2016年04月22日星期五

科技创新

北山地区斑岩型铜矿特征矿物测试技术研究

摘要：以北山地区公婆泉和白山堂斑岩型铜矿为研究对象，利用现代大型分析测试设备，研究建立了含矿斑岩和蚀变带岩石样品中主要成矿元素的配套化学分析方法，黑云母化学特征精确测定的电子探针分析技术，黄铁矿主量和微量元素特征的电子探针与激光剥蚀电感耦合等离子体质谱联用分析测试技术，钾长石有序度的粉晶X射线衍射测定技术，绢（白）云母结构多型与b₀值的粉晶X射线衍射测试技术，以及石英中赋存流体包裹体化学组成的激光拉曼光谱分析测试技术

1.项目概况

“北山地区斑岩型铜矿特征矿物测试技术研究”项目是国家地质矿产调查评价专项中“地质实验测试技术研发示范与应用”计划项目所属的工作项目之一，项目周期为2013-2014年。

项目以北山地区公婆泉和白山堂铜矿为研究对象，利用电感耦合等离子体光谱、电感耦合等离子体质谱、原子吸收光谱、岩相学显微镜、电子探针、X射线衍射、激光拉曼光谱、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱等现代分析测试技术，研究建立含矿斑岩和蚀变带岩石样品中主要成矿元素化学分析方法，开展黑云母、黄铁矿、钾长石、绢（白）云母、石英等特征矿物的形态、成分、结构或赋存流体包裹体特征分析测试技术研究，探索有效判别北山地区斑岩体含矿性的指标，为实现区域内斑岩型铜矿找矿突破提供理论依据和技术支撑。

本项目由西安中心测试中心与矿产处紧密合作，共同策划设计和完成。项目成员以测试中心和矿产处青年业务骨干为主，并由资深地质矿产专家和分析测试专家担任项目指导，保障了项目在野外样品采集和室内分析测试中精工细作、保质保量。

2.成果简介

2.1北山公婆泉铜矿区典型蚀变带矿物学特征

通过对北山地区公婆泉铜矿62线剖面中矿物组合及蚀变分带开展研究，确认了该矿床符合典型斑岩型铜矿的蚀变特征，为区域找矿模型的建立提供了地质基础。

图1.项目野外调研采样工作照片

2.2含矿和不含矿斑岩及蚀变带样品化学成分分析测试技术研究

通过对北山地区公婆泉和白山堂典型斑岩型铜矿含矿斑岩和蚀变带岩石特性研究，建立了Cu、Pb、Zn、W、Mo、Au、Ag等成矿元素的配套分析测试方法，分析精度和准确度优于DZ/T0130- 2006质量管理规范的要求。该技术在斑岩型铜矿样品化学分析中具有较大的推广应用价值。

2.3黑云母形态特征与化学特征分析测试技术研究

在黑云母形态特征研究的基础上，建立了应用电子探针精确测定黑云母中主、微量元素成分的分析技术，针对黑云母易蚀变、样品胶影响、Fe³⁺与Fe²⁺计算等问题开展了针对性研究，揭示了白山堂矿区热液黑云母富Al、富Fe、低挥发分的特征，支撑了区域成矿流体来源及成矿作用机制等理论研究，为区域找矿突破提供技术支持。

2.4黄铁矿形态特征与化学特征分析测试技术研究

在黄铁矿形态特征研究的基础上，建立了应用电子探针和LA-ICP-MS精确测定黄铁矿中主、微量元素成分的原位分析技术，揭示了其亏硫、高铁、与中高温热液有关的特征。该分析技术可在单矿物主、微量元素成分分析方面推广应用。

图2 黄铁矿（左）与毒砂（右）显微镜下特征及LA-ICP-MS剥蚀行为对比

2.5钾长石有序度测定方法研究

在钾长石形态特征研究的基础上，建立完善了应用粉末X射线衍射仪测定钾长石有序度的分析方法，并对采自两矿区样品进行了分析研究，克服了样品混晶严重问题，判断了钾长石的成因类型及最低形成温度，并辅以电子探针分析对比，验证该方法的可行性与可靠性。

2.6绢（白）云母结构多型与b₀值测试技术研究

在岩相学和扫描电镜分析的基础上，研究建立了应用粉末X射线衍射仪测定绢（白）云母结构多型和b₀值的分析技术，辅以电子探针分析，揭示了两矿区绢（白）云母为1M型白云母与2M₁型多硅白云母共存的结构特征。

图3 北山绢英岩中1M与2M₁白色云母共存的X射线衍射分析图谱

2.7石英中赋存流体包裹体特征的分析测试技术研究

建立了以岩相学观察为基础，利用激光拉曼光谱半定量分析石英中流体包裹体气液相成分的测试技术，初步了解了白山堂矿区成矿流体富含CH₄、CO₂、N₂、H₂S和H₂等组分的特征。

3.成果意义

本项目成果是地质分析实验室紧密围绕地质找矿工作的需求所进行的分析方法建立、改进或完善，是现代分析测试技术在地质调查工作中发挥重要支撑作用的体现。本项目所建立的分析测试技术，可在地质调查工作中广泛推广应用。

（中国地质调查局西安地质调查中心叶美芳，闫巧娟，赵慧博，周宁超供稿）