可在地球化學測繪領域對鉻鐵礦石進行快速分析的便攜式X射線熒光分析儀

礦產勘探公司通常會在項目實施的各個階段進行地球化學測繪工作,以確定可以進行進一步調查和后續工作的地區。最近針對鉻鐵礦床完成的一項研究表明便攜式X射線熒光分析儀可以有效地描述礦床中鉑系合金和稀土元素(REE)的分布狀況。
勘探結果表明可勘探區域的面積為1220公頃,其中蘊藏有一系列超鎂鐵質蛇紋巖、榴輝巖和純橄欖巖,這些巖石中都含有礦化的鉻鐵物質。可確定兩種不同類型的鉻鐵礦石:1)初級鉻鐵礦石;2)含有砷、鉛和鉑系合金的晚期礦脈。礦化露頭出現在風化的第四紀層序的表面,這些層序平均寬度為0.5米,表面充分暴露在外,且沒有植被。我們也可以使用磁力和重力兩種地球物理測量技術清晰地劃定這類礦床的界限。
地球化學測繪領域可對鉻鐵礦石進行快速分析的便攜式X射線熒光分析儀
在研究中,我們使用了奧林巴斯的Vanta M系列便攜式XRF分析儀對可勘探地區內27公頃區域中的鉻(Cr)、鉑(Pt)、鈀(Pd)和稀土元素進行了地球化學測繪。測繪工作在鉆探和采礦工作之前完成。這項初步工作(測繪)的結果表明如果使用便攜式XRF分析儀在整個1220公頃的可勘探地區進行地球化學測量,將對鉆探和采礦工作大有裨益。
在這項研究中所完成的工作包含以下項目:
  • 對該地區鉻鐵礦發生的情況進行文獻回顧
  • 制定地球化學試點研究和測量的設計方案
  • 對便攜式XRF分析儀進行校準評估,以確保其設置符合研究應用的目標
地球化學試點項目針對每個不同的元素分別進行,以確定所需的采樣網格密度、位置和對齊方式。依照所調研地區的法定要求,標準的地質平面圖/繪圖、橫截面圖、區塊模型圖及投影圖都以1:1000和1:10000的比例制成。
本項研究中所調查的鉻鐵礦床具有相當的復雜性,而且在結構上還受到了控制。據此,可以將這些鉻鐵礦床進行如下概述:
  • 中型和小型礦床
  • 幾何形狀表現為透鏡狀或靜脈狀
  • 有時會形成巢穴狀和/或柱狀
  • 礦床的長度會在幾十米到300米之間變化,而且經常會被后期形成的結構分裂成細碎的區塊
這類鉻鐵礦床的典型采樣密度是在20米到50米的范圍內,采集抽樣總量的5%,其中包含質量控制樣本:空白樣本、標準樣本和重復樣本。
比例網格密度(米)樣本數量控制樣本數量樣本總數量
1:2,00020 × 2072937766
1:5,00050 × 2029715290
1:5,00050 × 501217128
表1:27公頃(520米 × 520米)調研區域的采樣網格密度的計算情況
隨后,再使用相似的方法計算出要勘探整個1220公頃區域需要采集的樣本數量。工作中所使用的比例為1:10000,采樣網格密度為100米 × 50米。所算出的樣本總數量為2684,其中包含5%的質量控制樣本。
客戶所要求達到的目標是在10天之內完成目標區域和勘探證書所標明的整個可勘探地區的地球化學繪圖工作。要達到這個目標,每天要采集282個到345個樣本,具體樣本數量取決于所選的樣本密度。考慮到要覆蓋的地區面積,如果在一個8小時的工作時間內平均進行200次到400次檢測,就可以滿足客戶的要求。
天數樣本總數量
3450 (766+2684)2974 (290+2684)2812 (128+2684)
每天檢測的樣本數量
10345297282
表2:計算完成整個可勘探地區的測繪工作所需的天數
 
便攜式XRF分析儀生成的每個檢測結果都詳細列出了樣本的多元素地球化學方面的準確無誤的元數據,以及由內置GPS接收器所確定的3D位置。位置數據以WGS-84投影形式報告,并可被迅速導出,從而可使用戶在現場實時制成地球化學繪圖,并快速對數據進行判讀。
100×放大倍率下的鋼材晶粒的圖像圖1. 鉑礦床繪圖的示例
我們對投資回報(ROI)進行了詳細的分析,以計算出與常規實驗室分析方法相比,使用便攜式分析儀進行檢測所增加的價值。實驗室分析方法需要很長的周轉時間,而且如果要將樣本運送到俄羅斯的莫斯科,還會在樣本處理和物流方面花費很多資金。在這個項目中,我們選擇了1:5000的比例,相當于在10天內采集2974個樣本。相比之下,使用便攜式分析儀所需的周轉時間比典型的實驗室分析所需的周轉時間快3倍,而所花費的成本少4倍。因此,計算得出的結果是:在這個單一項目中,一臺便攜式XRF分析儀本身的購買成本可以換來3倍到4倍的回報價值。
總之,這項研究表明使用奧林巴斯Vanta便攜式XRF分析儀可以在現場迅速完成地球化學測繪工作,從而可以大幅提升投資回報價值,并加速檢測項目的進程。在進行研究項目的整個過程中,我們發現除了可以使用更少的成本獲得檢測結果之外,還可以提前三分之二的時間交付結果,從而避免了多等一個月的時間。