新疆卡魯安某鋰礦勘區(qū)X熒光測(cè)量異常特征分析

摘 要：在偉晶巖鋰礦的勘查研究中，常用x熒光方法對(duì)土壤元素含量作分析。鋰元素不能直接被測(cè)量，只有通過找到與鋰伴生的元素，從而指導(dǎo)找礦。結(jié)合新疆有色金屬706隊(duì)提供的資料，布設(shè)了L1、L2兩條總長(zhǎng)6605 m的測(cè)線，通過運(yùn)用X熒光法研究了新疆卡魯安某勘查區(qū)X熒光異常特征。結(jié)果表明：土壤中Mn、Rb、Y三種元素含量在偉晶巖脈露頭（含未礦化的偉晶巖脈）的區(qū)域會(huì)出現(xiàn)明顯的異常反應(yīng)，而在埋深較深的偉晶巖脈上方?jīng)]有異常體現(xiàn)，不同深度的其它巖性也沒有明顯的土壤X熒光測(cè)量異常；為尋找偉晶巖鋰礦提供了很好的指示作用?？梢姡琗熒光法對(duì)尋找偉晶巖鋰礦是準(zhǔn)確、有效的。

關(guān)鍵詞：X熒光測(cè)量；偉晶巖鋰礦；異常特征

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是新能源汽車的出現(xiàn)，對(duì)鋰的需求越來越大[1]，促使人們加大對(duì)鋰礦資源的勘查和研究[2]。我國(guó)的偉晶巖鋰礦在鋰礦類型中占據(jù)重要地位，但是母巖偉晶巖成礦規(guī)模一般不大，開展如磁法、電法等常規(guī)物探方法一般不能達(dá)到理想效果；將X熒光法引入偉晶巖型鋰礦勘查，可指導(dǎo)找礦。

為此，筆者在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目與國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持下，以新疆卡魯安偉晶巖鋰礦勘查區(qū)為研究區(qū)，開展了X熒光測(cè)量探測(cè)隱伏偉晶巖鋰礦研究工作。

1.研究區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)，阿勒泰地區(qū)中部，地處哈龍河與阿祖拜河兩側(cè)，往西2km處為群庫(kù)爾一阿祖拜偉晶巖帶的北端延伸部分，向南可達(dá)阿祖拜地區(qū)，向北達(dá)哈龍河上游段。研究區(qū)主要巖性為細(xì)砂巖、粉砂巖與泥巖呈不均勻的互層體，在受區(qū)域變質(zhì)作用影響后，巖石大多已經(jīng)變質(zhì)成石英-黑云母片巖，如堇青石-黑云母-石英片巖等。

該區(qū)域巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，主要由火山巖、沉積巖和花崗巖等組成。哈龍-阿祖拜偉晶巖礦田包圍在中阿爾泰哈龍-青河早古生代生成的巖漿弧之中。在哈龍背斜的傾沒端、東西向斷裂和南西向斷裂的復(fù)合地帶等構(gòu)造中，都分布著大量的偉晶巖脈?；◢弬ゾr脈賦存于中上志留統(tǒng)庫(kù)魯木提群變質(zhì)的片巖系中，礦區(qū)范圍內(nèi)地層主要為中上志留統(tǒng)變質(zhì)的片巖系，褶皺構(gòu)造不明顯。但次一級(jí)構(gòu)造裂隙十分發(fā)育，對(duì)礦區(qū)內(nèi)偉晶巖的形成創(chuàng)造了很好的條件，研究區(qū)內(nèi)先后發(fā)現(xiàn)了806、809、650等多條偉晶巖鋰礦脈，目前，仍有很好的找礦前景。

2.X熒光測(cè)量原理與基本工作方法

對(duì)于每一種化學(xué)元素的原子而言，所有的核外電子都以各自固有的能量在各自的軌道上高速運(yùn)行。當(dāng)X射線照射物質(zhì)時(shí)，原子的內(nèi)層電子與X射線碰撞后脫離原子核的束縛，使原子被激發(fā)，處于激發(fā)態(tài)。這時(shí)，外層電子躍遷至這一空位時(shí)，以發(fā)出X射線或俄歇電子的形式放出能量[3]。由于每種原子的原子能級(jí)結(jié)構(gòu)都是特有的，放出X射線的能量也是特定的，且波長(zhǎng)唯一，因此稱之為特征X射線。若想確定某些元素的存在，便可通過測(cè)定特征X射線的能量來實(shí)現(xiàn)。而特征X射線的強(qiáng)弱與此種元素在物質(zhì)中的含量呈正比關(guān)系，因此，若想得到物質(zhì)中某些元素的含量，可通過測(cè)量該元素特征X射線的強(qiáng)度，再通過特定的關(guān)系得出其含量。從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)X熒光的定性與定量分析。

在本研究中采用的是手提式X熒光儀（IED-2000）。儀器可同時(shí)測(cè)定K、Fe、Mn、Rb、Y、Nb等多種元素。偉晶巖型鋰礦不僅富集Li 元素，還會(huì)同時(shí)富集如Cs、Sr、Rb等多種元素[4]，在鋰礦地球化學(xué)異常中，我們通?？梢园l(fā)現(xiàn)Cs、Sr、Rb、Nb、Y、Zn 等元素，其中大部分元素都可以通過手提式X熒光儀進(jìn)行測(cè)量。在勘查區(qū)開展土壤X熒光測(cè)量，可捕獲勘查區(qū)內(nèi)成礦元素或其伴生元素的異常，通過對(duì)捕獲異常與地氣異常配合進(jìn)行綜合分析研究，達(dá)到尋找鋰礦的目的。

3.野外工作部署

根據(jù)研究區(qū)的具體概況和新疆七〇六隊(duì)在該地區(qū)所取得的物探、化探成果。按測(cè)線基本垂直偉晶巖鋰礦脈走向和構(gòu)造線走向?yàn)樵瓌t，布設(shè)了兩條測(cè)線，分別記為L(zhǎng)1線、L2線（見圖1）。對(duì)土壤X熒光測(cè)量布設(shè)兩條測(cè)線總共8205 m，其中L1測(cè)線為6206 m，采樣73個(gè)，L2 測(cè)線也為1999 m，采樣157個(gè)，方向野外采用羅盤定向、GPS加測(cè)繩定距。

為保證覆蓋范圍和工作效率，在未礦化偉晶巖脈的區(qū)域或沒有偉晶巖脈的區(qū)域設(shè)計(jì)土壤采樣點(diǎn)點(diǎn)距為60 m；在已知礦體周圍（在礦體平面投影位置兩邊100 m — 300 m范圍內(nèi)），土壤采樣點(diǎn)點(diǎn)距為40 m，離礦體距離的增加而加大采樣距；在礦體上方及相鄰區(qū)域（在礦體平面投影位置兩邊100 m范圍內(nèi)），土壤采樣點(diǎn)點(diǎn)距為20 m。由于地形原因部分測(cè)點(diǎn)不能測(cè)量，最終得到有效土壤樣品188個(gè)。

4 土壤X熒光異常特征研究

L1、L2 兩條測(cè)線共計(jì)完成188個(gè)有效測(cè)點(diǎn)的土壤樣品采集，完成對(duì)土壤樣品的土壤X熒光測(cè)量，包括Y、Mn、Fe、Ni、Rb等12種元素。經(jīng)過分析篩選，利用mapgis工程制圖軟件及grapher軟件繪制出基本可以反映偉晶巖鋰礦X熒光異常特征的三種元素（Y、Rb、Mn）X熒光測(cè)量綜合剖面圖。

由土壤X熒光曲線，在偉晶巖脈上方和偉晶巖礦脈露頭區(qū)域，Y、Rb、Mn 三種元素含量出現(xiàn)明顯正異常；特別是不含礦的偉晶巖脈上方區(qū)域，正異常更加明顯；而在埋深較深的偉晶巖礦脈上方和其它巖性區(qū)域沒有明顯異常表現(xiàn)。在L2線800 m附近區(qū)域Y、Rb、Mn 三種元素也出現(xiàn)明顯正異常，此區(qū)域地處兩側(cè)山坡腳下，地勢(shì)平穩(wěn)，而西側(cè)山坡上部有809號(hào)偉晶巖脈露頭，東側(cè)山坡上部有806號(hào)偉晶巖脈露頭，可能為806號(hào)礦脈延伸至該區(qū)域所產(chǎn)生的X熒光異常。

5 結(jié)論

（1）在偉晶巖脈上方區(qū)域通過X熒光分析得出一些與Li相關(guān)性較好的異常元素，可得出土壤X熒光測(cè)量卡魯安式偉晶巖鋰礦是有效的。

（2）土壤X熒光測(cè)量時(shí)，可以將與Li元素相關(guān)性較好的Y、Rb、Mn 三種元素作為L(zhǎng)i的指示元素。在偉晶巖脈露頭的區(qū)域附近，Y、Rb、Mn 三種元素具有較明顯的異常反應(yīng)，不含礦的偉晶巖脈露頭的區(qū)域異常更明顯；而在埋深較深的偉晶巖礦脈上方和其它巖性區(qū)域土壤中Y、Rb、Mn 三種元素含量沒有明顯異常表現(xiàn)。

（3）根據(jù)偉晶巖鋰礦脈區(qū)、無礦（化）偉晶巖脈區(qū)X熒光異常特點(diǎn)，可推斷出L2測(cè)線的800 m ～ 1100 m具有很好的找礦前景。

參考文獻(xiàn)：

[1] 游清治，2016.鋰—未來需求的最重要元素[J].新疆有色金屬，39（B07）：88-91

[2] Jiankang Li，Liu X，Wang D，2014.The Metallogenetic Regularity of Lithium Deposit in China[J].Acta Geologica Sinica

[3] 周紹森， 范成， 1990. 原子物理學(xué)[M]. 華東師范大學(xué)出版社

[4] 胡如權(quán)， 梁鯨， 王昌南，等.2016， 甘孜州及鄰區(qū)偉晶巖型鋰輝石礦床的成礦規(guī)律和找礦方向[J]. 世界有色金屬，（20）：63—64

作者簡(jiǎn)介：

楊吉成，男，碩士研究生。研究方向：核資源與核勘查技術(shù).

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41074094）資助