遼寧瓦房店金剛石礦床中鉻鐵礦紅外譜學特征及找礦意義

摘 要:金伯利巖中鉻鐵礦共分三個世代，第一世代渾圓形鉻鐵礦斑晶是金伯利巖型金剛石礦床含礦性重要指示礦物之一，通過對遼寧瓦房店金剛石礦區無礦、貧礦、中等含礦、富礦金伯利巖巖筒中的第一世代渾圓形鉻鐵礦紅外光譜系統采集，尋找不同金伯利巖巖筒中第一世代鉻鐵礦紅外譜圖參數特征與金伯利巖含礦性的關系，以達到判斷金伯利巖體無礦、貧礦還是富礦的目的。測定的不同含礦性金伯利巖巖筒中50個第一世代渾圓形鉻鐵礦紅外光譜參數特征統計顯示:鉻鐵礦紅外光譜A峰吸光度與高頻峰吸光度平均比值從無礦、貧礦、中等含礦到富礦金伯利巖巖筒，數據依次為0.72、0.70、0.65、0.64，顯示了明顯找礦指示意義。

關鍵詞:金伯利巖 鉻鐵礦 紅外圖譜 含礦性判斷

中圖分類號:TD文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(a)-0235-02

Liaoning wafangdian diamond deposits of ir spectrum characteristics and chromite learn prospecting significance

ZHANG Jun-min 1，CHI Guang-cheng 2

(1. The sixth geological brigade in liaoning province Pulandian 116200;

2. Shenyang institute of geology and mineral resources， Shenyang 110032)

Abstract:The kimberley rocks in the chromite has three generation，the first generation round shape chromite spot brilliant is the kimberley diamond deposits containing ore rock type of one of the important indicator minerals，through to the liaoning wafangdian diamond mining area without mine，mine，lean，medium containing rich deposits of the first generation to intermediated-acidic intrusions kimberley cylinder perfectly round shape chromite ir system collection，looking for different intermediated-acidic intrusions in the first generation kimberley cylinder chromite infrared spectra characteristics parameters and the kimberley rock containing ore sex，in order to achieve judge rock ore lean，without kimberley diamond or purpose.Different contain mineral sex intermediated-acidic intrusions in 50 kimberley tube first generation round shape chromite infrared spectrum parameters characteristics statistics show:the chromite ir A peak absorbance and high frequency peak absorbance from mine，average ratio is lean，medium containing ore to kimberley diamond intermediated-acidic intrusions tube，data in order as 0.72，0.70，0.65，0.64，showed obvious prospecting instruction meaning.

Keywords:kimberly rock; The chromite; Infrared mapping: including mine sex judgment

遼寧瓦房店金伯利巖中鉻鐵礦共分三個世代，第一世代鉻鐵礦呈渾圓形斑晶，第二世代鉻鐵礦呈形態復雜的八面體歪晶，第三世代鉻鐵礦為基質中小于0.2mm的正八面體自形晶。第一世代渾圓形鉻鐵礦含量與金伯利巖含礦性成正比，渾圓形斑晶鉻鐵礦在物理性質和化學成份上，與金剛石中包體鉻鐵礦很接近，有的完全一樣，表明其與金剛石為共生或近共生的關系，鉻鐵礦標型具成因意義[1-7]。鉻鐵礦為尖晶石族礦物，尖晶石族礦物化學成分通式為AB2O4，A組離子有Mg2+、Mn2+、Fe2+、Ni2+、Zn2+和Fe2+等; B組離子有Fe3+、Al3+、Cr3+及Mg2+、Mn2+、Fe2+、Ni2+等，該族礦物屬等軸晶系，尖晶石型結構，尖晶石礦物晶體中，小半徑陽離子Al3+(離子半徑0.51)進入八面體位置，O2－離子將沿(111)遠離鄰近的四面體陽離子，四面體體積增大，對稱性不變;而八面體體積變小，與相鄰八面體3對共用棱變短，2對非共用棱保持不變，導致八面體畸變程度增加，Al-O鍵短，高頻譜帶ν1處于高位(678.8cm－1);磁鐵礦八面體中的一半位置由大半徑Fe2+(離子半徑0.74)離子占據，B-O鍵變長，高頻譜帶ν1處于低位(567.5cm－1);鉻鐵礦中中等大小的Cr3+(離子半徑0.63)離子進入八面體，高頻譜帶ν1位于前兩者之間(633.7cm－1)。尖晶石、鉻鐵礦、磁鐵礦紅外低頻譜帶分別位于(510.3cm－1)、(503.8cm－1)和(471.4cm－1)，鉻鐵礦低頻譜帶同樣位于尖晶石和鉻鐵礦低頻譜帶之間[8]。測定第一世代鉻鐵礦紅外光譜，通過尋找無礦、貧礦、中等含礦和富礦金伯利巖中鉻鐵礦紅外圖譜特征，達到找礦目的是本次研究工作的主要意義。

1 金伯利巖中鉻鐵礦樣品采集

在瓦房店石灰窯1號巖管無礦金伯利巖中選了10件鉻鐵礦樣品，在42號巖管貧礦金伯利巖中選了20件鉻鐵礦樣品，在51號巖管中等含礦金伯利巖中選了15件鉻鐵礦樣品，在50號巖管富礦金伯利巖中選了5件鉻鐵礦樣品。

2 鉻鐵礦的紅外光譜采集

實驗使用的儀器:Nicolet 5700型紅外光譜儀(美國熱電公司生產);測試條件:光源為IR，掃描次數為32，分辨率為4，檢測器為DTGS CsI，分束器為CsI，光圈100，鏡速0.6329，掃描范圍400～4000cm－1。

本次研究采用溴化鉀壓片法，每個鉻鐵礦測試樣品稱取1mg左右，用瑪瑙研缽磨細至45μm，將待測鉻鐵礦樣品與150mg溴化鉀粉末放在瑪瑙缽中，一起研磨至2.5μm左右，利用壓片機制成測試樣[9]。

在統一設定的儀器測試條件下，用紅外光譜儀對鉻鐵礦樣品進行測試，獲得相應的鉻鐵礦紅外圖譜。

3 瓦房店礦區鉻鐵礦紅外光譜特征

無礦、貧礦、中等含礦和富礦巖管金伯利巖中第一世代鉻鐵礦紅外光譜特征如下:

(1)石灰窯1號巖管無礦金伯利巖中鉻鐵礦紅外光譜吸收峰在指紋區有3個，高頻吸收峰在630.2cm－1～634.6cm－1之間，平均值為632.8cm－1;低頻吸收峰在499.7cm－1～508.5cm－1之間，平均值為505.1cm－1;A吸收峰在1082.2cm－1～1089.6cm－1之間，平均值為1086.2cm－1;A峰吸光度與高頻峰吸光度的比值為0.55～1.01，平均值為0.71;高頻峰與低頻峰差值為125.2cm－1～131.1cm－1之間，平均值為127.8cm－1。

(2)瓦房店51號巖管中等含礦金伯利巖中鉻鐵礦紅外光譜吸收峰在指紋區有3個，高頻吸收峰在627.0cm－1～633.8cm－1之間，平均值為630.8cm－1;低頻吸收峰在499.8cm－1～507.7cm－1之間，平均值為504.8cm－1;A吸收峰在1025.6cm－1～1089.0cm－1之間，平均值為1065.8cm－1;A峰吸光度與高頻峰吸光度的比值為0.50～0.84，平均值為0.65;高頻峰與低頻峰差值為122.4cm－1～129.1cm－1之間，平均值為126.0cm－1。

(3)瓦房店50號巖管富礦金伯利巖中鉻鐵礦紅外光譜吸收峰在指紋區有3個，高頻吸收峰在629.3cm－1～640.4cm－1之間，平均值為634.6cm－1;低頻吸收峰在498.8cm－1～511.6cm－1之間，平均值為505.5cm－1;A吸收峰在1077.9cm－1～1086.8cm－1之間，平均值為1084.6cm－1;A峰吸光度與高頻峰吸光度的比值為0.60～0.78，平均值為0.64;高頻峰與低頻峰差值為127.1cm－1～130.5cm－1之間，平均值為129.1cm－1。

(4)瓦房店42號巖管貧礦金伯利巖中鉻鐵礦紅外光譜吸收峰在指紋區有3個，高頻吸收峰在624.2cm－1～635.9cm－1之間，平均值為630.5cm－1;低頻吸收峰在498.4cm－1～509.0cm－1之間，平均值為504.1cm－1;A吸收峰在1028.0cm－1～1089.7cm－1之間，平均值為1069.5cm－1;A峰吸光度與高頻峰吸光度的比值為0.54～0.95，平均值為0.70;高頻峰與低頻峰差值為123.3cm－1～130.4cm－1之間，平均值為126.4cm－1。

4 結語

(1)遼寧瓦房店金剛石礦區金伯利巖中鉻鐵礦樣品紅外圖譜高頻吸收峰范圍為624.2cm－1～640.4cm－1，低頻吸收峰范圍為498.4cm－1～511.6cm－1，分別介于磁鐵礦高頻吸收峰(567.5cm－1)與尖晶石高頻吸收峰(678.8cm－1)、磁鐵礦低頻吸收峰(471.4cm－1)與尖晶石低頻吸收峰(510.3cm－1)之間，顯示遼寧瓦房店金伯利巖中尖晶石族礦物多為鉻鐵礦，極少為尖晶石[10-11]。

(2)不同含礦性金伯利巖中鉻鐵礦A峰吸光度與高頻峰吸光度平均比值，由無礦、貧礦、中等含礦、富礦金伯利巖，依次為0.72、0.70、0.65、0.64，逐漸降低，顯示了明顯找礦意義。

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