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客户案例研究:在墨西哥索诺兰(Sonora)项目中使用手持式XRF光谱仪进行土壤地球化学分析


奥林巴斯的手持式XRF光谱仪可以实时提供地球化学数据,有助于对土壤、岩石和矿石快速进行多元素表征。

背景

手持式XRF光谱仪因其分析迅速、性能可靠、适于土壤检测、样品制备工作量小、成本相对较低等特点,而被第一矿业金融公司(FMF,First Mining Finance Corporation)选中。

这家公司要实现三个目标:快速评估主要被冲积层覆盖的大面积可开发区域;确定勘探目标的优先次序;使用可靠的方法排除贫瘠的土地。与较为缓慢且成本很高的传统分析方法相比,手持式XRF光谱仪获得的结果有助于快速勾勒出矿化带的延伸范围,辨识冲积层下的异常区域,且成本合理。

用于金矿勘探的手持式XRF光谱仪
FMF的工作人员使用手持式XRF光谱仪探测金的指示元素、检测土壤异常情况、确定结构并绘制岩性图。

手持式XRF光谱仪的价值

检测成本

  • 在3个项目中分析了20000个样品。
  • 每个月平均分析4000个XRF样品(如果在项目办公室检测样品,按每人每个XRF分析仪计算,FMF团队每月可以检测8000-9000个样品)。
  • FMF使用手持式XRF光谱仪进行检测的成本大约为每个样品4美元,包括每月的租金和人工费用;再加上采样和处理费用,总成本为每个样品12美元。
  • XRF检测成本约为商业实验室使用传统湿化学分析所花费成本的三分之一到五分之一。

时间和项目成本

  • 手持式XRF光谱仪提供即时结果,可使管理层不失时机、信心十足地制定决策,以便更好地安排项目的各种活动。 例如,在现场工作的人员和承包商可以一直留在现场,以应对异常情况,或在必要时扩展采样范围,既不用停工和人员遣散,也节省了差旅费用。
用于金矿勘探的手持式XRF光谱仪
手持式XRF光谱仪可即时测量30多种元素,从而可对痕量元素进行表征。

项目背景

FMF在索诺兰(Sonoran)地区开展的三个项目中使用了手持式XRF光谱仪

  1. 米兰达(Miranda)项目:占地超过16000公顷,位于Sonora-Mojave Meashear(SMM)金矿带内,距Herradura矿区东南50公里。目标是一个具有金砷(Au-As)特征和局部铅钨铋(Pb-W-Bi)组合的潜在露天、可浸出、造山、结构受控的金矿系统。
  2. 索科罗(Socorro)项目:占地近40000公顷,位于El Chanate矿区的西北部。目标包括具有大块露天堆、可浸出的金矿床和高角度结构中的高品位中温金矿脉。
  3. 圣里卡多(San Ricardo)黄金项目:该项目位于索诺拉州中北部,占地超过37000公顷,拥有历史遗留矿山和多个金目标,包括浅成热液矿脉和潜在的斑岩型矿床。初步钻探报告显示,从1至2.3米深的土层中截取的样品具有13 – 23克/吨的黄金品位。
用于金矿勘探的手持式XRF光谱仪

方法

在分析样品之前,使用20目、35目和80目的筛子筛分样品。手持式XRF光谱仪分析的是使用80目筛子筛分的样品。分析开始后,每天要完成包含QA/QC的日志报告。在每日报告中,要记录每天分析的矿浆、复制样品、重新拆分样品、目标、标准样品和手持式XRF设备的内部校准。 内部校准是指分析仪在143eV时的分辨率。每日还要完成一份XRF样品报告,记录正常样品、复制样品和重新拆分样品的分析情况,记录的矿浆编号按顺序连续编排。

每个矿浆、空白、标准、复制和重新拆分样品的分析时间为2光束 × 30秒,分析每个矿浆总共花60秒,使用土壤模式的厂家校准。将XRF结果与ICP-MS检测结果进行比较,发现两者之间具有密切的关联性(80-90%)。

用于金矿勘探的手持式XRF光谱仪

主要目标

用于金矿勘探的手持式XRF光谱仪
图1:土壤地球化学分析数据中的砷。等高线数据(右下角处)表明砷元素的分布和趋势。

目标1:第一个目标是位于矿区中部的网状脉花岗岩(60米,金品位为0.18克/吨,在唯一的向西逐渐隐藏的露头处。单个样品的金品位从0.1到0.36克/吨不等)。砷、铅和锌的异常区形成了一个长2公里、宽1公里的覆盖层。

目标2:第二个目标是位于该矿区北部的金属沉积层中长度超过2公里的剪切带,在此采集的9个样品测到的金品位从0.75至2.6克/吨不等。有一个长1公里、宽500米的土壤地球化学异常区域,与剪切带和金矿化关联。

结果

手持式XRF光谱仪在对这些项目区域的三种矿化类型进行的土壤地球化学分析中表现出色。分析结果表明存在大量地球化学异常现象,尤其是砷、铅和锌的含量值远远高于仪器的检出限。

这些异常现象与已知的金矿化有密切的关联性,而且在所有情况下,都扩大了目标的规模,可以完全划定矿化控制结构的形状。在某些情况下,异常现象使我们发现了前所未知的目标,这些目标需要进一步得到实地验证。

用于金矿勘探的手持式XRF光谱仪用于金矿勘探的手持式XRF光谱仪
用于金矿勘探的手持式XRF光谱仪用于金矿勘探的手持式XRF光谱仪

质量保证和质量控制 (QA/QC)

在任何分析计划中,质量保证和质量控制(QA/QC)都是一个重要组成部分。 需要使用认证的标准样品来监控仪器的性能。 可以在检测开始时和检测过程中时不时地使用二氧化硅和/或现场空白样品,对手持式XRF光谱仪进行监测,及时发现分析仪在检测过程中可能受到的污染。 也要使用现场复制样品监测样品的均匀性,使用复制样品(相同样品或拆分样品)监测仪器的精确度/可重复性。

关于检出限的说明

为了进行质量保证/质量控制(QA/QC),使用了二氧化硅空白样品(BLK)和认证的标准样品(OREAS)及复制样品(DUP)进行验证,复制样品的分析是在进行第一次分析的同一地点对矿浆进行重复分析,而重新拆分样品(FDUP)的分析则是在与第一次分析和重复分析不同的地点摇动矿浆后进行的新分析。每进行25个矿浆样品的分析,要进行一次复制样品(DUP)和重新拆分样品(FDUP)的分析。

手持式XRF光谱仪的优势特性

FMF之所以选择使用手持式XRF光谱仪,是因为其成本相对较低、分析速度快、可靠性高、适用于检测土壤,且几乎无需样品制备。

此外,手持式XRF光谱仪可即时测量30多种元素,从而可表征痕量元素的含量。这些特性有利于将岩石地球化学信息与地层情况关联起来,识别标记层或金属矿化带。在采用了适当的质量控制和操作程序时,手持式XRF光谱仪可以快速、经济、准确地进行检测。它可以有效地检测出金的指示元素,而且在发现异常现象,确定结构和测绘岩性方面非常有用。

Olympus IMS

应用所使用的产品
DELTA Element是一款性价比很高的手持式X射线荧光(XRF)分析仪。这款经过优化的分析仪,可以进行废料金属的分拣、材料成分的辨别(PMI)、合金的质量保证和质量控制,以及贵金属的分析。
DELTA Professional分析仪将硅漂移探测器(SDD)和一个4W优化X射线管结合在一起使用,可在检测速度、检出限及可检元素的范围方面提供非常高的性能。这款分析仪可以分析合金和矿石中镁(Mg)及原子数更高的元素。奥林巴斯所生产的DELTA Professional分析仪是一款性价比很高的手持式XRF分析仪。
在包含勘探、矿石品位/过程控制和保证环境可持续发展环节在内的整个矿产开发过程中,用于采矿和地球化学领域的DELTA手持式XRF分析仪可以即时得出检测结果,从而有助于决定所要采取的下一步措施。可在现场对金属、矿物及污染物进行探测。GPS-GIS-XRF用于即时绘制金属分布映射图,既节省时间又节省成本。
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