Evident LogoOlympus Logo
洞见博客

Медно-порфировые месторождения: портативный рентгеновский анализ глинистых минералов дает ключ к разгадке горных работ

作者  -
Медно-порфировые месторождения

Медно-порфировые месторождения являются важным источником меди и других ценных металлов или минералов. Обычно их добывают крупномасштабными механизированными карьерными методами ввиду их большого запаса, низкого содержания и небольшой глубины залегания.

Эффективным методом обнаружения медно-порфировых месторождений является портативный рентгеновский анализ. В данной публикации мы покажем, каким образом портативные инструменты рентгеновского анализа дают инженерам подсказки, необходимые для разведки месторождения и добычи медной руды.

Что такое медно-порфировое месторождение?

Медно-порфировые месторождения относятся к типу гидротермальных месторождений. Характеристики медно-порфировых месторождений включают:

  • Их минерализация во времени и пространстве связана с порфировыми телами — от нейтральных до кислых.
  • Формирование месторождений в некоторой степени неразрывно связано с вулканической интрузивной активностью.
  • Для них характерна зональность, определенное изменение минерализации.
  • Их минералы локализуются во вкрапленных рудах.

Как современные продукты образования медно-порфировых руд, глинистые минералы являются важными ориентирами для разведки, изучения и добычи месторождений медных руд.

Методы портативного рентгеновского анализа для исследования глинистых минералов

Инженеры на местах используют различные портативные инструменты рентгеновского анализа для сбора геологической информации о глинистых минералах в режиме реального времени. Например, портативные рентгенофлуоресцентные (РФ) анализаторы могут идентифицировать химические элементы, а портативные дифрактометры (XRD) отображают их минералогическую информацию. Эти оперативные данные помогают геологам принимать быстрые и точные решения на месте. Рассмотрим следующий пример.

Пример: Анализ глинистых минералов из медно-порфирового рудника

Недавно компания Olympus работала с инженерами горнодобывающей компании над завершением анализа глинистых минералов, полученных из медно-порфирового рудника в Мьянме. Инженеры взяли три образца минералов из шахты с высоким, средним и низким содержанием глины (Рис. 1).

Образцы глины из медно-порфирового рудника

Рис. 1: Три образца глины, отобранные на медно-порфировом руднике.

Для подготовки глинистых минералов к анализу, инженеры раздробили образцы до -2 мм и уменьшили их примерно до 100 г каждый (Рис. 2).

Образцы измельченной глины из медно-порфирового рудника

Рис. 2: Образцы глины после дробления.

Затем инженеры проанализировали образцы измельченной глины с помощью портативного РФ-анализатора и портативного дифрактометра Olympus для идентификации их химических элементов и минералогического состава.

Анализ глинистых минералов с помощью портативного РФА

РФ-анализ проводился с использованием анализатора Vanta™ C (модель VCA), оснащенного рентгеновской трубкой с анодом из серебра (Ag) Созданный для работы в суровых полевых условиях, анализатор имеет степень защиты IP55 и успешно прошел тест на падение, в соответствии со стандартом MIL-STD-810G Министерства обороны США. Встроенный кремниевый дрейфовый детектор (SDD) в комбинации с запатентованной Olympus технологией Axon Technology™ обеспечивает высокую скорость и низкие пределы обнаружения (LOD).

Ручной портативный РФА для добычи меди

Рис. 3: Два инженера выполняют анализ на месте с помощью портативного РФА Vanta.

Еще одно преимущество использования анализатора Vanta — отсутствие необходимости специальной подготовки образца. Фактически, качественную и количественную информацию об элементном составе пробы можно получить в течение 20 секунд.

Лабораториям же обычно требуются часы или даже дни, чтобы предоставить аналогичные результаты анализа. С помощью анализатора Vanta вы сможете быстро получить результаты анализа лабораторного уровня.

Образец Al Si P S Cl Ca Fe Cu Pb
% % ppm % ppm ppm % ppm ppm
Глина, низк. 1,19 3,66 311 3,72 1087 3378 3,70 3,70 210
Глина, умерен. 0,83 3,94 341 0,90 2921 3771 2,34 1332 102
Глина, высок. 0,98 3,95 422 0,90 4324 4062 1,42 821 48

Табл. 1: Данные элементного анализа, полученные с помощью портативного РФ-анализатора Vanta. В таблице указаны присутствующие элементы и количество каждого элемента в образце. Элементы включают: алюминий (AI), кремний (Si), фосфор (P), серу (S), хлор (Cl), кальций (Ca), железо (Fe), медь (Cu) и свинец (Pb).

Анализ глинистых минералов с помощью портативного дифрактометра (XRD)

Анализ XRD выполнен с помощью портативного дифрактометра TERRA™ II, оснащенного рентгеновской трубкой с анодом из кобальта (Co). Дифрактометр включает в себя запатентованные технологии Olympus и NASA (Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства).

Анализатор TERRA II имеет уникальную систему загрузки проб. Требуется всего около 15 мг порошкообразного образца с размером частиц 100 меш (<150 мкм) для сбора структурной информации (минералогия/кристаллография) и данных элементного (химического) состава, менее чем за 10 минут.

С установленным программным обеспечением XPowder дифрактометр TERRA II быстро и легко собирает и обрабатывает данные. Анализаторы Vanta и TERRA II не требуют большого объема образца или специальной пробоподготовки. Их можно использовать даже для проведения тестов на образцах взрывных скважин.

Образец Кварц Каолинит Пирофиллит Иллит Алунит Пирит Общ. кол.
Глина, низк. 62,9 - - - 30,3 6,8 100
Глина, умерен. 49,6 8,3 9,7 18,8 10,3 3,2 100
Глина, высок. 45,5 18,7 - 29,8 6,0 - 100

Табл. 2: Данные рентгеноструктурного анализа (XRD), полученные с помощью дифрактометра TERRA II. В таблице указаны присутствующие минералы в образцах глины и их количество.

XRD-анализ глинистых минералов

Рис. 5: Сравнение дифрактограмм портативного анализатора TERRA II

Проанализировав три образца (с низким, средним и высоким содержанием глины) из медно-порфирового рудника с помощью портативных XRF- и XRD- анализаторов Olympus , мы обнаружили, что:

  • Количество глинистых минералов (в основном иллит и монтмориллонит) в трех образцах изменилось с низкого до высокого.
  • Количество кварца, алунита и пирита изменилось с низкого содержания глины до высокого.

Эти данные соответствуют минералогическим характеристикам, наблюдаемым в зоне месторождения.

Открытие пирофиллита, образованного в ходе особых геохимических изменений, также важно для разведки и добычи медно-порфировых руд. Данные элементного анализа (например, Ca, Fe и т.д.), полученные с помощью РФ-анализатора, и данные минералогического состава, полученные с помощью дифрактометра, дополняют друг друга и подтверждают точность результатов анализа для данной партии образцов.

Это всего лишь один пример того, как портативные XRF- и XRD- анализаторы могут использоваться в области геолого-геофизических исследований. Подробнее о других приложениях для геохимии, минералогии и горного дела см. в брошюре Интернет-ресурсы по геологии для портативных XRF- и XRD- анализаторов.

См. также

Инфографика: Поддержка научных исследований и жизненного цикла геологоразведочного проекта

Портативный РФА для анализа золотоносных медно-порфировых месторождений

Все о технологии портативного анализа XRF/XRD

Application Specialist, Analytical Instruments

Howard Yu is an application specialist for analytical instruments at Evident based in Beijing, China. He has been with Evident since 2019 and supports the Evident X-ray fluorescence (XRF) product lines to provide enhanced solutions to customers. After obtaining a bachelor's degree in geology, he received a master’s degree in mineralogy, petrology, and mineralogy of deposits from the Hefei University of Technology. Howard works with customers from a variety of backgrounds, including oil and gas exploration, maintenance, research, medical, forensics, mining, and mineral processing.

六月 1, 2021
Sorry, this page is not available in your country
InSight Blog Sign-up
Sorry, this page is not available in your country
Let us know what you're looking for by filling out the form below.
Sorry, this page is not available in your country