可在地球化学测绘领域对铬铁矿石进行快速分析的便携式X射线荧光分析仪

矿产勘探公司通常会在项目实施的各个阶段进行地球化学测绘工作,以确定可以进行进一步调查和后续工作的地区。最近针对铬铁矿床完成的一项研究表明便携式X射线荧光分析仪可以有效地描述矿床中铂系合金和稀土元素(REE)的分布状况。
勘探结果表明可勘探区域的面积为1220公顷,其中蕴藏有一系列超镁铁质蛇纹岩、榴辉岩和纯橄榄岩,这些岩石中都含有矿化的铬铁物质。可确定两种不同类型的铬铁矿石:1)初级铬铁矿石;2)含有砷、铅和铂系合金的晚期矿脉。矿化露头出现在风化的第四纪层序的表面,这些层序平均宽度为0.5米,表面充分暴露在外,且没有植被。我们也可以使用磁力和重力两种地球物理测量技术清晰地划定这类矿床的界限。
地球化学测绘领域可对铬铁矿石进行快速分析的便携式X射线荧光分析仪
在研究中,我们使用了奥林巴斯的Vanta M系列便携式XRF分析仪对可勘探地区内27公顷区域中的铬(Cr)、铂(Pt)、钯(Pd)和稀土元素进行了地球化学测绘。测绘工作在钻探和采矿工作之前完成。这项初步工作(测绘)的结果表明如果使用便携式XRF分析仪在整个1220公顷的可勘探地区进行地球化学测量,将对钻探和采矿工作大有裨益。
在这项研究中所完成的工作包含以下项目:
  • 对该地区铬铁矿发生的情况进行文献回顾
  • 制定地球化学试点研究和测量的设计方案
  • 对便携式XRF分析仪进行校准评估,以确保其设置符合研究应用的目标
地球化学试点项目针对每个不同的元素分别进行,以确定所需的采样网格密度、位置和对齐方式。依照所调研地区的法定要求,标准的地质平面图/绘图、横截面图、区块模型图及投影图都以1:1000和1:10000的比例制成。
本项研究中所调查的铬铁矿床具有相当的复杂性,而且在结构上还受到了控制。据此,可以将这些铬铁矿床进行如下概述:
  • 中型和小型矿床
  • 几何形状表现为透镜状或静脉状
  • 有时会形成巢穴状和/或柱状
  • 矿床的长度会在几十米到300米之间变化,而且经常会被后期形成的结构分裂成细碎的区块
这类铬铁矿床的典型采样密度是在20米到50米的范围内,采集抽样总量的5%,其中包含质量控制样本:空白样本、标准样本和重复样本。
比例网格密度(米)样本数量控制样本数量样本总数量
1:2,00020 × 2072937766
1:5,00050 × 2029715290
1:5,00050 × 501217128
表1:27公顷(520米 × 520米)调研区域的采样网格密度的计算情况
随后,再使用相似的方法计算出要勘探整个1220公顷区域需要采集的样本数量。工作中所使用的比例为1:10000,采样网格密度为100米 × 50米。所算出的样本总数量为2684,其中包含5%的质量控制样本。
客户所要求达到的目标是在10天之内完成目标区域和勘探证书所标明的整个可勘探地区的地球化学绘图工作。要达到这个目标,每天要采集282个到345个样本,具体样本数量取决于所选的样本密度。考虑到要覆盖的地区面积,如果在一个8小时的工作时间内平均进行200次到400次检测,就可以满足客户的要求。
天数样本总数量
3450 (766+2684)2974 (290+2684)2812 (128+2684)
每天检测的样本数量
10345297282
表2:计算完成整个可勘探地区的测绘工作所需的天数
 
便携式XRF分析仪生成的每个检测结果都详细列出了样本的多元素地球化学方面的准确无误的元数据,以及由内置GPS接收器所确定的3D位置。位置数据以WGS-84投影形式报告,并可被迅速导出,从而可使用户在现场实时制成地球化学绘图,并快速对数据进行判读。
100×放大倍率下的钢材晶粒的图像图1. 铂矿床绘图的示例
我们对投资回报(ROI)进行了详细的分析,以计算出与常规实验室分析方法相比,使用便携式分析仪进行检测所增加的价值。实验室分析方法需要很长的周转时间,而且如果要将样本运送到俄罗斯的莫斯科,还会在样本处理和物流方面花费很多资金。在这个项目中,我们选择了1:5000的比例,相当于在10天内采集2974个样本。相比之下,使用便携式分析仪所需的周转时间比典型的实验室分析所需的周转时间快3倍,而所花费的成本少4倍。因此,计算得出的结果是:在这个单一项目中,一台便携式XRF分析仪本身的购买成本可以换来3倍到4倍的回报价值。
总之,这项研究表明使用奥林巴斯Vanta便携式XRF分析仪可以在现场迅速完成地球化学测绘工作,从而可以大幅提升投资回报价值,并加速检测项目的进程。在进行研究项目的整个过程中,我们发现除了可以使用更少的成本获得检测结果之外,还可以提前三分之二的时间交付结果,从而避免了多等一个月的时间。