便携式XRF仪在金矿土壤化探找矿中的应用

崔茂培

便携式XRF仪在金矿土壤化探找矿中的应用

崔茂培

（鑫冶矿业投资股份有限公司，成都610041）

美国伊诺斯（INNOV-DP50）是升级的便携式XRF集成分析仪，具有更好的精确度和准确度，更低的检出限。XRF仪器对国际标样和实验室分析样品的测试结果显示，贱金属以及砷具有较高的准确度，在对低含量金的土壤样品应用试验中，取得一定进展。通过在印尼西爪哇岛热液型金矿土壤地球化学测量，获得很好的土壤地球化学异常，圈定一批异常靶区，为深部勘探工作提供了土壤地球化学依据。

XRF分析仪；土壤地球化学；热液型金矿；印尼西爪哇岛

便携式XRF（XRay Fluorescence，X射线荧光光谱）分析仪是一种快速半定量元素分析仪，能够快速、准确地识别和分析从磷到铀的周期表元素。由于具有轻便、快速、数据精准特点，在传统矿种的地质普查、选区和土壤地球化学测量应用中，取得很好的找矿效果。

印尼西爪哇Bayah穹窿构造是知名的热液型金矿成矿区带，围绕穹窿产出有 Pongkor金矿（3百万盎司金，开采），Cikondang金矿（14万 盎司金）和Cikotok金矿（30万盎司金）。选择试验的金矿勘探项目Kerta位于Bayah穹窿西翼。2012年，在Kerta矿区开展了土壤地球化学测量，运用便携式XRF分析仪对土壤样品中的Au、Ag、As、Sb等多元素进行了测试分析，取得很好的试验效果，展示了该仪器在热液型金矿土壤地球化学勘查工作中的应用前景。

图1　 便携式XRF分析仪工作原理

1　工作原理

XRF分析仪工作原理是基于波尔理论，内层低轨道电子受到XRF激发光源（X射线管）X射线照射，吸收能量并跃迁到外层高轨道，原子处于激发状态；随后，外层高轨道其它电子迅速降低轨道至内层，填补轨道空穴，同时释放相应的原子特有的能量（X射线）使原子重新回到稳定的基态。根据每个元素（原子）释放的能量（X射线）光谱谱线位置和强度的不同，便携式XRF分析仪将测出的数据同标准曲线进行拟合，可以区分元素种类和计算含量，从而达到对样品进行测试分析。XRF分析仪工作原理见图1。

2　性能检验

首先，以加拿大CDNResource Laboratories和澳大利亚Geostats Pty Ltd的国际标样和英国ITS实验室的分析结果为标准，对美国伊诺斯（INNOV-DP50）便携式XRF分析仪的准确度和精确度进行测试和回归分析，然后，对仪器准度和斜率做出修正后，该仪器能满足质量的精准度要求，可以开展系统的土壤样品测试分析。

标准样铜、锌、钼、银、砷和锑的仪器测试结果与标样参考值的回归分析见图2，可见，XRF与标样分析结果具有较好的相关性和准确度。

标准样铜、铅、锌、钼、金、银、砷和锑的仪器重复样测试结果回归分析见图3，XRF测试和重复样结果高度相关性，显示其具有较好的精确度。

图2　便携式XRF与标样分析结果相关图

图3　 便携式XRF与重复样测试结果相关图

3　Kerta矿区地质背景

印度尼西亚爪哇岛的整个大地构造环境为火山岛弧带，Kerta勘探区位于西爪哇Bayah穹窿的西部，Bayah穹窿是由喜山期火山喷发形成，岩性为安山岩-凝灰岩-流纹岩-英安岩-火山角砾岩构成，围绕Bayah穹窿构造，金矿（化）体呈现环状分布（图4）。

Kerta勘探区构造主要为北西向，蚀变为绿泥石化、泥化和硅化，受构造控制呈北西-南东向展布，金矿化带（浅成热液型）断续长2.5km，地表岩石金分析结果，最高20.4g/t Au，钻孔岩芯达84.0g/tAu。XRF试验区选择在金矿化带北西端的土壤覆盖区（图5）。

图4　印度尼西亚西爪哇岛区域地质及主要金矿分布

图5　Kerta勘探区地质、构造、蚀变和金矿化分布及XRF实验区位置

4　土壤地球化学测量

在该实验区，之前传统土壤地球化学测量网度为100×100m，在异常区加密到50×50m，土壤样品由雅加达英国ITS实验室火法试金和ICP-OES分析34个元素，由于汞元素分析费用较高，故未分析。传统土壤地球化学金、砷、锑和银在该区异常分布见图6。

图6　试验区传统土壤金、砷、锑和银异常剖析图（金-火法；As，Sb和Ag-ICP-OES）

由于该区属于热带雨林气候，地层岩石强烈风化，地表90%以上区域为土壤覆盖，基岩露头仅在水系冲沟出露。虽然，传统土壤地球化学获得较好的金异常，仍然确定不了探槽工程和钻探靶区的精确位置，如果，进一步加密土壤采样网度（如25×10m），其样品量和化验室分析成本将大大增加、化验周期时间更长，最终将导致勘探期的延长。便携式XRF（INNOV-DP50）分析技术的引进，土壤采样加密到25×10m网度，只增加了非常低的采样成本，总共687件土壤样品，便携式XRF分析仪用5天时间（土壤样品由于已具备细粒较均匀特点，每件土壤样品，在3个不同部位获取XRF测试数据，取平均值作为该样品分析结果），获得金（试验）、砷、汞、锑等多元素测试数据。极大的缩短了样品分析周期和降低化验成本，高效精细化异常结构，并发现北西向构造的矿化异常显示，进一步缩小了勘探靶区。XRF金、砷、汞和锑土壤地球化学异常见图7。

对土壤XRF金、砷、锑和汞地球化学异常结合地质、蚀变和构造分析，筛选出7个可进一步勘探的区域（见图8A），进过详细地质填图和探槽揭露，发现硅化-泥化蚀变带及浅成热液石英脉，岩石金品位达3.8g/t，进而确定了5个深部钻探靶区（图8B）。以前地质工作认为，该区金矿化受北西向构造控制，但从获得的土壤XRF异常分析中发现了北东向构造也具有异常显示，为下一步工作提供了新的找矿方向。

图7　试验区土壤XRF金、砷、汞和锑异常剖析图

5　结论

便携式XRF（INNOV-DP50）分析仪在土壤地球化学找矿勘查应用中，方法有效。在Kerta勘探试验区，通过加密网度土壤采样，快速XRF测试，对传统方法获得的土壤地球化学异常结构精细化，为进一步的深部勘探确定目标和靶区。

便携式XRF（INNOV-DP50）分析技术的引进，在土壤地球化学找矿勘查中，对降低分析成本、提高分析效率和缩短化验周期，快速评价和筛选靶区发挥了积极作用，还可以通过预先对岩石样和钻孔样品的XRF快速扫描，减少送样量，进一步降低勘探成本。同时，便携式XRF分析技术，在勘探区对不同期次石英脉及不同方向构造与成矿关系的研究中，也具有很好的应用前景。

感谢：笔者在Kerta勘探区的便携式XRF土壤地球化学试验过程中，得到亚洲金矿副总裁Richard Gosse和印度尼西亚PTAGC Indonesia勘探经理Sukmandaru Prihatmoko的全力支持，同时感谢野外勘探团队的帮助和积极配合，使得试验顺利完成。

图8　试验区土壤XRF勘探和深部钻探靶区

［1］Aaron Baensch（Olympus Innov-X）.Introduction to Field Portable XRF（FPXRF）for Mineral Exploration&Mining.

［2］J.P.Mile siáE.MarcouxáT.Sitorus.M.SimandjuntakáJ.LeroyáL.Bailly.Pongkor（west Java，Indonesia）：a Pliocene supergene-enriched epithermal Au-Ag-（Mn）deposit.Mineralium Deposita（1999）34：131-149.ÓSpringer-Verlag 1999

TheApp lication of Potable XRFAnalyzer to the Geochem ical Exp loration of Gold in Indonesia

CUIMao-pei
（Sichuan Xinye InvestmentCorporation ofM ining&Exploration，Sichuan Chengdu 610041）

Potable XRFanalyzer INNOV-DP50 has better precision and accuracy，aswellas lower detection lim its.The testing of international standards and laboratory sample by the XRF analyzer shows that XRF has good accuracy for base metals and As.The XRF analyzer is used for analyzing soil sample from west Java，Indonesia，obtaining very good soilAu geochem icalanomalies.

portable XRF analyser；soil geochem istry；epithermal gold m ineralization；west Java，Indonesia

P632+.1；P618.51

A

1006-0995（2015）02-0299-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.02.034

2015-01-22

崔茂培（1958-），男，四川人，高级工程师，研究方向：地球化学勘探