基于pXRF原位分析的内蒙古兴和曹四夭钼矿床深部岩石地球化学特征
发布时间：2021-09-29 00:42
便携式X荧光分析（pXRF）具有原位、无损、快捷、多元素同时分析等优点,是近年来快速发展的一种分析方法。研究能否利用pXRF数据提取深部岩性、矿化信息在深地探测中具有实际意义。本文利用pXRF对曹四夭斑岩型钼矿床钻孔岩芯进行高密度原位测量,获取了34种元素的831个数据,分别求取花岗斑岩、浅粒岩、变粒岩和辉绿岩的读数均值,并将之与实验室分析结果进行对比。结果表明,pXRF数据能有效地刻画不同岩性的化学组分,其读数的变异系数对矿物的成分差异程度具有较好的指示作用。进一步利用主成分分析方法提取出分别代表花岗斑岩、辉绿岩和变质岩的三组元素组合,进行组合元素的分布、富集等与地层、岩体、蚀变矿化等的空间耦合关系研究。结果表明,高密度的原位测量数据能减小pXRF样品代表性影响,有助于获取全面、准确的岩性组分结果,可为深部精密地球化学信息的获取和定量分析提供信息。
【文章来源】：矿物岩石地球化学通报. 2020,39(05)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
曹四夭钼矿床纵03线剖面主成分得分图
表1 曹四夭钼矿床纵03线主要岩性的岩相学特征Table 1 Petrographic characteristics of the rocks from drilling cores of the prospecting line 03 in Caosiyao Mo depesit 岩性 描 述 少斑花岗斑岩 灰白色、灰红色、青灰色,斑状结构,块状构造,斑晶主要为斜长石、石英及少量钾长石,大小0.5×0.5 mm～2×3 mm,含量5%～10%,局部含量略高。基质为隐晶质 斜长浅粒岩 灰白色,中细粒粒状变晶结构,块状构造。斜长石(50%～60%)、石英(30%～40%),局部含少量黑云母、石榴子石(全部绿泥石化)等矿物 含石榴斜长浅粒岩 浅灰色,细粒粒状变晶结构,块状构造。斜长石约50%,石英约45%,石榴子石约5%(全部绿泥石化) 石榴斜长浅粒岩 灰色,中细粒粒状变晶结构,块状构造。斜长石约40%～50%,石英约35%～50%,石榴子石约10%～20%,其它矿物少量。石榴子石全部绿泥石化 石榴二长浅粒岩 灰绿色、浅肉红色,中粒粒状变晶结构,块状构造。斜长石约30%～40%,钾长石约15%～20%,石英约25%～30%、石榴子石约10%～20%。石榴子石基本绿泥石化,局部裂隙面可见高岭土化 含石榴黑云斜长变粒岩 灰白色,中细粒鳞片变晶结构,块状构造。斜长石约45%、黑云母约20%,石英约25%,石榴子石约7%、极少量钾长石且分布不均。石榴子石基本绿泥石化 黑云斜长变粒岩 灰色,鳞片细粒粒状变晶结构,块状构造。斜长石约60%,石英约20%,黑云母约占8%～10%。其它矿物少量 黑云斜长片麻岩 深灰色,鳞片细粒粒状变晶结构,片麻状构造。斜长石约40%～60%,石英约20%～45%,黑云母约15%～25%,其它矿物少量 辉绿岩 绿灰色、灰黑色,辉绿结构,块状构造。辉石、基性斜长石,少量黑云母。局部绿泥石化,裂隙面可见高岭土化 构造角砾岩 灰白色,角砾状结构,块状或不定向构造。岩石破碎,角砾成分为浅粒岩,大小约1×2～5×8 cm,呈次棱角状,含量15%左右。岩石胶结物主要为高岭土 构造碎裂岩 灰白色,碎裂结构,无定向构造。碎块成分为浅粒岩。一般粒径0.5～2 cm,约30%～50%。强高岭土化及碳酸盐化1.2.3 岩芯测量
使用线性回归分析对比pXRF结果和实验室分析结果,并对pXRF数据准确度进行评价。线性拟合方程中,斜率越接近1表示pXRF结果越接近实验室分析结果,反之则表示偏离;拟合系数R2越接近1表示两种结果相关性越好,越具有可校正性。由图2、3可见, Fe、Ca、Si、Ti、Sr、Th、Cu、Zn、Mo等元素的斜率与1误差小于10%,Pb、Sn、Zr误差小于20%,K、Rb误差小于30%,其余误差大于30%,其中Mg、Nb、Al、U、Mn的斜率小于0.7,V、Cd、Sb、Cr、Sc的斜率大于1.3。元素Pb、Mo、Fe、Ti、Cu、Zn、Sr、Ca、K、Rb、Mn、V、Cd、Zr、Th获取的R2大于0.9,U、Cr、Sb、Sc大于0.7,Nb、Sn、Si、Mg、Al小于0.7。线性拟合结果的优劣(尤其是R2)除了受仪器的工作曲线影响外,还受样品中元素含量绝对值、元素含量区间、有效测点的数量等影响,通常样品中元素含量越高(相对于检出限),元素含量区间跨度越大,越有利于获取可校正的数据(Yuan et al., 2014)。从图2、图3多元素的对比分析可见,pXRF对岩性识别有利的主、微量元素(Fe、Ca、K、Ti、V、Sr、Zr、Rb)、金属成矿元素(Cu、Mo、Pb、Zn、Mn、Cd、Cr、Sb)、放射性元素(Th、U)和稀土元素(Sc)都具有很好的检测效果。对于效果稍差的Nb、Sn、Si、Mg、Al,Nb和Sn等元素应与其在样品中的含量较低有关,Sn最高含量仅有检出限的3倍,但检测数据总体呈正相关(图3f),而Nb最高含量为检出限的15倍,在超过30×10-6后,检测结果开始具有较好的线性关系,而小于30×10-6的检测结果不会产生干扰(图3i),因此pXRF的结果对于寻找Sn、Nb趋势是有效的。Si、Mg、Al的效果差是可预料的(图2d～2f),使用矿石模式检测粉末样是不合适的,尤其是对样品状态更敏感、荧光易被吸收的轻元素,会显著恶化检测结果,但这3个元素的检测结果总体上呈正相关模式,对于大量测点寻找趋势是有价值的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]便携式X荧光仪在研究矿化顺序中的应用[J]. 袁兆宪,徐德义,陈志军,成秋明. 吉林大学学报(地球科学版). 2012(S2)
[2]矿源层地球化学元素在黄土盖层中纵向分布的趋势提取与应用[J]. 徐德义,裴宏伟,刘宁强,袁兆宪,杨玠,谢淑云,成秋明. 地球科学(中国地质大学学报). 2012(06)
[3]便携式X荧光光谱（PXRF）测定法在农田土壤重金属分析中的应用[J]. 王本伟,胡文友,黄标,陈效民. 矿物岩石地球化学通报. 2012(05)
[4]新一代手提式多元素X荧光仪在地质普查中的应用[J]. 林延畅,葛良全,赖万昌. 物探与化探. 2002(04)
[5]元素的类质同象置换简表[J]. 赵利青. 黄金地质. 1996(04)
博士论文
[1]西藏念青唐古拉古近纪矽卡岩型铁铜铅锌矿床成因机制与成矿模式[D]. 徐净.中国地质大学 2017
[2]基于PXRF技术的露头和手标本尺度元素迁移富集规律研究[D]. 袁兆宪.中国地质大学 2014
本文编号：3412861
【文章来源】：矿物岩石地球化学通报. 2020,39(05)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
曹四夭钼矿床纵03线剖面主成分得分图
表1 曹四夭钼矿床纵03线主要岩性的岩相学特征Table 1 Petrographic characteristics of the rocks from drilling cores of the prospecting line 03 in Caosiyao Mo depesit 岩性 描 述 少斑花岗斑岩 灰白色、灰红色、青灰色,斑状结构,块状构造,斑晶主要为斜长石、石英及少量钾长石,大小0.5×0.5 mm～2×3 mm,含量5%～10%,局部含量略高。基质为隐晶质 斜长浅粒岩 灰白色,中细粒粒状变晶结构,块状构造。斜长石(50%～60%)、石英(30%～40%),局部含少量黑云母、石榴子石(全部绿泥石化)等矿物 含石榴斜长浅粒岩 浅灰色,细粒粒状变晶结构,块状构造。斜长石约50%,石英约45%,石榴子石约5%(全部绿泥石化) 石榴斜长浅粒岩 灰色,中细粒粒状变晶结构,块状构造。斜长石约40%～50%,石英约35%～50%,石榴子石约10%～20%,其它矿物少量。石榴子石全部绿泥石化 石榴二长浅粒岩 灰绿色、浅肉红色,中粒粒状变晶结构,块状构造。斜长石约30%～40%,钾长石约15%～20%,石英约25%～30%、石榴子石约10%～20%。石榴子石基本绿泥石化,局部裂隙面可见高岭土化 含石榴黑云斜长变粒岩 灰白色,中细粒鳞片变晶结构,块状构造。斜长石约45%、黑云母约20%,石英约25%,石榴子石约7%、极少量钾长石且分布不均。石榴子石基本绿泥石化 黑云斜长变粒岩 灰色,鳞片细粒粒状变晶结构,块状构造。斜长石约60%,石英约20%,黑云母约占8%～10%。其它矿物少量 黑云斜长片麻岩 深灰色,鳞片细粒粒状变晶结构,片麻状构造。斜长石约40%～60%,石英约20%～45%,黑云母约15%～25%,其它矿物少量 辉绿岩 绿灰色、灰黑色,辉绿结构,块状构造。辉石、基性斜长石,少量黑云母。局部绿泥石化,裂隙面可见高岭土化 构造角砾岩 灰白色,角砾状结构,块状或不定向构造。岩石破碎,角砾成分为浅粒岩,大小约1×2～5×8 cm,呈次棱角状,含量15%左右。岩石胶结物主要为高岭土 构造碎裂岩 灰白色,碎裂结构,无定向构造。碎块成分为浅粒岩。一般粒径0.5～2 cm,约30%～50%。强高岭土化及碳酸盐化1.2.3 岩芯测量
使用线性回归分析对比pXRF结果和实验室分析结果,并对pXRF数据准确度进行评价。线性拟合方程中,斜率越接近1表示pXRF结果越接近实验室分析结果,反之则表示偏离;拟合系数R2越接近1表示两种结果相关性越好,越具有可校正性。由图2、3可见, Fe、Ca、Si、Ti、Sr、Th、Cu、Zn、Mo等元素的斜率与1误差小于10%,Pb、Sn、Zr误差小于20%,K、Rb误差小于30%,其余误差大于30%,其中Mg、Nb、Al、U、Mn的斜率小于0.7,V、Cd、Sb、Cr、Sc的斜率大于1.3。元素Pb、Mo、Fe、Ti、Cu、Zn、Sr、Ca、K、Rb、Mn、V、Cd、Zr、Th获取的R2大于0.9,U、Cr、Sb、Sc大于0.7,Nb、Sn、Si、Mg、Al小于0.7。线性拟合结果的优劣(尤其是R2)除了受仪器的工作曲线影响外,还受样品中元素含量绝对值、元素含量区间、有效测点的数量等影响,通常样品中元素含量越高(相对于检出限),元素含量区间跨度越大,越有利于获取可校正的数据(Yuan et al., 2014)。从图2、图3多元素的对比分析可见,pXRF对岩性识别有利的主、微量元素(Fe、Ca、K、Ti、V、Sr、Zr、Rb)、金属成矿元素(Cu、Mo、Pb、Zn、Mn、Cd、Cr、Sb)、放射性元素(Th、U)和稀土元素(Sc)都具有很好的检测效果。对于效果稍差的Nb、Sn、Si、Mg、Al,Nb和Sn等元素应与其在样品中的含量较低有关,Sn最高含量仅有检出限的3倍,但检测数据总体呈正相关(图3f),而Nb最高含量为检出限的15倍,在超过30×10-6后,检测结果开始具有较好的线性关系,而小于30×10-6的检测结果不会产生干扰(图3i),因此pXRF的结果对于寻找Sn、Nb趋势是有效的。Si、Mg、Al的效果差是可预料的(图2d～2f),使用矿石模式检测粉末样是不合适的,尤其是对样品状态更敏感、荧光易被吸收的轻元素,会显著恶化检测结果,但这3个元素的检测结果总体上呈正相关模式,对于大量测点寻找趋势是有价值的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]便携式X荧光仪在研究矿化顺序中的应用[J]. 袁兆宪,徐德义,陈志军,成秋明. 吉林大学学报(地球科学版). 2012(S2)
[2]矿源层地球化学元素在黄土盖层中纵向分布的趋势提取与应用[J]. 徐德义,裴宏伟,刘宁强,袁兆宪,杨玠,谢淑云,成秋明. 地球科学(中国地质大学学报). 2012(06)
[3]便携式X荧光光谱（PXRF）测定法在农田土壤重金属分析中的应用[J]. 王本伟,胡文友,黄标,陈效民. 矿物岩石地球化学通报. 2012(05)
[4]新一代手提式多元素X荧光仪在地质普查中的应用[J]. 林延畅,葛良全,赖万昌. 物探与化探. 2002(04)
[5]元素的类质同象置换简表[J]. 赵利青. 黄金地质. 1996(04)
博士论文
[1]西藏念青唐古拉古近纪矽卡岩型铁铜铅锌矿床成因机制与成矿模式[D]. 徐净.中国地质大学 2017
[2]基于PXRF技术的露头和手标本尺度元素迁移富集规律研究[D]. 袁兆宪.中国地质大学 2014
本文编号：3412861
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