样品采集方法与运用.ppt
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1、样品采集方法样品采集方法 与与运用运用谭克彬谭克彬主主 要要 内内 容容一、样品采集、测试分析的重要性一、样品采集、测试分析的重要性二、矿产勘查常用样品的采集与运用二、矿产勘查常用样品的采集与运用三、科研样品的采集与运用三、科研样品的采集与运用四、样品的综合整理四、样品的综合整理五、参考资料五、参考资料一、样品采集的重要性一、样品采集的重要性 1、重要性:重要性:在地质勘查工作中,各类样品的采集、测试分析是一项十分重要的基础工作之一。通过样品的采集、分析、测试及鉴定,获取相关的信息和数据,为后期研究、判断提供重要依据。因此,样品采样质量好坏及是否具有代表性,测试分析是否合格,会直接影响下一步工
2、作部署,会影响我们研究所得出的结论,影响对矿床的正确评价及工业运用。2、样品质量评定、样品质量评定 样品结测试分析果的可靠性,与采样、加工、分析、运输保存等各个环节密切相关。判断样品取样质量的好坏,即采样是否合格,主要从取样的可靠性及代表性来评价。取样的可靠性:取样的可靠性:针对单个样品取样结 果的准确性,取样的技术误差。影响因素:在采样时可能有采样方法选择的错误、杂质的混入,有用矿物的崩散;加工过程中有用组分的散失、杂质的混入、加工程序的不合理;缩分过程中样品搅拌不均匀,加工程序不合理等,都会影响到样品的可靠性。查明取样中误差的方法:检查测量(同样位置同样方法重复取样)法、检查样品重量、采样
3、规格,采样方法。取样代表性取样代表性取样代表性取样代表性:指采取样品代表被取样地点或者地质单指采取样品代表被取样地点或者地质单指采取样品代表被取样地点或者地质单指采取样品代表被取样地点或者地质单元的程度。元的程度。元的程度。元的程度。取样代表性影响的因素:取样代表性影响的因素:取样代表性影响的因素:取样代表性影响的因素:矿石本身质量的变化性、样矿石本身质量的变化性、样矿石本身质量的变化性、样矿石本身质量的变化性、样品数量、样品间距、几何形态、规格、采样工程的影响。品数量、样品间距、几何形态、规格、采样工程的影响。品数量、样品间距、几何形态、规格、采样工程的影响。品数量、样品间距、几何形态、规格
4、、采样工程的影响。3.3.送样测试要求送样测试要求 对各类分析测试、鉴定样品对各类分析测试、鉴定样品应及时送交具有国家应及时送交具有国家或省级计量认证单位,或省级计量认证单位,有条件或者有特殊要求,应该有条件或者有特殊要求,应该送到仪器设备先进、分析测试鉴定成果权威性高的单送到仪器设备先进、分析测试鉴定成果权威性高的单位或者指定的具有资质的单位分析。位或者指定的具有资质的单位分析。4.4.及时整理样品及分析结果及时整理样品及分析结果 统一样品管理、统一编号、及时登记、送样,统一样品管理、统一编号、及时登记、送样,整理样品分析结果。整理样品分析结果。二、常用样品的采集与运用二、常用样品的采集与运
5、用常用样品可以归为以下几大类:常用样品可以归为以下几大类:化学分析样:化学分析样:基本分析、组合分析、化学全分析、物相分析。岩矿、标本样岩矿、标本样重砂采样重砂采样同位素样品:同位素样品:年龄样、稳定同位素样品包体样品包体样品技术取样:技术取样:小体重、大体重、湿度样、孔隙度样、块度样、工程力学样(抗拉、抗压、抗剪强度)矿石加工技术试验采样:矿石加工技术试验采样:各类选矿大样常用样品及样品代号常用样品及样品代号(一)化学样的采集与分析1.样品种类:样品种类:基本分析、组合分析、化学全析、物相分析2.采样目的采样目的:了解矿石中有益、有害元素或组份的种类和含量,确定矿体与夹石、围岩的界线;定矿石
6、质量;研究各组份问的相互消长关系和空间变化规律。(1)基本分析样:)基本分析样:了解矿石中一种或几种主要有益、有害组份的含量;划分矿石类型和品级,进行资源储量估算。采样原则采样原则:采样应沿矿体厚度方向,即沿物质成份变化最大的方向采样;采样应按 不同矿体、不同矿石类型和品级,分段采样;样品必须有代表性,并严防其他物质混入,避免人为的富化或贫化。采样方法采样方法:一般用刻槽法、刻线法、拣块法、剥刻槽法、刻线法、拣块法、剥层法、全巷法和岩心钻探层法、全巷法和岩心钻探采样。应用最广,也是各勘查阶段最常用的取样方法。样槽布置尽量水平,对矿石类型和品级不同的矿体,沿厚度方向分段连续取样,并要穿过矿体的全
7、部厚度要穿过矿体的全部厚度,必须,必须采集控制样采集控制样。在探槽取样,样槽布于其一壁或槽底在探槽取样,样槽布于其一壁或槽底。探井中样槽,视矿化均匀程度布于一壁、对壁或四壁。硐探中穿脉工程,样槽布于一壁,当矿化很不均匀时,则在两壁同时采样,然后合并成一个样;沿脉采样,是了解矿体沿走刻槽法刻槽法向品位变化情况,其间隔视矿化均匀程度而定,一般在掌子面上采取。样品的最大样品的最大长度不能大于矿体的厚度、不能跨层长度不能大于矿体的厚度、不能跨层。矿 种采样方法采样断面规格宽深(cm)采样长度(m)备 注铁矿刻槽52-1030.3-2内化矿床采样断面不小于20。锰矿刻槽52-1050.3-2化矿床不小于
8、20。铬矿刻槽52-1050.3-2风化矿床不小于20 。铜铅锌刻槽53-1031-2脉浸染大型铜矿床,采样长度可以适当放长。钼矿刻槽53-1031-2脉浸染大型矿床,采样长度可以适当放长。硫化镍刻槽53-1031-2铝土矿刻槽52-1030.5-1汞、锑刻槽53-1050.5-1.5钨、锡刻槽53-1050.5-1.5岩金刻槽103-2052钴土矿刻槽105-20200.5-1铍矿刻槽103-2050.5-2铌、钽刻槽53-2051-2主要金属主要金属矿产矿产常用采常用采样规样规格参考表格参考表矿 种断面规格宽深(cm)样长(m)备 注磷1050.5-2结核、团块、松散状不均匀旷体,可用剥层
9、、全巷法,格50 10020硫硫铁矿1051-2结核状黄铁矿和矿化不均匀矿体,可用剥层法,规格50-10010自然硫1050.5-1明矾石1050.5-2砷1051-2结构复杂时,样长。使用剥层法的规格50-100 x 10硼53-1051-2结晶、团块沉积矿体用剥层、全巷法50-100 10 石灰岩32-1052-4白云岩32-1050.5-4重晶石53-1051-2复杂时,用剥层、全巷法,规格50-100 20粘土、黄土页岩类32-1051-2主要非金属主要非金属矿产矿产常用采常用采样规样规格参考表(一)格参考表(一)高岭土类103-1051-2菱镁矿52-1050.5-1菱镁矿用剥层、全
10、巷法50-10010石英砂石英岩53-1050.5-2蛇纹岩1052-4矿 种断面规格宽深(cm)样长(m)备 注石 墨53-1051-2萤石53-1050.7-1复杂时,用剥层、全巷法50-10020长 石1030.5-2伟晶岩型用剥层、全巷法。滑 石1050.6-1复杂时,用剥层、全巷法50-10020硅灰岩53-1051-2石 膏32-1051-2耐火粘土103-1051-2主要非金属主要非金属矿产矿产常用采常用采样规样规格参考表(二)格参考表(二)主要非金属主要非金属矿产矿产常用采常用采样规样规格参考表(三)格参考表(三)温石棉镁质碳酸盐岩型10-1510-151-4镁质超基性岩型20
11、-3020固体盐类105芒硝0.1-1根据不同矿种,矿化均匀程度,一般O.1-1mo石盐厚度大、成分均匀、质量稳定,可放长至2石盐0.5-2天然碱0.5-2岩心钻探采样:岩心钻探采样:主要包括矿心、矿屑、矿粉三部分,以矿心取样为主(当矿体及顶底板3-5米,矿心采取率达不到80%的要求时,要对相应段的矿粉、矿屑采样)。主要采用的方法:主要采用的方法:全心法(小口径)、劈心法。不管是哪一种采取方法,样品的采取率都不能低于90%。(2)组合分)组合分析析样:样:了解矿体内具有综合回收利用的有益组份,或影响矿石选、冶性能的有害组份含量;分析项目一般根据光谱全分析和化学全分析结果确定。在基本分析中做了的
12、项目,一般不再列入组合分析。在基本分析中做了的项目,一般不再列入组合分析。只有需要了解伴生组份与主要组份之间相关关系的,或需要用组合分析结果来划分矿,类型的,组合分析才包括基本分析中的某些项目。组合分析样品是组合分析样品是根据有益有害组份含量变化大小,由几个至十几个或更多的基本分析的副样组合而成基本分析的副样组合而成。参与同一个组合分析样品的各个基本分析样,不得分布在不同资源储量估算块段,通常是用同一工程或相邻工程构成的同一矿体同一块段、同一类型品级矿石的基本分析副样组成。副样组合的原则,是根据根据基本分析样品长分析样品长度,按比例进行组合;组合起来的重量,按照化验要求度,按比例进行组合;组合
13、起来的重量,按照化验要求确定,一般为确定,一般为100-200g,岩金要求为,岩金要求为500g。矿矿 种种基本分析项目基本分析项目备备 注注铁矿铁矿TFe、mFe、S、P、Si02TFe全铁,mFe磁性铁锰矿锰矿Mn、Fe、P、Si02碳酸锰矿石还要分析Ca0、Mg0、Al203,和烧失量。铬铬 矿矿Cr203、Fe0、Fe203(Si02、Mg0、Ca0)钛钛Ti02 V205 TFe钛砂矿中应分析鉴定金红石、独居石、锆英石等。钒钒 矿矿V205钒单独矿床很少,多数生在磁铁矿、炭质页岩、铝土矿、煤矿等中。铜铜 矿矿Cu铅锌矿铅锌矿Pb、Zn铝铝 矿矿AL203、Si02、Ti02、Fe20
14、3镍镍 矿矿Ni、Cu铋铋 矿矿Bi钴钴 矿矿Co钨钨 矿矿W03、Mo、Bi、Sn锡锡 矿矿Sn钼钼 矿矿Mo汞汞 矿矿Hg、Sb锑锑 矿矿Sb、Hg金金 矿矿Au基基本本分分析析样样分分析析元元素素一一览览表表矿矿 种种基本分析基本分析项目项目备备 注注矿矿 种种银银 矿矿Ag铂族元素铂族元素Pt、Pd稀稀有有金金属属铍铍BeO铌钽矿铌钽矿Nb2O5、TaO5锆锆ZrO2、Nb2O5、Ta2O5、HfO2锂铯铷矿锂铯铷矿Li2O、Cs2O、Rb2O锶锶SrO稀有元素稀有元素铈族元素(轻稀土)包括La、Ce、Pr、Nd、Pm(人造元素)Sm、Eu七种钇族元素(重稀土)包括Y、Gd、Tb、Dy
15、、Ho、Er、Tu、Yb、Lu九种分散元素分散元素Ge、Ga、In、Tf、Re、Cd、Sc、Se、Te等主要赋存于别的矿物中,独立矿物比较少见,一般不形成单独开采矿床,在评价其他矿床时,应对分散元素进行综合评价。放射性铀、钍放射性铀、钍U、Th02基基本本分分析析样样分分析析元元素素一一览览表表(3)化学全分析 目的:目的:全面了解各种矿石类型中各种元素及组份的含量。通常在做化学全分析之前,先做光谱分析在做化学全分析之前,先做光谱分析。采样要求采样要求:可利用基本分析或组合分析副样,或单独采集有代表性的样品,用以全面了解旷床中各类型矿石的详细化学成分,每种矿石类型可做1-2个。矿石化学全分析样
16、品,单独采样重量不低于2kg,使用分析副样时按照测试单位要求的重量送样。(4)物相分析 目的:目的:研究某些矿床的自然分带、确定矿石自然类型;采样要求采样要求:先以肉眼和镜下鉴定,大致了解矿石各自然类型的分带情况,然后自地表至原生带上部按一定间距采集物相分析样品,划定各带的界线。样品也可在基本分析样品中抽选。当利用基本分析副样作为物相分析样品时,必须及时进行,以免副样变质影响质量。物相分析样品,单独采样重量不低于2kg,用分析副样时按照测试单位要求的重量送样。矿石自然类型硫化物中金属含量,总金属含量(%)氧化物中金属含量总金属含量(%)氧化矿混合矿硫化矿903010-301%)的样品容量法50
17、0-1000相对误差0.2%比色法500-1000相对误差5-10%适用于测定稀土总量较低(0.001%的样品测定稀土仪器中子活化法100La,Ce,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Ho,Tm,Lu 11个元素准确度优于5%测定微量稀土的最好方法之一。除分析11个稀土元素外,还同时分析Co,Zr,Sc,Cr,Rb,Ni,Th,U,Hf,Cs等元素含量稳定同位素稀释法200La,Ce,Nd,Sm,Eu,Gd,Dy,Ho,Yb,Lu10个元素准确度优于2%它的准确度优于其他所有方法,但分析速度较仪器中子活化法慢,且成本高,测定下限为0.01ppm。若样品中的稀土元素经分离富集,则测定下限达10
18、-6ppm放射性化学中子活化法100除Sc,Pm外的其他15个元素准确度优于5%当样品含微量稀土元素及存在干扰元素时,本法分析灵敏度及准确度优于仪器中子活化法中感耦合等离子矩发射光谱法500除Pm外的其他16个稀土元素相对标准误差小于10%它是溶液中多元素同时分析的较好方法之一,检验ppb.ppm。可用固体粉末样品(50-100mg)直接测定测定稀土火花源质谱法400除Sc,Pm外的其他15个稀土元素相对标准偏差10%能对固体样品中性质相似的元素同时分析,干扰少,取样量少。适用于分析超痕量稀土元素样品(在这种情况下送样5-10g)测定分量X射线荧光光谱法10002000除Sc,Pm外的其他15
19、个元素准确度优于10%本法较成熟,但分析灵敏度较差(0-ppm),取样量较多原子吸收光谱法约500除Ce,Yb,Lu,Sc,Pm外的其他12个元素相对标准偏差5%电子探针微区分析法数粒矿物某些稀土元素准确度优于5%能确定矿物中的稀土成分分带现象。分析简易、快速、检测限较高;测定Eu较困难稀土元素的主要分析方法及其样品量稀土元素的主要分析方法及其样品量稀土元素球粒陨石标准化型式图稀土元素球粒陨石标准化型式图 库地蛇绿杂岩熔岩稀土配分模式图样品种类样品种类硅酸盐硅酸盐稀土稀土微量微量解决主要解决主要地质问题地质问题断岩石的硅铝饱和程度,计算岩石化学指数,确定岩浆岩系列、岩石类型、岩石分类命名、构造
20、环境分析,物化参数确定、含矿性研究等岩浆分异演化、分馏程度特点研究岩石类型、形成构造环境采样方法采样方法及要求及要求应采集新鲜、无蚀变的岩石,尽量避开接触带、蚀变带、断裂破碎带等样品重量样品重量大于5千克新鲜岩石12kg,拣块法一般2-3kg分析主分析主要元素要元素TO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、MnO、CaO、Na2O、K2O、P2O5、H2O+、F、Cl、S、CO2、烧失量。LREE(La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu);HREE(Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)及Y、PmK、P、Ti、Ba、Rb、Zr、Hf、Ta、Na、Nb、U、Th、Sr、Ce、Y、La
21、、Nd、Sm、Yb、Sc岩石地球化学样品主要问题岩石地球化学样品主要问题 (二)(二)同位素测年同位素测年 在地质学中,研究地质演化、地质事件,确定在地质学中,研究地质演化、地质事件,确定各类地质体的形成时代,除有化石记录的地质体外各类地质体的形成时代,除有化石记录的地质体外,同位素年代学占有重要地位。同位素测年早期主要为同位素年代学占有重要地位。同位素测年早期主要为K-ArK-Ar法法,之后有之后有Rb-SrRb-Sr法、法、Sm-NdSm-Nd法和法和Ar-ArAr-Ar法等法等。锆石锆石U-PbU-Pb法一直是主要方法法一直是主要方法,但在锆石用量多少、具体测但在锆石用量多少、具体测年方
22、法等方面都有很大改进和发展。年方法等方面都有很大改进和发展。2121世纪初世纪初,以以SHRIMPSHRIMP为代表的锆石为代表的锆石原位微区测年技术原位微区测年技术的应用的应用,为我为我国同位素年代学研究解决实际地质问题作出了重要贡国同位素年代学研究解决实际地质问题作出了重要贡献。献。同位素测年方法特征一览表同位素测年方法特征一览表测年方法测年方法分析方法特征分析方法特征采样注意事项采样注意事项备注SHRIMP(SHRIMP(高高灵敏度离灵敏度离子探针子探针)可对锆石内部微区进行分析,一般情况下可以准确无误地获得各种成因锆石的年龄数据,了解锆石的生长历史,具有较高的可信度。了解被测对象的地质
23、特征、形成条件和岩石成因,了解岩石的结构构造、岩相学与岩石学信息要采集尽可能新鲜的岩石样品,不要有其他岩性混入。对采样点要做好记录和照相等。要进行显微薄片研究,了解锆石与其他造岩矿物之间相互关系。SHRIMP测年结果的解释必须以地质为基础LP-ICPMSLP-ICPMS(激光剥蚀激光剥蚀分析分析)亦可对锆石微区进行分析,但由于激光取样过程的U/Pb分馏,U/Pb同位素比值精度比SHRIMP分析结果差,但分析速度大大超过SHRIMP分析TIMSTIMS法法(化化学法和蒸学法和蒸发法发法)其优点是测年精度高,但花费费用高和测试时间长KArKAr法法测定对象常为云母类、角闪石、辉石、斜长石、海绿石、
24、伊利石、霞石、火山玻璃,以及含钾的沉积岩、变质岩、火成岩全岩选单矿物重一般2-50g,全岩样500-1000g。所测年龄比实际年龄要小,一般采用上限40Ar-39Ar40Ar-39Ar法法同上测年方法测年方法分析方法特征分析方法特征采样注意事项采样注意事项备注锆石锆石U UPb法法用超微方法分析,测定中生代及其以前的岩浆岩、变质岩、沉积岩的沉岩年龄、变质年龄、热事件年龄。分析要求提供每个矿物颗粒的U、Pb同位素比值及年龄值,多个矿物的一致曲线及年龄主要测定对象为锆石、独居石、磷灰石、晶质铀矿。对锆石含量高的花岗岩取35kg,对火山岩取1015kg,对中基性、超基性岩取2025kg,一般挑单矿物
25、重量0.52g,纯度98%,每种单矿物按物理性质不同分别测定。RbRbSr法法测定中生代以前的岩石形成年龄、变质年龄及物质来源信息。要求提供同位素测试数据、等时线图、等时线斜率、截距、相关系数、等时线年龄及误差范围测定对象主要为中、酸性岩;全岩等时线样一般采610块样,每块1kg左右,要保证样品的同源、同期、同一封闭体系;全岩单矿物等时线样和矿物等时线采一块即可,单矿物测定对象同KAr法;样品要新鲜。SmNdSmNd法法衰变期较长,适于测古生代以前岩浆岩、变质岩岩石和超基性岩年龄。采同期、同源全岩标本5-10块左右14C14C年龄年龄测定200-50000年间含碳物质的年龄,是获得最新年龄较好
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