利用绿泥石微量元素含量快速圈定斑岩矿床矿体的方法

1.本发明涉及矿床勘查技术领域，具体而言，涉及利用绿泥石微量元素含量快速圈定斑岩矿床矿体的方法。


背景技术：

2.随着世界经济持续发展，地表的矿产资源日益枯竭，矿产勘查的深度越来越深。然而，对于覆盖区矿床，特别是深部隐伏矿床，传统的化探方法效果有限，而物探方法经常存在多解性，使得当前找矿勘查工作面临巨大挑战。因此，急需更有效的方法来提高隐伏矿体勘查的准确性，从而建立高效的矿产勘查标志。蚀变矿物是研究热液矿床成因与指导找矿勘查的重点对象和重要手段，系统梳理矿区蚀变矿物类型、组合、空间分布特征以及物理化学标型特征，将有助于理解矿床成因机制和提高找矿勘查效率。斑岩型矿床有易于露天开采、品位低、规模巨大和矿化均匀等特点，有着十分重要的经济价值，提供了世界上将近75％铜、50％钼和20％金，以及少量的其他金属，如银、锌、铅、铋等，是世界上最重要的铜矿类型。在斑岩矿床外围青磐岩化蚀变带，绿泥石普遍发育，通常与绿帘石、方解石、石英等矿物共生，与矿化过程具有密切的关系。
3.绿泥石作为一种重要的热液蚀变矿物，是记录矿床热液过程的重要载体，对于指示矿床的成因具有重要的意义，因而其化学成分与结构特征研究历来受到国内外专家学者的重视。然而，前人对于绿泥石的研究主要集中在其化学成分与结构特征，而未将绿泥石特征，尤其是微量元素，作为判断斑岩矿床矿化中心的矿产勘查方法。此外，绿泥石经常含有其它矿物包裹体和与其他矿物形成复杂的共生关系，干扰了用绿泥石成分进行矿产勘查的工作。
4.现有技术中有使用拉曼光谱和电子探针数据对绿泥石进行研究以识别斑岩矿床热液中心，但是其关于绿泥石元素方面只是绿泥石的主量元素数据，然而绿泥石的主量元素数据一般变化范围比较小，而且容易受到围岩成分的影响；最重要的是该方法识别斑岩矿床热液中心主要是定性的描述，而不是定量的；此外，对于绿泥石的数据中经常含有其它矿物包裹体，而影响绿泥石数据，也会影响到用绿泥石数据作为勘查方法的准确性。
5.鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供利用绿泥石微量元素含量快速圈定斑岩矿床矿体的方法，其可以实现定量研究，且勘查准确性高。
7.本发明是这样实现的：
8.第一方面，本发明提供一种利用绿泥石微量元素含量快速圈定斑岩矿床矿体的方法，其包括：
9.(1)从已知的斑岩矿床矿区的矿体中心的预设半径范围内进行多次三维空间采样获得多个样品，对每个所述样品的空间信息进行记录；
10.(2)将多个所述样品分别打磨成薄片，利用显微镜对所述薄片进行观察，筛选含有绿泥石的薄片；
11.(3)对所述含有绿泥石的薄片进行扫描电镜分析，筛选出绿泥石结构成分均一且无杂质的薄片作为待测样本；
12.(4)对所述待测样本进行电子探针分析以获得并记录所述待测样本中绿泥石中主量元素含量；
13.(5)对所述待测样本进行la-icp-ms分析以获得并记录所述待测样本中绿泥石的微量元素含量；
14.(6)对每个所述待测样本的所述主量元素含量和所述微量元素含量进行筛选以排除含有其他矿物的待测样本，将剩余合格的待测样本数据作为目标数据；
15.(7)根据所述目标数据中微量元素与其对应的所述样品的空间信息之间的关系，以所述样品距离矿体中心的距离为横坐标，以所述样品中绿泥石的微量元素指标为纵坐标，构建斑岩矿床绿泥石勘查标志方程式y＝ae
bx
，其中，所述样品距离矿体中心的距离的计算公式为x＝b*ln(y/a)，其中y代表绿泥石中微量元素指标，a和b为依据方程式确定的常数。
16.在可选的实施方式中，筛选以排除含有其他矿物的待测样本包括：对同一块所述待测样本进行筛选，选择na2o、k2o和cao含量之和小于0.5wt.％，si元素含量介于100000-225000ppm、k元素含量小于等于1000ppm、ti元素含量小于等于1000ppm和zr元素含量小于等于2ppm的待测样本为合格的待测样本数据。
17.在可选的实施方式中，所述微量元素指标包括单一微量元素的含量或两种微量元素含量的比值。
18.在可选的实施方式中，所述微量元素指标为两种微量元素含量的比值，其确定方法为：对所述目标数据中微量元素与其对应的所述样品的空间信息进行对应，筛选出随绿泥石远离所述矿体中心含量降低的第一元素组和含量增加的第二元素组，筛选出所述第一元素组中变化幅度最大的作为第一目标元素，筛选出所述第二元素组中变化幅度最大的作为第二目标元素，所述微量元素指标为所述第一目标元素与所述第二目标元素的比值。
19.在可选的实施方式中，所述第一目标元素为ti，所述第二目标元素为sr。
20.在可选的实施方式中，所述主量元素包括在绿泥石中含量大于等于0.1％的元素，所述微量元素包括在绿泥石中含量小于0.1％的元素。
21.在可选的实施方式中，所述主量元素包括fe、mg、si和al中的至少一种。
22.在可选的实施方式中，所述微量元素包括na、k、ti、sr、sc、v、ni、ga、ca、li、mn和zn中的至少一种。
23.在可选的实施方式中，所述样品的空间信息包括所述样品距离所述矿体中心的距离、所述样品的经度和所述样品的纬度中的至少一种。
24.在可选的实施方式中，所述薄片的厚度为20-40μm。
25.在可选的实施方式中，所述预设半径为1000-4000m。
26.本发明具有以下有益效果：本技术提供的利用绿泥石微量元素含量快速圈定斑岩矿床矿体的方法选用微量元素作为作为判断矿体位置的标志，其含量变化有两三个数量级的变化，且受到围岩成分的影响较小，这可以扩大指标变化的幅度和范围，并且本技术还提
出了如何进行绿泥石数据删选的流程，从而提高了斑岩矿床找矿效率及准确性，同时解决了矿区周围深部与边部找矿难度大和效率低的难题。此外，本技术提供的利用绿泥石微量元素含量快速圈定斑岩矿床矿体的方法是一种定量的方法，还给出了绿泥石微量元素与绿泥石距离矿体距离的方程式，这样就可以利用绿泥石成分定量的知道绿泥石距离矿体的距离，而非是定性的。因此，本技术提供的利用绿泥石微量元素含量快速圈定斑岩矿床矿体的方法是一种精确和定量地寻找斑岩矿床热液中心即矿体位置的方法，通过绿泥石微量元素与绿泥石到矿体距离之间的关系，确定矿化中心的位置，从而圈定找矿靶区。相比之前的矿产勘查方法，本发明以绿泥石微量元素含量作为判断矿体位置的标志，极大地提高了元素异常的幅度和范围，提高了斑岩矿床找矿效率及准确性。本发明通过对数据进行筛选能够有效地去除含有矿物包裹体和与其他矿物形成复杂的共生关系的绿泥石，提高了利用绿泥石微量元素圈定矿体的准确性。本发明通过精确确定矿化中心的位置，可有效地避免斑岩矿床铜矿体漏圈，有效地对矿床深边部找矿提出前瞻性预测，减少勘探成本和时间，高效合理的利用矿产资源。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
28.图1为本技术实施例1提供的绿泥石的微量元素随着绿泥石距离矿体距离的变化的分布图。
具体实施方式
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
30.本发明提供一种利用绿泥石微量元素含量快速圈定斑岩矿床矿体的方法，其包括如下步骤：
31.(1)采样。
32.从已知的斑岩矿床矿区的矿体中心的预设半径(例如1000-4000m)范围内进行多次三维空间采样获得多个样品，对每个样品的空间信息进行记录，样品的空间信息包括样品距离矿体中心的距离、样品的经度和样品的纬度中的至少一种。
33.(2)挑选样品。
34.将多个样品分别打磨成厚度为20-40μm薄片，利用显微镜对薄片进行观察，筛选含有绿泥石的薄片，针对不含绿泥石的薄片进行排除。
35.(3)扫描电镜分析。
36.对含有绿泥石的薄片进行扫描电镜分析，筛选出绿泥石结构成分均一且无其它矿物包裹体的薄片作为待测样本。
37.(4)电子探针分析。
38.电子探针可以对试样中微小区域(微米级)的化学组成进行定性或定量分析，本技术中，对待测样本进行电子探针分析以获得并记录待测样本中绿泥石中主量元素含量；主量元素包括在绿泥石中含量大于等于0.1％的元素，主量元素包括fe、mg、si和al中的至少一种。
39.(5)la-icp-ms分析。
40.la-icp-ms指的是激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪，la-icp-ms的分析精度相较于电子探针更高，本技术中对待测样本进行la-icp-ms分析以获得并记录待测样本中绿泥石的微量元素含量；微量元素包括在绿泥石中含量小于0.1％的元素。微量元素包括na、k、ti、sr、sc、v、ni、ga、ca、li、mn和zn中的至少一种。
41.(6)数据筛选。
42.对每个待测样本的主量元素含量和微量元素含量进行筛选以排除含有其他矿物的待测样本，将剩余合格的待测样本数据作为目标数据。
43.筛选以排除含有其他矿物的待测样本包括：对同一块待测样本进行筛选，选择na2o、k2o和cao含量之和小于0.5wt.％，si元素含量介于100000-225000ppm、k元素含量小于等于1000ppm、ti元素含量小于等于1000ppm和zr元素含量小于等于2ppm的待测样本为合格的待测样本数据。
44.其中，na2o、k2o和cao含量过高代表绿泥石中可能含有其它矿物包裹体，或者可能存在绿泥石与其他矿物形成复杂的共生关系，这样的情况会干扰用绿泥石成分进行矿产勘查的工作，因此需要对其进行排除。而si元素、k元素、ti元素和zr元素的含量超出本技术限定的范围时，代表绿泥石可能是混合物。因此，本技术中，通过对所有检测的数据进行筛选，当不符合上述标准时即进行剔除，可以保证本技术数据的可靠性，进而提升检测方法的准确性。
45.(7)构建方程式。
46.根据目标数据中微量元素与其对应的样品的空间信息之间的关系，以样品距离矿体中心的距离为横坐标，以样品中绿泥石的微量元素指标为纵坐标，构建斑岩矿床绿泥石勘查标志方程式y＝ae
bx
，其中，样品距离矿体中心的距离的计算公式为x＝b*ln(y/a)，其中y代表绿泥石中微量元素指标，a和b为依据方程式确定的常数。
47.本技术中，微量元素指标包括单一微量元素的含量或两种微量元素含量的比值。
48.优选地，微量元素指标为两种微量元素含量的比值，其确定方法为：对目标数据中微量元素与其对应的样品的空间信息进行对应，筛选出随绿泥石远离矿体中心含量降低的第一元素组和含量增加的第二元素组，筛选出第一元素组中变化幅度最大的作为第一目标元素，筛选出第二元素组中变化幅度最大的作为第二目标元素，微量元素指标为第一目标元素与第二目标元素的比值。更优选地，第一目标元素为ti，第二目标元素为sr。
49.由于绿泥石的主量元素数据一般变化范围比较小，而且容易受到围岩成分的影响；一般绿泥石微量元素的含量变化有两三个数量级的变化，而主量元素的变化最多只有一个数量级，因此，本技术中选用微量元素作为作为判断矿体位置的标志，尤其是以第一目标元素和第二目标元素的比值作为微量元素指标，这可以扩大指标变化的幅度和范围，并且本技术还提出了如何进行绿泥石数据删选的流程，从而提高了斑岩矿床找矿效率及准确
性，同时解决了矿区周围深部与边部找矿难度大和效率低的难题。此外，本技术提供的利用绿泥石微量元素含量快速圈定斑岩矿床矿体的方法是一种定量的方法，还给出了绿泥石微量元素与绿泥石距离矿体距离的方程式，这样就可以利用绿泥石成分定量的知道绿泥石距离矿体的距离，而非是定性的。
50.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
51.实施例1
52.样品来自新疆土屋斑岩铜矿和印度尼西亚的巴都希贾乌超大型斑岩铜金矿床。在这两个实例中，通过矿区地表采样，详细记录样品三维空间信息。挑选野外采集的样品磨薄片，然后进行显微镜下观察，找到含有绿泥石的薄片；对含有绿泥石的薄片进行扫描电镜分析，开展绿泥石结构研究，筛选出绿泥石结构成分均一且无杂质的薄片作为待测样本，成分不均一或有明显杂质的剔除。在结构研究的基础上，对绿泥石开展电子探针分析，获得并记录绿泥石的主量元素成分；在电子探针分析的基础上，对绿泥石进行la-icp-ms分析，获得并记录其微量元素含量；对绿泥石数据进行筛选，选择的标准为绿泥石na2o、k2o和cao含量之和小于0.5wt.％，si元素含量介于100000
–
225000ppm、k元素含量小于等于1000ppm、ti元素含量小于等于1000ppm和zr元素含量小于等于2ppm。根据目标数据中微量元素与其对应的样品的空间信息之间的关系，以样品距离矿体中心的距离为横坐标，以样品中绿泥石的微量元素指标为纵坐标，构建斑岩矿床绿泥石勘查标志方程式y＝ae
bx
。
53.请参阅图1，如本技术发现在距离矿体3.2公里范围内，随着绿泥石远离矿体，其ti/sr比值逐渐降低，并且得到方程式：x＝b*ln(y/a)，其中x代表绿泥石距离矿体的距离，y代表绿泥石ti/sr比值，a和b分别为600和-0.0024。根据本技术提供的这个方程式就可以知道绿泥石距离矿体的实际距离，这为后续进行矿床深边部找矿提出前瞻性预测，减少勘探成本和时间，高效合理的利用矿产资源。
54.综上所述，本技术提供的利用绿泥石微量元素含量快速圈定斑岩矿床矿体的方法选用微量元素作为作为判断矿体位置的标志，其含量变化有两三个数量级的变化，且受到围岩成分的影响较小，尤其是以第一目标元素和第二目标元素的比值作为微量元素指标，这可以扩大指标变化的幅度和范围，并且本技术还提出了如何进行绿泥石数据删选的流程，从而提高了斑岩矿床找矿效率及准确性，同时解决了矿区周围深部与边部找矿难度大和效率低的难题。此外，本技术提供的利用绿泥石微量元素含量快速圈定斑岩矿床矿体的方法是一种定量的方法，还给出了绿泥石微量元素与绿泥石距离矿体距离的方程式，这样就可以利用绿泥石成分定量的知道绿泥石距离矿体的距离，而非是定性的。因此，本技术提供的利用绿泥石微量元素含量快速圈定斑岩矿床矿体的方法是一种精确和定量地寻找斑岩矿床热液中心即矿体位置的方法，通过绿泥石微量元素与绿泥石到矿体距离之间的关系，确定矿化中心的位置，从而圈定找矿靶区。相比之前的矿产勘查方法，本发明以绿泥石微量元素含量作为判断矿体位置的标志，极大地提高了元素异常的幅度和范围，提高了斑岩矿床找矿效率及准确性。本发明通过对数据进行筛选能够有效地去除含有矿物包裹体和与其他矿物形成复杂的共生关系的绿泥石，提高了利用绿泥石微量元素圈定矿体的准确性。本发明通过精确确定矿化中心的位置，可有效地避免斑岩矿床铜矿体漏圈，有效地对矿床深边部找矿提出前瞻性预测，减少勘探成本和时间，高效合理的利用矿产资源。
55.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技
术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。