便攜式XRF儀在金礦土壤化探找礦中的應(yīng)用

崔茂培

便攜式XRF儀在金礦土壤化探找礦中的應(yīng)用

崔茂培

（鑫冶礦業(yè)投資股份有限公司，成都610041）

美國伊諾斯（INNOV-DP50）是升級的便攜式XRF集成分析儀，具有更好的精確度和準(zhǔn)確度，更低的檢出限。XRF儀器對國際標(biāo)樣和實驗室分析樣品的測試結(jié)果顯示，賤金屬以及砷具有較高的準(zhǔn)確度，在對低含量金的土壤樣品應(yīng)用試驗中，取得一定進(jìn)展。通過在印尼西爪哇島熱液型金礦土壤地球化學(xué)測量，獲得很好的土壤地球化學(xué)異常，圈定一批異常靶區(qū)，為深部勘探工作提供了土壤地球化學(xué)依據(jù)。

XRF分析儀；土壤地球化學(xué)；熱液型金礦；印尼西爪哇島

便攜式XRF（XRay Fluorescence，X射線熒光光譜）分析儀是一種快速半定量元素分析儀，能夠快速、準(zhǔn)確地識別和分析從磷到鈾的周期表元素。由于具有輕便、快速、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)特點，在傳統(tǒng)礦種的地質(zhì)普查、選區(qū)和土壤地球化學(xué)測量應(yīng)用中，取得很好的找礦效果。

印尼西爪哇Bayah穹窿構(gòu)造是知名的熱液型金礦成礦區(qū)帶，圍繞穹窿產(chǎn)出有 Pongkor金礦（3百萬盎司金，開采），Cikondang金礦（14萬 盎司金）和Cikotok金礦（30萬盎司金）。選擇試驗的金礦勘探項目Kerta位于Bayah穹窿西翼。2012年，在Kerta礦區(qū)開展了土壤地球化學(xué)測量，運用便攜式XRF分析儀對土壤樣品中的Au、Ag、As、Sb等多元素進(jìn)行了測試分析，取得很好的試驗效果，展示了該儀器在熱液型金礦土壤地球化學(xué)勘查工作中的應(yīng)用前景。

圖1　 便攜式XRF分析儀工作原理

1　工作原理

XRF分析儀工作原理是基于波爾理論，內(nèi)層低軌道電子受到XRF激發(fā)光源（X射線管）X射線照射，吸收能量并躍遷到外層高軌道，原子處于激發(fā)狀態(tài)；隨后，外層高軌道其它電子迅速降低軌道至內(nèi)層，填補軌道空穴，同時釋放相應(yīng)的原子特有的能量（X射線）使原子重新回到穩(wěn)定的基態(tài)。根據(jù)每個元素（原子）釋放的能量（X射線）光譜譜線位置和強度的不同，便攜式XRF分析儀將測出的數(shù)據(jù)同標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行擬合，可以區(qū)分元素種類和計算含量，從而達(dá)到對樣品進(jìn)行測試分析。XRF分析儀工作原理見圖1。

2　性能檢驗

首先，以加拿大CDNResource Laboratories和澳大利亞Geostats Pty Ltd的國際標(biāo)樣和英國ITS實驗室的分析結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，對美國伊諾斯（INNOV-DP50）便攜式XRF分析儀的準(zhǔn)確度和精確度進(jìn)行測試和回歸分析，然后，對儀器準(zhǔn)度和斜率做出修正后，該儀器能滿足質(zhì)量的精準(zhǔn)度要求，可以開展系統(tǒng)的土壤樣品測試分析。

標(biāo)準(zhǔn)樣銅、鋅、鉬、銀、砷和銻的儀器測試結(jié)果與標(biāo)樣參考值的回歸分析見圖2，可見，XRF與標(biāo)樣分析結(jié)果具有較好的相關(guān)性和準(zhǔn)確度。

標(biāo)準(zhǔn)樣銅、鉛、鋅、鉬、金、銀、砷和銻的儀器重復(fù)樣測試結(jié)果回歸分析見圖3，XRF測試和重復(fù)樣結(jié)果高度相關(guān)性，顯示其具有較好的精確度。

圖2　便攜式XRF與標(biāo)樣分析結(jié)果相關(guān)圖

圖3　 便攜式XRF與重復(fù)樣測試結(jié)果相關(guān)圖

3　Kerta礦區(qū)地質(zhì)背景

印度尼西亞爪哇島的整個大地構(gòu)造環(huán)境為火山島弧帶，Kerta勘探區(qū)位于西爪哇Bayah穹窿的西部，Bayah穹窿是由喜山期火山噴發(fā)形成，巖性為安山巖-凝灰?guī)r-流紋巖-英安巖-火山角礫巖構(gòu)成，圍繞Bayah穹窿構(gòu)造，金礦（化）體呈現(xiàn)環(huán)狀分布（圖4）。

Kerta勘探區(qū)構(gòu)造主要為北西向，蝕變?yōu)榫G泥石化、泥化和硅化，受構(gòu)造控制呈北西-南東向展布，金礦化帶（淺成熱液型）斷續(xù)長2.5km，地表巖石金分析結(jié)果，最高20.4g/t Au，鉆孔巖芯達(dá)84.0g/tAu。XRF試驗區(qū)選擇在金礦化帶北西端的土壤覆蓋區(qū)（圖5）。

圖4　印度尼西亞西爪哇島區(qū)域地質(zhì)及主要金礦分布

圖5　Kerta勘探區(qū)地質(zhì)、構(gòu)造、蝕變和金礦化分布及XRF實驗區(qū)位置

4　土壤地球化學(xué)測量

在該實驗區(qū)，之前傳統(tǒng)土壤地球化學(xué)測量網(wǎng)度為100×100m，在異常區(qū)加密到50×50m，土壤樣品由雅加達(dá)英國ITS實驗室火法試金和ICP-OES分析34個元素，由于汞元素分析費用較高，故未分析。傳統(tǒng)土壤地球化學(xué)金、砷、銻和銀在該區(qū)異常分布見圖6。

圖6　試驗區(qū)傳統(tǒng)土壤金、砷、銻和銀異常剖析圖（金-火法；As，Sb和Ag-ICP-OES）

由于該區(qū)屬于熱帶雨林氣候，地層巖石強烈風(fēng)化，地表90%以上區(qū)域為土壤覆蓋，基巖露頭僅在水系沖溝出露。雖然，傳統(tǒng)土壤地球化學(xué)獲得較好的金異常，仍然確定不了探槽工程和鉆探靶區(qū)的精確位置，如果，進(jìn)一步加密土壤采樣網(wǎng)度（如25×10m），其樣品量和化驗室分析成本將大大增加、化驗周期時間更長，最終將導(dǎo)致勘探期的延長。便攜式XRF（INNOV-DP50）分析技術(shù)的引進(jìn)，土壤采樣加密到25×10m網(wǎng)度，只增加了非常低的采樣成本，總共687件土壤樣品，便攜式XRF分析儀用5天時間（土壤樣品由于已具備細(xì)粒較均勻特點，每件土壤樣品，在3個不同部位獲取XRF測試數(shù)據(jù)，取平均值作為該樣品分析結(jié)果），獲得金（試驗）、砷、汞、銻等多元素測試數(shù)據(jù)。極大的縮短了樣品分析周期和降低化驗成本，高效精細(xì)化異常結(jié)構(gòu)，并發(fā)現(xiàn)北西向構(gòu)造的礦化異常顯示，進(jìn)一步縮小了勘探靶區(qū)。XRF金、砷、汞和銻土壤地球化學(xué)異常見圖7。

對土壤XRF金、砷、銻和汞地球化學(xué)異常結(jié)合地質(zhì)、蝕變和構(gòu)造分析，篩選出7個可進(jìn)一步勘探的區(qū)域（見圖8A），進(jìn)過詳細(xì)地質(zhì)填圖和探槽揭露，發(fā)現(xiàn)硅化-泥化蝕變帶及淺成熱液石英脈，巖石金品位達(dá)3.8g/t，進(jìn)而確定了5個深部鉆探靶區(qū)（圖8B）。以前地質(zhì)工作認(rèn)為，該區(qū)金礦化受北西向構(gòu)造控制，但從獲得的土壤XRF異常分析中發(fā)現(xiàn)了北東向構(gòu)造也具有異常顯示，為下一步工作提供了新的找礦方向。

圖7　試驗區(qū)土壤XRF金、砷、汞和銻異常剖析圖

5　結(jié)論

便攜式XRF（INNOV-DP50）分析儀在土壤地球化學(xué)找礦勘查應(yīng)用中，方法有效。在Kerta勘探試驗區(qū)，通過加密網(wǎng)度土壤采樣，快速XRF測試，對傳統(tǒng)方法獲得的土壤地球化學(xué)異常結(jié)構(gòu)精細(xì)化，為進(jìn)一步的深部勘探確定目標(biāo)和靶區(qū)。

便攜式XRF（INNOV-DP50）分析技術(shù)的引進(jìn)，在土壤地球化學(xué)找礦勘查中，對降低分析成本、提高分析效率和縮短化驗周期，快速評價和篩選靶區(qū)發(fā)揮了積極作用，還可以通過預(yù)先對巖石樣和鉆孔樣品的XRF快速掃描，減少送樣量，進(jìn)一步降低勘探成本。同時，便攜式XRF分析技術(shù)，在勘探區(qū)對不同期次石英脈及不同方向構(gòu)造與成礦關(guān)系的研究中，也具有很好的應(yīng)用前景。

感謝：筆者在Kerta勘探區(qū)的便攜式XRF土壤地球化學(xué)試驗過程中，得到亞洲金礦副總裁Richard Gosse和印度尼西亞PTAGC Indonesia勘探經(jīng)理Sukmandaru Prihatmoko的全力支持，同時感謝野外勘探團隊的幫助和積極配合，使得試驗順利完成。

圖8　試驗區(qū)土壤XRF勘探和深部鉆探靶區(qū)

［1］Aaron Baensch（Olympus Innov-X）.Introduction to Field Portable XRF（FPXRF）for Mineral Exploration&Mining.

［2］J.P.Mile? siáE.MarcouxáT.Sitorus.M.SimandjuntakáJ.LeroyáL.Bailly.Pongkor（west Java，Indonesia）：a Pliocene supergene-enriched epithermal Au-Ag-（Mn）deposit.Mineralium Deposita（1999）34：131-149.óSpringer-Verlag 1999

TheApp lication of Potable XRFAnalyzer to the Geochem ical Exp loration of Gold in Indonesia

CUIMao-pei
（Sichuan Xinye InvestmentCorporation ofM ining&Exploration，Sichuan Chengdu 610041）

Potable XRFanalyzer INNOV-DP50 has better precision and accuracy，aswellas lower detection lim its.The testing of international standards and laboratory sample by the XRF analyzer shows that XRF has good accuracy for base metals and As.The XRF analyzer is used for analyzing soil sample from west Java，Indonesia，obtaining very good soilAu geochem icalanomalies.

portable XRF analyser；soil geochem istry；epithermal gold m ineralization；west Java，Indonesia

P632+.1；P618.51

A

1006-0995（2015）02-0299-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.02.034

2015-01-22

崔茂培（1958-），男，四川人，高級工程師，研究方向：地球化學(xué)勘探