明确工作过程、工作重点等,提高检测结果的准确性,在开展矿物岩石检测工作时,一定要严格地按照矿物的岩性、选择合适检测方法,确保每个测量环节都有条不紊地开展,在初级检测工作完成后,结合具体工作目标,提出了后续工作内容。

除此之外,在进行定性分析和定量工作时,不能凭借单次或几次的测试来获取数据,而要重复多次进行矿物测试,在多次测试数据中,选取准确度最高的测试结果。技术人员应对元素光谱图进行仔细研究,掌握地质岩石矿物分析测试技术,确保在实际分析测试时严格遵照工作要求,履行工作流程,对矿物岩石的品质、特征进行了解,确保样品选取具备代表性,准确掌握岩石矿物的各个参数,明确岩石矿物样本内部元素组成、元素含量。技术人员也可以利用X-射线荧光光谱法、X衍射扫描方式来分析样本,大概掌握岩石矿物内部元素含量及结构,将其作为岩石矿物定量检测工作的参考。

技术人员大概掌握岩石矿物中元素组成、元素含量后,结合实际分析测试工作的要求,选择恰当的测定方法,例如:化学分析法、仪器分析法等,使实际测定工作和预期效果一致,提升地质岩石矿物分析测试的效率和质量。在进行分析检测时,技术人员要注意自身的人身安全,因为其对人体 有着一定影响,所以防护工作要充分重视。

3.3 选取合理的测定方法

测定方法的选取将会对测定结论产生影响,从而对地质矿产研究、勘查工作结果的正确性产生了影响,所以测量技术研究人员一定要全面关注测定工作,而不可忽略岩石矿物测定方法的选取问题。在具体的测定工作中,判断岩石矿物内部元素的类型以及含量,是地质矿产勘查的首要任务,所以选取地质矿产研究的测定对策一定要紧贴岩石矿物内部的元素类型以及含量展开。最详细的测定对策包括:第一,试验工作以及研究技术人员都需要运用有关仪器设备对矿物元素的种类以及造岩元素进行检测,并需要通过比较实际矿物含量及其所检测的矿物元素含量,以便于对测量策略的正确性进行评价;其次,对于对测定品质需求很高的检测实验,试验与检测科研技术人员不仅要直接使用经典的重量法、容量法检测矿物元素的含量,以增加检测结果的准确度;再次,对于没有较高要求矿石内部元素的含量的,则要直接采用仪器分析法等来测定矿石含量;最后,试验的技术人员以及检测人员要仔细分析,以及猜测各种矿石中或许会存在的微量元素,并逐步寻找支持的依据,最后再通过试验结果加以证明,如推测矿石内部或许会产生钙元素或者镁元素的几率约为百分之六十,然后进行了硫酸钠检测技术试验,对十块矿石内部钙元素或者镁元素的含量加以测定,检查是否十块石头其中的六块石头包含了钙元素或者镁元素。

3.4 矿产检测方法

检测方法的选择会对检测结果产生影响,由此对地质矿产调查结论的准确性产生了深远影响,所以选择地质矿物的检测方法必须要根据岩石矿物的组成、元素的种类及其含量进行选择。通过不同的检测方法提高检测精度、准确性,为地质勘查提供可靠的依据,满足地质工作的需要。选择原则为:

(1)根据地质样品的岩性及所要检测的项目,用X-射线荧光光谱仪进行扫描,大致了解待测元素及干扰元素的含量,以选定检测方法。

(2)对于待测元素含量高、矿种单一、干扰元素含量低的样品可采用重量法、容量法经典的方法。

(3)对于低含量的样品可采用原子吸收法、比色法、等离子体发射光谱法。

(4)对于微量及痕量元素可采用等离子体发射光谱法、等离子体质谱法、原子荧光光谱法。

3.5 按照实际的检测结果选取科学的研究方案

这个进程重点是根据上述的评估结论,选择一个科学的评估方法。这个过程在整个地质矿产的研究进程中,属于一个既重要又复杂的过程。由于在其实际的操作进程中,其还必须涉及到对各种分离策略间的有效搭配与协同以及对部分元素的有效检测等问题,因此人员还必须具备很多综合的化学知识,并且关系到检测的基本理论知识。还需要人员必须拥有很多的实际操作经历。在选择检测方法的时候,人员也必须充分考虑到地质矿产的实际检测策略和分析策略。并且,在实际的检测操作进程中,尤其针对简析和全分析的进程,人员所选择的方法必须尽量是具有很强的全面性和综合性。因此,在对岩石矿产样本进行分析之后,人员才能进行依次提取溶液,并同时将其按照相应的化学步骤进行分类检测。这样,在利用传统化学方法进行测量的过程中,还能够使用专业的测量仪表进一步确定地质矿产样品。

4 岩石矿物检测方法的特点

4.1 经典化学分析方法

它是以化学反应定律为核心基础,对试样的化学成分进行定量分析的方法,常称之为“湿法解析”,包含了比色法、容量法和重量法等。此检测方法精确度较高,但灵敏度却不是特别高,而且干扰元素较多,消除干扰工作量大且流程较长,检测费用较大,因此不适用于目前检测形势,最适用于经典检测和仲裁分析。

4.2 X-射线荧光光谱分析

X-射线荧光光谱仪具有检测速度快;一次扫描的元素多,不需要前期处理,结果稳定,可用于定性或半定量检测。

4.3 原子吸收法、比色法、等离子体发射光谱法

此三种检测方法是在特定的波长处检测特定的元素,干扰元素少,具有单一性,检测精确度和准确度较高,最适合中低含量元素的检测。

4.4 等离子体质谱法、原子荧光光谱法

此二种检测方法干扰元素少,等离子体质谱法一次检测的元素较多,检测范围广,最主要是灵敏度高、检出限低,最适合微量和痕量元素的检测。

4.5 检测结果的质量控制及判定标准

地质样品检测结果的准确性对地质勘查工作起到至关重要的作用,直接影响地质勘查的方向和成果,进一步了解到地质矿产本身的使用价值以及经济价值。促进未来的矿物开发和使用。质量控制方法为:

标准物质法;加标回收法;精密度控制方法;空白试验控制方法;实验室内检评估;实验室外检评估。

判定标准:地质矿产实验室测试质量管理规范DZ/T 0130-2006。

5 地质测试技术在地质找矿中的应用

5.1 降低地质找矿过程中的浪费

地质找矿是一项复杂性非常强的地质勘查工作,其复杂性主要体现在环境复杂、地形复杂、结构复杂、勘查内容复杂、机械设备复杂等方面,以上这些复杂因素的结合无疑给我国地质勘查工作带来了很大的困难。为了达到更好的地质勘查效果,我国地质实验测试机构要通过引进发达国家的先进勘查设备、借鉴优秀勘查手段、积累操作经验,以此提升地质找矿的几率,同时减少设备损耗以及降低矿产开采成本。为此需要不断地进行地质实验,提高地质测试技术水平,在进行地质实验过程中所使用的样品通常采用比较容易采集的种类。这样既可以降低分工成本也可以有效减少物料的浪费,而且可以最大限度的节省开采时间。因为所采用的实验样品易于采集,于是即便实验失败,也能够在较短的时间内通过新的实验方法继续进行相关实验。当然,在此过程中,需要将实验过程所需要的一切提前做好相应的部署,用最低的损耗最大程度的取得实验检测结果。

5.2 减少地质找矿工作对环境的影响

多数人认为地质勘测工作一般采用大型机械施工设备对所选取的区域进行大面积的挖掘、钻地等方式进行操作,施工现场尘土飞杨,在挖掘过程中会产生对环境造成危害甚至直接影响人体健康的有害气体及其他污染物质。然而,随着绿色发展理念的不断深入,我国对于环境保护工作十分重视,不能以牺牲环境为代价换取经济的发展。因此地质找矿测试的目的就是在实施大面积的开采前进行取样并对样品进行检测,从而得到样品中所含有的物理及化学物质,将所采集到的样品,通过检测仪器进行一系列的测定,分析检测结果并制定可行性方案。试样在实验室检测,在有效保证样品完整性的同时最大程度的获得样品的组成成分,在对矿物质进行开发的过程中可以采取有效地规避措施,降低有害物质对环境可能造成的污染,尽管污染不能尽消,但是对于环境保护工作我们要从点滴做起,积少成多,使环境得到逐步改善。

5.3 预防地质找矿过程中意外事故发生

由于我国地域辽阔,地形复杂,主要包括山地、平原、丘陵、溶洞等多种地形地貌,这给地质找矿工作带来了很大的难度,找矿过程中难免会遇到各种不同的问题,这就需要技术人员在勘测前对地质结构、地貌特点等进行全面了解,多角度调查,以此做好前提准备工作。此外,在找矿过程中要充分做好防护措施,在遇到紧急情况时能够及时采取应对措施。此外,找矿工作少不了挖掘开采,安全防护工作是非常必要的。通过实验测试得到的数据信息,有助于地质勘查人员全面了解地质情况、矿产资源分布位置,资源储存量等信息,通过数据分析勘查人员可以做好意外事故风险评估,提前做好预防和控制措施,有效保证了地质找矿过程中施工人员的人身安全,减少安全事故的发生。

5.4 提升地质找矿工作系统性与便捷性

受到我国地质复杂情况的影响,地质找矿工作一般需要进行反复、多次探测及挖掘才能取得最终结果,甚至有些时候根本挖掘不出任何矿产资源。由此看出,不是说严格按照相关程序执行便可高效率的发现地质矿产资源,我国复杂的地质情况导致地质找矿过程中对于可能遇到的多种情况难以全面预测,此时就要提高地质实验测试技术的测试水平,利用实验测试可以准确了解区域矿产资源的特征、元素分布及含量等数据,进而有针对性的展开地质找矿勘查工作,提高找矿成功率。

6 结语

地质岩石矿物测试技术作为矿产开发利用的基础,该项技术的广泛应用在提高矿物质开发效率的同时可以对地质灾害的发生进行科学的预测,从而最大限度的减小地质灾害对人类生命财产造成的损失。本文通过对矿物质类型,矿物质研究意义以及矿物质分析常用方法以及应用等方面对地质分析技术进行了深度的探讨和论述,希望通过本文为我国的矿物质分析方面研究提供科学依据。

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