CN114705831B - 一种精确判别钨多金属矿床类型与剥蚀深度的白钨矿矿物学找矿方法 - Google Patents

一种精确判别钨多金属矿床类型与剥蚀深度的白钨矿矿物学找矿方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种精确判别钨多金属矿床类型与剥蚀深度的白钨矿矿物学找矿方法，包括如下步骤：在不同类型的钨矿床中采集白钨矿样品，从样品中分选出白钨矿单颗粒；将白钨矿镶嵌在环氧树脂中，抛光，拍摄CL图像阴极荧光像；对不同CL分区开展LA‑ICP‑MS微量元素分析，并对白钨矿开展溶液法氧同位素分析；通过白钨矿的CL图像与微量元素特征，与数据库进行比对，提取矿床类型与剥蚀深度等信息综合白钨矿的矿物地球化学特征，建立白钨矿类型‑矿床类型‑剥蚀深度综合找矿模型；本发明具有直接获取矿物学信息，消除了元素分析的外界干扰与多解性的优点。

Description

一种精确判别钨多金属矿床类型与剥蚀深度的白钨矿矿物学找矿方法
技术领域
本发明涉及矿床找矿勘查技术领域，特别涉及一种精确判别钨多金属矿床类型与剥蚀深度的白钨矿矿物学找矿方法。
背景技术
目前矿床找矿勘查首先采用的化探方法，通过岩石地球化学测量、土壤(岩屑、沟系、水化学、深穿透地气等)地球化学测量与水系沉积物测量的方法进行的。这种方法通过成矿有关的元素含量分析，圈定地球化学异常级别与范围，然后开展钻孔验证，但是这种方法需要耗费了大量的人力与资金，并且不能获取直接的矿床信息，例如矿床类型、埋深等，另外化探方法本身也存的多解性与地表污染的干扰性，使得化探方法找矿勘查效果降低。
发明内容
为了解决现有技术中上述问题，本发明提供了一种精确判别钨多金属矿床类型与剥蚀深度的白钨矿矿物学找矿方法。
为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种精确判别钨多金属矿床类型与剥蚀深度的白钨矿矿物学找矿方法，所述方法包括如下步骤：
S1：在不同类型的钨矿床中采集白钨矿样品，分选出白钨矿单颗粒；
S2：将获取的白钨矿单颗粒镶嵌在环氧树脂中，抛光，拍摄CL图像阴极荧光像，分析其CL图像特征；
S3：对不同CL分区开展LA-ICP-MS微量元素分析，分析白钨矿的微量元素特征，根据微量元素含量变化、稀土元素分配型式，提取白钨矿结晶生长的环境及剥蚀深度信息；
S4：对白钨矿开展溶液法氧同位素分析，获取白钨矿氧同位素含量，与数据库进行比对，提取矿床成因类型与剥蚀深度等信息；
S5：通过对白钨矿的矿物地球化学特征进行研究，探究其结晶时的物理化学特征，获取白钨矿类型-矿床类型-剥蚀深度的综合信息，建立深部综合找矿模型。
进一步的，所述步骤S2具体为：将白钨矿镶嵌在环氧树脂中，抛光，抛光后用电子显微镜进行拍摄，获取白钨矿的CL图像，观察白钨矿的CL图像特征，根据其CL图像环带特征，初步判断白钨矿类型。
进一步的，所述步骤S3具体为：根据白钨矿的CL图像特征，对不同CL分区用Geolaspro 193nm激光剥蚀***测定白钨矿颗粒不同分区的微量元素含量(GeolasPro激光剥蚀***由COMPexPro 102ArF 193nm准分子激光器和MicroLas光学***组成，ICP-MS型号为Agilent 7700e)，对分析数据进行离线处理，激光剥蚀过程中采用氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度，二者在进入ICP之前通过一个T型接头混合，激光剥蚀***配置有信号平滑装置，激光束斑和频率分别为35μm和10Hz，单矿物微量元素含量处理中采用玻璃标准物质BHVO-2G，BCR-2G和BIR-1G进行多外标无内标校正，每个时间分辨分析数据包括大约20-30s空白信号和50s样品信号，获得白钨矿不同区域各种微量元素的含量；所述微量元素包括:23Na、29Si、49Ti、57Fe、65Cu、66Zn、75As、85Rb、88Sr、89Y、91Zr、93Nb、98Mo、118Sn、137Ba、139La、140Ce、141Pr、143Nd、147Sm、153Eu、157Gd、159Tb、163Dy、165Ho、167Er、169Tm、171Yb、175Lu、178Hf、181Ta、182W、202Hg、Pb、232Th、238U。对分析数据的离线处理(包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正以及元素含量计算)采用软件ICPMSDataCal完成。
进一步的，所述步骤S4具体为：白钨矿的O同位素分析使用溶液法氧同位素分析法，包裹体中的H2O与BrF5在300℃的恒温下反应20分钟，以产生通过冷冻纯化的O2；在Pb催化剂条件下，氧气在700℃下与石墨反应生成CO2，并通过MAT253气体同位素质谱仪分析氧同位素组成；测量结果基于SMOW，记录为δ18OV-SMOW，分析准确度优于±0.2‰，氧同位素参考标准为GBW-04409和GBW-04410石英标准，δ18OH2O值分别为11.11±0.06‰和-1.75±0.08‰；分离纯O2，并通过O2与碳棒反应产生CO2气体，对收集的CO2气体进行质谱测试，单项试验的准确度为0.05‰。
进一步的，所述步骤S5具体为：通过对白钨矿的矿物地球化学特征进行研究，根据其阴极发光、稀土元素及氧同位素特征，获取其结晶时的物理化学环境信息，探明所选样品中白钨矿类型-矿床类型-剥蚀深度的综合特征，建立深部综合找矿模型。白钨矿是一种重矿物，耐风化，广泛发育在岩浆热液成因的钨矿床中，从样品中能够直接分选出白钨矿单颗粒，白钨矿的矿物地球化学特征能够较好的反应矿床特征：(1)白钨矿的CL图像能够反映白钨矿的生长结晶时的环境特征；(2)白钨矿的微量元素特征能够较好的反应其结晶时的环境、距离岩体的远近等信息；(3)白钨矿的O同位素特征，能够精确的反演矿床类型及白钨矿形成时的剥蚀深度等特征。
本发明的上述方案有如下的有益效果：
1)本发明的上述方案所述方法可直接获取矿物学信息，消除了元素分析的外界干扰与多解性；
2)本发明采用化学元素特征对(Y/Ho比值，Eu特征)与稀土配分型式，δ18O值可以定量反应白钨矿结晶环境及深度等信息；
3)通过白钨矿的矿物地球化学特征直接反演矿床的类型及剥蚀深度等信息，消除其他因素的干扰。
附图说明
图1是本发明实施例中不同类型白钨矿的CL图像；
图2是本发明实施例中距离岩体不同距离白钨矿的稀土配分型式图；
图3是本发明实施例中不同剥蚀深度的白钨矿的稀土元素含量差异图；
图4是本发明实施例中不同类型白钨矿的O同位素特征图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围；除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明针对现有的问题，提供了一种精确判别钨多金属矿床类型与剥蚀深度的白钨矿矿物学找矿方法。
本发明实施例所采集的样品主要来源于南岭地区不同类型、成因的钨多金属矿床中，主要为柿竹园、瑶岗仙、魏家、湘西等钨多金属矿床中。
实施例1
S2：将白钨矿镶嵌在环氧树脂中，抛光，抛光后使用Tescan MIRA 3场发射扫描电子显微镜(SEM)(配备Delmic sparc阴极荧光探头。工作电压为0.5-30kV，灯丝发射电流为72μA。能谱分析测试条件加速电压一般为20-30KV，工作距离9.5-10.5mm)进行拍摄，获取白钨矿的CL图像(如图1)。同一颗粒不同区域的微量元素含量导致其阴极发光特征具有显著的差异，通过阴极发光(CL)揭示出显微结构可以揭示矿物质的生长历史并反映结晶环境(图1)。总结前人研究，不同类型钨矿床中的白钨矿CL图像显示了不同的特征：矽卡岩型矿床中白钨矿CL图像一般发育明显的扇形分区(如图1a)，斑岩型矿床中的白钨矿的CL图像常显示震荡环带(如图1b)，与岩浆热液有关石英脉型白钨矿常常呈现变化的CL发光反应，但无明显的规律特征,常可见较为均一的CL图像特征(如图1c)，，云英岩型白钨矿的CL图像可见明显的环带及分区特征(如图1d)，角砾岩型白钨矿的CL图像可见明显的分带特征(如图1e)，通过白钨矿的CL图像特征，能够较为清楚的判断白钨矿所对应的矿床的类型。
实施例2
S2与实施例2步骤相同，此处具体阐述S3：根据白钨矿的CL图像特征，对不同CL分区使用Geolaspro 193nm激光剥蚀***测定白钨矿颗粒不同分区的微量元素含量(激光束斑和频率分别为35μm和10Hz)，采用软件ICPMSDataCal软件对分析数据的离线处理(包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正以及元素含量计算)，获得白钨矿不同区域各种微量元素的含量。白钨矿的稀土配分型式对于判断白钨矿的类型及特征具有重要的参考意义，距离岩体不同距离，白钨矿的稀土配分型式可见明显的差异，(如图2)，通过稀土配分型式的差异，能够较好的判断白钨矿结晶时距离岩体的距离，对于指示矿床的位置与深度具有重要的参考价值；同时，白钨矿的稀土元素含量也能够较好的指示其与岩体的距离，在同一矿床中，距离岩体的位置越远，白钨矿的稀土元素含量可见明显的降低(如图3)，且两者之间可见满足明显的线性关系，线性关系为Y＝-4.9598x+1777.5(R2＝0.7548)，根据线性关系，可以通过测得的白钨矿的稀土元素含量，反演白钨矿颗粒与岩体之间的距离，综合白钨矿的稀土元素含量与稀土配分型式，对于判断白钨矿类型、矿床类型及矿床剥蚀深度具有重要的指示意义。
实施例3
S2-S3与实施例2步骤相同，此处具体阐述S4：
S4：白钨矿的O同位素分析使用溶液法氧同位素分析法，在Thermo-FinniganDeltaPlus XP Isotope-Ratio Mass Spectrometer(IRMS)仪器上进行，包裹体中的H2O与BrF5在300℃的恒温下反应20分钟，以产生通过冷冻纯化的O2。在Pb催化剂条件下，氧气在700℃下与石墨反应生成CO2，并通过MAT253气体同位素质谱仪分析氧同位素组成。测量结果基于SMOW，记录为δ18OV-SMOW，分析准确度优于±0.2‰。氧同位素参考标准为GBW-04409和GBW-04410石英标准，δ18OH2O值分别为11.11±0.06‰和-1.75±0.08‰。分离纯O2，并通过O2与碳棒反应产生CO2气体。对收集的CO2气体进行质谱测试。单项试验的准确度为0.05‰。不同类型白钨矿的O同位素可见明显的差异(图4)，斑岩型白钨矿的O同位素值及温度无明显的变化，均集中变质岩区域；矽卡岩型白钨矿的O同位素值无明显的变化，温度可见明显的变化，在岩浆岩、变质岩、大气水区域均可见；云英岩型白钨矿的O同位素值可见明显的差异，主要位于变质岩及大气水区域，温度的值未见明显的变化，与热液有关石英脉型白钨矿的O同位素值及温度均可见明显的变化，但集中集中在较小的范围内，主要位于岩浆岩及大气水区域；造山角砾岩型白钨矿的氧同位素值以及温度均可见明显的变化，变化较为连续，主要集中于变质岩及大气水区域，总体上O同位素值与温度之间显示正相关的关系(如图4)通多白钨矿的O同位素含量与温度的关系图解，能够较好的获取白钨矿的类型等信息，同时，白钨矿的O同位素对于判断形成白钨矿的流体来源具有重要的意义，根据其流体来源特征，能够较好的判断白钨矿的类型及环境特征，能够很好的指示矿床的剥蚀深度。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种精确判别钨多金属矿床类型与剥蚀深度的白钨矿矿物学找矿方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：在不同类型钨矿床中采集白钨矿样品，分选出白钨矿单颗粒；
S2：将白钨矿镶嵌在环氧树脂中，抛光，拍摄CL图像阴极荧光像，分析其CL图像特征；
S3：对不同CL分区开展LA-ICP-MS微量元素分析，分析白钨矿的微量元素特征，根据微量元素含量变化、稀土元素分配型式，提取白钨矿结晶生长的环境及剥蚀深度信息；
S4：对白钨矿开展溶液法氧同位素分析，获取白钨矿氧同位素含量，与数据库进行比对，提取矿床成因类型与剥蚀深度信息；
S5：通过对白钨矿的矿物地球化学特征进行研究，探究白钨矿结晶时的物理化学特征，获取白钨矿类型-矿床类型-剥蚀深度的综合信息，建立深部综合找矿模型；
所述步骤S4具体为：白钨矿的O同位素分析使用溶液法氧同位素分析法，包裹体中的H2O与BrF5在300℃的恒温下反应20分钟，以产生通过冷冻纯化的O2；在Pb催化剂条件下，氧气在700℃下与石墨反应生成CO2，并通过MAT253气体同位素质谱仪分析氧同位素组成；测量结果基于SMOW，记录为δ18OV-SMOW，分析准确度优于±0.2‰，氧同位素参考标准为GBW-04409和GBW-04410石英标准，δ18OH2O值分别为11.11±0.06‰和-1.75±0.08‰；分离纯O2，并通过O2与碳棒反应产生CO2气体，对收集的CO2气体进行质谱测试，单项试验的准确度为0.05‰。
2.根据权利要求1所述的一种精确判别钨多金属矿床类型与剥蚀深度的白钨矿矿物学找矿方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：将白钨矿镶嵌在环氧树脂中，抛光，抛光后用电子显微镜进行拍摄，获取白钨矿的CL图像，通过白钨矿的CL图像特征，分析其CL图像环带特征，初步判断白钨矿的类型。
3.根据权利要求1所述的一种精确判别钨多金属矿床类型与剥蚀深度的白钨矿矿物学找矿方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：根据白钨矿的CL图像特征，对不同CL分区用Geolaspro 193nm 激光剥蚀***测定白钨矿颗粒不同分区的微量元素含量，对分析数据进行离线处理，激光剥蚀过程中采用氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度，二者在进入ICP之前通过一个T型接头混合，激光剥蚀***配置有信号平滑装置，激光束斑和频率分别为35µm和10Hz，单矿物微量元素含量处理中采用玻璃标准物质BHVO-2G，BCR-2G和BIR-1G进行多外标无内标校正，每个时间分辨分析数据包括大约20-30 s空白信号和50 s样品信号，获得白钨矿不同区域各种微量元素的含量，所述微量元素包括:23Na、29Si、49Ti、57Fe、65Cu、66Zn、75As、85Rb、88Sr、89Y、91Zr、93Nb、98Mo、118Sn、137Ba、139La、140Ce、141Pr、143Nd、147Sm、153Eu、157Gd、159Tb、163Dy、165Ho、167Er、169Tm、171Yb、175Lu、178Hf、181Ta、182W、202Hg、Pb、232Th、238U。
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