(论文)金刚石勘查水系重砂小样的采集与处理 collection and process of stream samples for diamond prospecting.pdf

1概述 水系重砂小样在金刚石勘查中发挥着重要的作 用. 样品的采集与处理是否合理是保障样品有效性的 关健 . 1. 1控制范围及分类 水系重砂小样是指体积小于 1000 l，控制汇水面 积一般为 2 km2左右，被布置在长度小于 10 km 的水 系或沟谷中的水系重砂样品, 是金刚石重砂勘查法中 所占数量最多， 应用最广的主要勘查样品类型之一 . 根据指示矿物富集体的空间分布规律，可划分为 地表水系重砂小样和浅井水系重砂小样 . 依据勘查程 度和取样目的不同可分为普查小样和追索小样 . 普查 小样是金刚石勘查初期为了获得指示矿物而布置的， 通常为 200 l / 个 . 发现指示矿物异常后， 进一步追索 金刚石母岩体或可疑岩体时，采用追索小样配合地面 高精度磁测等勘查方法，以期获得最终地质勘查成果. 追索小样一般加密布置，样品体积或大 (600 800 l) 或小(50 100 l). 1. 2水系重砂小样勘查区特征 1. 2. 1普查小样 （1） 水系重砂大样控制不到的地区； （2） 多为山区和丘陵地区， 以幼年期水系为主； （3） 水系重砂小样主要分布在水系规模小、 水系中 冲积物规模不大的河流或沟谷内 . 1. 2. 2追索小样 （1） 追索小样工作区范围小， 常为几平方公里或几 十平方公里： （2） 采样密度大， 因此主要布置在冲沟、 溪涧， 沟谷 长度小； （3） 重点异常区， 结合地面磁测、 人工重砂等勘查 方法进行全方位追踪 . 2水系重砂小样的采集方法 由于根据地形图(如 1f 5 万)布设的设计样点位置 与实际地形地貌、水系沉积物特征等地质条件不完全 吻合，因此水系重砂样品工作设计必须在经过野外实 地考察后加以调整，并灵活运用金刚石重砂勘查的理 论和经验， 达到样品勘查效果的最优化(见图 1). 2. 1采样部位 在野外作业时要在设计样点或其附近，选择最佳 采样部位和采样层位 . 实验证明重矿物富集体有如下 分类 . 一级富集体：河心滩及河道转弯内侧河漫滩中前 部被现代河流重新改造形成的重矿物再次富集的部位. 二级富集体： 河心滩、 河道转弯内侧河漫滩、 河道 障碍物形成的砂坝 . 三级富集体： 边滩、 河道宽度变化处、 阶地等 . 从指示矿物富集体的经验模式中，我们可以正确 选择合理的取样部位和层位，以期充分利用每个样品 的勘查价值 . 2. 2水系重砂小样的采集 水系重砂小样是通过人工方法采集的，主要工具 收稿日期： 2005 - 10 - 08. 李兰英编辑 . 金刚石勘查水系重砂小样的采集与处理 许洪斌 1， 邢德和2 (1. 辽宁省第六地质大队， 辽宁 大连 116200；2. 沈阳地质矿产研究所， 辽宁 沈阳 110033) vol. 15 no. 4 dec. 2006 第 15 卷第 4 期 2006 年 12 月 文章编号： 1671 - 1947(2006)04 - 0295 - 04中图分类号： p619. 24 文献标识码： a 摘要：水系重砂小样在金刚石勘查中发挥着重要的作用 . 样品的采集与处理是否合理是保障样品有效性的关键 . 文中系 统介绍了水系重砂小样的分类、 采集、 野外样品的初处理、 质量控制和资料整理等， 并提出了技术要求， 同时结合戴比尔斯澳 大利亚勘探有限公司的技术交流经验， 进行了概括性阐述 . 关键词： 金刚石勘查； 水系重砂小样； 采集 地 质 与 资 源 geology and resources 有铁锨、 搂耙、 镐头、 扫帚和塑料编织袋等， 并需要配备 机动车 . 2. 2. l地表水系重砂小样 地表水系重砂小样主要采于现代河道中，首先选 择指示矿物再次富集的部位，其次选择河道高能环境 中的粗中砾石 . 地表样沿河道表层采样，先剥去表 层移动层， 一般不超过 0. 5 m. 采样时用铁锨沿河道从 流水中采样，其深度达到早期砂砾石层或另一层砂砾 石 . 如果沉积物未达到采样体积可采用一点多坑法采 样， 即可以将附近几个样坑的样品合并成一个样品 . 戴比尔斯澳大利亚勘探公司专家 michaei miiiikan 认为，金刚石勘查水系重砂小样应更倾向于对现代沉 积物的采取 . 因此在中澳合作的辽宁省瓦房店长兴岛 金刚石勘查项目中，水系重砂小样的采集深度平均不 到 0. 5 m， 绝大多数为地表样品 . 2. 2. 2浅井水系重砂小样 如果河道表层没有好的重矿物富集体，则需要用 浅井法采集深部砂砾石层 . 如果在一个采样点没有足 够体积的砂砾石层， 可采用 “一点多坑法” ， 也就是在样 点的附近开掘几个样坑， 集中收集样品， 使样品更具有 代表性，以保证样品体积尽可能满足获得指示矿物的 目的 . （l） 浅井规格及采集深度 浅井水系重砂小样野外作业时，一般选择圆形或 长方形砂井采样 . 长方形砂井开口规格通常为 l. 4 m x l. 2 m， 长壁垂直于河流流向 . 浅井上部腐植土或黏土层可不取样 . 基岩上覆的 砂砾石层为最佳指示矿物富集体，在取样时应用扫帚 清理基岩上面砂砾石，作为样品的重要组成部分 . 第 四纪沉积物厚度小于 3 m 时应尽可能采至基岩; 沉积 物较厚 (超过 3 m) 或地表水丰富时应适当减小采样深 度，但样品必须采到重矿物富集的砂砾石层 . 当浅井 涌水量较大时， 应采到水面以下 0. 5 m 的砂砾石层 . （2） 采集层位的选择 选择取样层位时，应考虑以下几个因素： !是否 接近基岩；“砂砾石层组成及分选特征； #砂砾石层 的厚度 . 如果浅井中只有一层砂砾石，样品应取在靠近基 岩的下部粗砾组成的砂砾石层；如果浅井中存在多层 砂砾石层，应将中粗砾组成的无分选厚层砂砾石层作 为取样层位 . 3原始地质编录和资料整理 水系重砂小样原始地质编录应记录在野外重砂采 选综合记录卡片上，编录内容应严格按卡片要求内容 认真填写 . 要求字迹清晰、 内容齐全、 附图线条清晰美 观 . 编录时应写明样品编号、 采样部位、 位置、 体积、 深 度、 是否见基岩、 采样日期、 采样人及编录入 . 详细写明采样层位、 分选性、 砾石大小、 磨圆度、 砾 石成分、 含量百分比、 重矿物成分、 金刚石及伴生矿物 的特征、 采样点附近第四纪地质地貌特征、 基岩出露情 况、 水系发育情况及地层时代、 岩性特征、 构造性质、 岩 浆岩等 . 对重要的取样部位应画采样部位平面图及采样坑 素描图， 比例尺 lf 50. 野外记录卡整理后应存档 . 样品位置图或成果图的编制主要是把野外工作手 图通过扫描仪输入 mapgis 或 autocad 进行编辑 . 戴比尔斯澳大利亚勘探公司采用 gps 定位系统， 将来自 gps 的坐标数据输入计算机，用 excei 软件形 成采样信息文件，然后通过转换进入 mapgis 等绘图 软件后自动生成采样位置图 . 每个样点均包含样品编 号 (sampie no. )、 坐标 (coordinates)、 位置 (location)、 样品类型 (sampie type)、 采样部位 (trapsite)、 砾度大 小(particie size)、 基岩岩性(ded rock)、 河(沟)床上覆 图 l 水系重砂小样工作流程 fig. lfiow chart of stream sampiing 确定水系重砂小样勘查区 在地形图上设计样品位置 野外地质勘察、 实地布样 普查小样追索小样 确定采样方法、 样位和体积 确定最佳采样部位和层位 地表样采集浅井样采集 野外地质编录野外样品处理 样品整理后送实验室 资料整理与综合研究 2006 年 地质与资源296 许洪斌等： 金刚石勘查水系重砂小样的采集与处理 图 3 二次跳汰中的挖心取样 fig. 3sampiing from the center during the second hand gravitation 图 2 手跳后暗色重矿物集中在中心部位 fig. 2heavy minerais concentrated in the center 岩石类型 (bed load)、 体积 (voiume) 等 . 在样品位置 图上点击样点， excei 文件所载信息就会在图形界面上 显示出来， 使勘查区样品资料实现数据库管理， 便于信 息检索， 大大提高了数字化水平 . 4样品野外处理及质量控制 4. l样品淘洗 样品采完后首先用 - 4 + 2 mm 级进行过筛, 然后 用水冲洗，铁锨搅拌，直到水清为止 . 其具体要求如 下： (l)净砂含泥量一般不超过 50%， 不含泥球 . (2) 抛弃的砾石或碎石表面不应有泥球和附着的 砂粒 . (3) 去泥冲洗过程中不准跑掉大于 0. 2 mm 的砂 粒 . (4)过筛过程中不准混级， 在处理下一个样品前应 洗净铁锨、筛子等器具 . 过筛后的净砂中其他级别的 净砂不得大于 3%. 4. 2跳汰方法及质量控制 4. 2. l跳汰 20 世纪 90 年代以前，我国金刚石勘查野外跳汰 方法与 90 年代以后有所不同 . 90 年代以前过筛后分 别用 2 mm 及 l mm 筛子进行二级跳汰; 90 年代以后只 用 l mm 筛子跳汰一次，这是因为根据新的找矿理论 认为金刚石指示矿物主要分布在 - l mm 级的样品内， 把 - l mm 样品作为重点检查对象 . 跳汰时将样品均匀地铺在筛底约 2 3 cm 厚，两 手把筛子放入手中， 砂面吃水深 l l. 5 cm. 筛子保持 水平进行垂直均衡振动， 振动次数约 90 l30 次 / 分钟. 开始时振动幅度要大些，使重矿物从四周向中心 聚集 . 之后逐渐减小振动幅度， 加快振动频率， 最后振 幅减至最小， 吃水深度也减至最小， 振动 2 3 分钟后 筛子中心部位出现似圆形暗色矿物 (重矿物) 集中区 (见图 2). 这时将筛子从水箱中取出， 平稳地翻转把筛 中的样品扣在人造革垫布上 . 人造革垫布上的样品呈 倒筛形，重矿物正好位于筛底中心 . 用小勺挖取中心 的暗色重矿物区， 装入写好样品编号、 粒级的样袋内 . 每一次手跳都要把样品倒扣、 叠摞在一起， 并尽可 能使暗色重矿物区重叠 . 经过多次手跳后样品被堆积 成似圆柱状，用小样铲在中心直径约 l5 cm 的范围内 挖心取样， 取出大约一次跳汰量， 做二次手跳 (见图 3) . 仍用小勺取中心暗色矿物区的样品， 放入样袋内， 这些 重矿物就是野外获得的精矿 . 以往 - 0. 5 mm 级样品使用淘砂盘处理 . 将样品 l 2 l 放入淘砂盘中，双手捏紧，淘砂盘的两角在水 箱中做前后推拉运动， 借助于水的浮力把轻矿物漂出， 直到样品出现灰白灰黑色时，即可取精矿样 . 尽管 这样可以缩减野外样品的体积，但由于无法控制淘洗 程度， 容易丢失可能存在的指示矿物， 现在已经不再使 用此法 . 4. 2. 2质量控制 (l)汰后重矿物要充分集中， 不允许在四周有零散 重矿物分布； (2)小勺取精砂样时除取重矿物外， 还应取黑色矿 物和浅色矿物交接处以外的一部分轻矿物，但密度小 于 2. 9 的轻矿物不能大于 30%. (3)汰前应完全过筛， 在处理下一个样品前应洗净 297第 4 期 所用器具， 防止样品间的混染 . (4) 样品的每一级别应跳汰 2 遍后将砂盘的中心 部分进行再次跳汰，即所谓的挖心跳汰 . 如发现金刚 石及伴生矿物时， 跳汰次数可适当增加 . (5)验证跳汰的质量， 在样品中投放与重矿物密度 相近的玻璃球，通过跳汰回收 . 玻璃球回收率要求两 次回收 100%， 第一次回收不能低于 80%， 达不到者应 返工重新跳汰 . (6)重矿物实际回收率应在 95%以上 . (7) 使用淘砂盘时， 应由熟练工人操作， 淘洗时应 将淘洗盘中的砂样处于运动状态，每次冲砂量不得过 多， 冲洗时不能过急以防把重矿物冲跑 . 5样品的野外管理 （1） 样品采完后应及时进行编号， 用油性笔写在布 样袋上 . 在野外取样时常使用塑料编织袋装样，在湿 的样袋上书写的样品编号容易脱落，因此要在干样袋 上标记样号 . 重复使用的样袋要翻过来清洗干净，避 免混样 . （2） 在采集下一个样品前， 应把铁锨、 镐头等采样 工具处理干净， 防止混样 . （3）样品位置用罗盘交汇或使用 gps 定位，并将 编号标示在地形图上 . （4） 样品运回室内后， 应及时晾晒 . 整理好两个级 别的样品， 填好送样单， 按批次把精矿样送往实验室 . （5） 应保证样品编号不能混乱， 样号和记录卡要内 容一致， 且不可随意丢失样品， 更不能有精矿从样袋中 漏掉 . 6送样及实验室工作 从野外获得的精矿样品，要按照交接程序将样品 送实验室进行处理和鉴定 . 实验室在处理这些样品时 应根据批次和地区分批完成，确保某一勘查区或追索 区的重砂成果和盘托出 . 要及时送样，填写送样单时 要求写明分析项目、 样品个数及编号等 . - 4 + 1 mm 级以上的精矿样需由经验丰富、经过 专业培训的工人技师做手选， 通过肉眼选取重矿物 . - 1 + 0. 5 mm 级的样品， 首先用 0. 5 mm 的筛子筛 分， 再进行摇床处理， 然后把处理后的精矿用 0. 28 mm 筛子过筛 . 被分离为 - 1 + 0. 5 mm 和 - 0. 5 + 0. 28 mm 两个级别的样品再进入草酸处理、 重液处理、 电磁选和 镜选等实验室流程，之后把选获的指示矿物在立体显 微镜下做鉴定分析 . - 0. 5 mm 级样品按 10% 15% 做全分析，了解 勘查区内矿物组合 . 一般大、 中样可做全分析， 以大样 为主 . 水系重砂小样、手选出的指示矿物及可疑矿物 全部做简项分析 . collection and process of stream samcollection and process of stream samples for diamond prospectingples for diamond prospecting xu hong-bin1, xing de-he2 (1. no. 6 geological party of liaonmg prouince,dalian 116200,liaoning prouince,china; 2.shenyang institute of geology and mineral resources, shenyang 110033, china) abstractabstract: stream