矿产勘查理论与方法第五章 第三节 矿体取样与质量评定

1、第五章第五章 矿床勘探矿床勘探第一节第一节 矿体变异与勘探类型矿体变异与勘探类型第二节第二节 勘探精度与勘探程度勘探精度与勘探程度第三节第三节 矿体取样与质量评定矿体取样与质量评定第四节第四节 矿体构形与勘探剖面矿体构形与勘探剖面第五节第五节 储量计算储量计算一、矿产取样概述一、矿产取样概述二、化学取样二、化学取样（取样质量评定（取样质量评定- -实习）实习）三、岩矿鉴定取样三、岩矿鉴定取样四、加工技术取样四、加工技术取样五、开采技术取样五、开采技术取样六、地球物理取样六、地球物理取样第三节第三节 矿产取样及质量评定矿产取样及质量评定一、矿产取样概述一、矿产取样概述o取样的概念取样的概念o取样

2、的目的取样的目的o取样的分类取样的分类o取样的一般程序取样的一般程序o影响取样的有关因素影响取样的有关因素1. 1. 概念：概念：取样是指从取样是指从矿体或近矿围岩和堆积物中矿体或近矿围岩和堆积物中采集采集一小部分有代表性的样品用以进行各种分析、测试、一小部分有代表性的样品用以进行各种分析、测试、鉴定与实验，以研究确定鉴定与实验，以研究确定矿产质量、物化性质及开矿产质量、物化性质及开采加工技术条件采加工技术条件的专门性工作。的专门性工作。 取样概念的扩展取样概念的扩展由于用于确定矿石中化学组分含量的地球由于用于确定矿石中化学组分含量的地球物理测量方法的出现和应用，部分机械取样由物理测量方法的出

3、现和应用，部分机械取样由自然状态直接自然状态直接测定测定所代替，这种取样可重复进行。所代替，这种取样可重复进行。2. 2. 取样的目的：取样的目的：是查明矿石和围岩的质量、矿物成分、是查明矿石和围岩的质量、矿物成分、化学成分、分带性和内部结构、技术和工艺性质的化学成分、分带性和内部结构、技术和工艺性质的唯一有科学依据唯一有科学依据的方法。的方法。3. 3. 取样的分类取样的分类（1 1）矿体取样工作中，根据具体矿体取样工作中，根据具体采样位置采样位置不不同可分同可分为：为：n 自然露头、钻探工程、坑探工程及矿石堆、矿车取样自然露头、钻探工程、坑探工程及矿石堆、矿车取样等；等；（2 2）根据根据

4、取样目的取样目的任务不同可分为：任务不同可分为：n 化学取样、岩矿鉴定取样、加工技术取样、开采技术化学取样、岩矿鉴定取样、加工技术取样、开采技术取样和地球物理取样等；取样和地球物理取样等；4. 4. 取样的一般程序取样的一般程序n 样品的采集样品的采集加工处理加工处理分析、测试鉴定、试验等分析、测试鉴定、试验等结果的检查与评定。结果的检查与评定。（1 1）异地取样和原地取样的不同影响）异地取样和原地取样的不同影响 异地取样异地取样，即从已采出的矿石中采取样品。，即从已采出的矿石中采取样品。 异地取样异地取样矿体的原始结构已遭到破坏，所以被取样体积可以矿体的原始结构已遭到破坏，所以被取样体积可以

5、看作是一些互不相关的单元体积的总体。看作是一些互不相关的单元体积的总体。品位变化性的估值只品位变化性的估值只与体积大小有关与体积大小有关，将样品的体积增加，将样品的体积增加n n倍，会使样品的品位的方倍，会使样品的品位的方差相应缩小差相应缩小 n n倍。倍。5. 5. 影响取样的有关因素影响取样的有关因素n 原地取样原地取样由于相邻样品存在相关性，并且大部分样由于相邻样品存在相关性，并且大部分样品结构具各向异性。因此品结构具各向异性。因此样品的形状、规格及方向样品的形状、规格及方向都对品位变化性估值产生影响都对品位变化性估值产生影响。在整个取样范围内，。在整个取样范围内，等距离采集大量小体积样

6、品比采集少量大体积样品等距离采集大量小体积样品比采集少量大体积样品更为有利。更为有利。（2 2）样品数量与间距的影响）样品数量与间距的影响n 样品的数量越多，样品的数量越多，其取样代表性越好。其取样代表性越好。n 取样间距小，能反取样间距小，能反映出小尺度的内部映出小尺度的内部结构，随着间距的结构，随着间距的增大，所反映的变增大，所反映的变化性的尺度水平也化性的尺度水平也随之加大。随之加大。（3 3）样品体积的影响）样品体积的影响n 样品体积对有用组分变化性估值的影响极大。样品体积对有用组分变化性估值的影响极大。n 如金刚石只占金伯利岩岩体体积的千万分之一，如金刚石只占金伯利岩岩体体积的千万分

7、之一，为了保证样品中平均能有为了保证样品中平均能有1 1个金刚石晶体，个金刚石晶体，样样品体积应大于晶体体积的品体积应大于晶体体积的1 1千万倍千万倍。考虑到晶。考虑到晶体的大小不一和晶体空间分布的不均匀性，其体的大小不一和晶体空间分布的不均匀性，其体积应数倍于此数。体积应数倍于此数。n 样品的临界体积样品的临界体积q q与一个矿物晶体的平均质与一个矿物晶体的平均质量量d d（单位毫克）和在矿石中有用矿物的平单位毫克）和在矿石中有用矿物的平均含量均含量c c（单位毫克单位毫克/ /立方米）有关立方米）有关q=kq=k(d/c)(d/c) 式中：式中： k k为可靠性系数，一般取为可靠性系数，一

8、般取1.51.5 2 2。（4 4）样品形状和规格的影响）样品形状和规格的影响 在原地取样时，不同形状的同体积样品计算在原地取样时，不同形状的同体积样品计算的品位值的方差相差可以很大。如上图，的品位值的方差相差可以很大。如上图，线线型的样品型的样品比比立方体样品立方体样品的方差小。的方差小。（5 5）样品方向的影响）样品方向的影响o 样槽的方向与矿脉走样槽的方向与矿脉走向近于垂直时，最有向近于垂直时，最有效地反映出矿体的变效地反映出矿体的变化性；否则，若与矿化性；否则，若与矿脉走向平行，则往往脉走向平行，则往往不能有效地反映矿体不能有效地反映矿体的质量及其变化性。的质量及其变化性。（6 6）矿

9、产自然特性的影响）矿产自然特性的影响n 矿体各标志变化的方向性矿体各标志变化的方向性n 变化大的方向和变化小的方向变化大的方向和变化小的方向- -布样方式布样方式n 矿体的内部结构特点矿体的内部结构特点n 结构复杂和结构简单结构复杂和结构简单- -样品数量样品数量n 有用组分品位分布的方差（均方差、变化系数）有用组分品位分布的方差（均方差、变化系数）n 变化系数大与变化系数小变化系数大与变化系数小- -样品间距和数量样品间距和数量n 定义：定义：是指通过对采集来的有代表性样品的化学是指通过对采集来的有代表性样品的化学分析，测定矿石及近矿围岩中的分析，测定矿石及近矿围岩中的化学成分及其含化学成分

10、及其含量量的工作。的工作。l 化学取样是最基本最经常进行的取样种类，也称为化学取样是最基本最经常进行的取样种类，也称为“普通取样普通取样”。l 意义：意义：用于圈定矿体边界和计算储量，确定矿石中主用于圈定矿体边界和计算储量，确定矿石中主要有用组分、伴生有益组分、有害杂质的种类、含量、要有用组分、伴生有益组分、有害杂质的种类、含量、分布状态与变化规律，为解决地质、采矿与选矿加工分布状态与变化规律，为解决地质、采矿与选矿加工等方面问题提供资料依据。等方面问题提供资料依据。l 分类：分类：据取样对象为：据取样对象为：o 自然露头自然露头o 钻探取样钻探取样o 坑探工程取样坑探工程取样二、化学取样二、

11、化学取样o基本要求：基本要求：保证样品的可靠性保证样品的可靠性。为此，对勘探工程的矿。为此，对勘探工程的矿体取样应遵循以下原则体取样应遵循以下原则：o总体上，根据矿床（矿体）地质特点，并通过总体上，根据矿床（矿体）地质特点，并通过试验试验保证保证所选方法所选方法有足够可靠性，并且要兼顾效率与经济效益有足够可靠性，并且要兼顾效率与经济效益。o取样间距保持相对均匀一致取样间距保持相对均匀一致，便于取样结果的利用和正，便于取样结果的利用和正确评价。确评价。o遵循矿体研究的完整性。样品必须遵循矿体研究的完整性。样品必须沿矿化变化性最大的沿矿化变化性最大的方向采取，即在矿体厚度方向上连续布样，而且应向围

12、方向采取，即在矿体厚度方向上连续布样，而且应向围岩中延伸一定距离；尤其对于没有明显边界线的矿体，岩中延伸一定距离；尤其对于没有明显边界线的矿体，要在穿过矿化带的整个勘探工程上取样。要在穿过矿化带的整个勘探工程上取样。对于不同类型、品级的矿石与夹石，应视其厚度与工业对于不同类型、品级的矿石与夹石，应视其厚度与工业指标，系统地连续分段采样，以满足指标，系统地连续分段采样，以满足分别开采分别开采的需要；的需要；若有必要或混采时可按比例进行适当的样品组合。若有必要或混采时可按比例进行适当的样品组合。（一）样品的采集（一）样品的采集1 1、钻探取样、钻探取样o 对岩心钻孔的岩（矿）心取样对岩心钻孔的岩（

13、矿）心取样n 对于较大口径者常采用对于较大口径者常采用劈半法劈半法，即，即沿岩（矿）心一轴面用手工劈开或沿岩（矿）心一轴面用手工劈开或用机械劈（锯）开成同样的两部分，用机械劈（锯）开成同样的两部分，一半作为样品，一半留存或作它用一半作为样品，一半留存或作它用（左图）。（左图）。n 对小口径对小口径（4545或或5959mmmm）钻孔，尤其钻孔，尤其是坑内小口径金刚石钻孔，则需将是坑内小口径金刚石钻孔，则需将整个岩（矿）心作为样品，以保证整个岩（矿）心作为样品，以保证有足够的可靠重量。有足够的可靠重量。 岩（矿）心取样注意事项岩（矿）心取样注意事项1 1、取样时、取样时要考虑岩（矿）心采取率要考

14、虑岩（矿）心采取率的高低：的高低：要求矿体及其顶底板要求矿体及其顶底板3 35m 5m 内的岩矿心采取率不低于内的岩矿心采取率不低于80% 80% ，当厚矿体矿心采取率连续，当厚矿体矿心采取率连续5m 5m 低于要求时，低于要求时，要查明原因，并采取补救措施。围岩岩心的分层采要查明原因，并采取补救措施。围岩岩心的分层采取率一般不得低于取率一般不得低于65% 65% 。采取率相差悬殊的两个回次的岩心不能采作一个样品。采取率相差悬殊的两个回次的岩心不能采作一个样品。2 2、取样时要、取样时要考虑岩（矿）心选择性磨损考虑岩（矿）心选择性磨损； 常见于含脆性或软弱矿物的钼、锑、汞、钨等矿床。常见于含脆

15、性或软弱矿物的钼、锑、汞、钨等矿床。此类此类 矿石矿物磨损，则品位会降低。矿石矿物磨损，则品位会降低。3 3、岩（矿）心采样时，必须、岩（矿）心采样时，必须连续连续取样或取样或连续连续分段取样分段取样； 4 4、单个样品长度一般应小于可采厚度、单个样品长度一般应小于可采厚度，一般，一般1 1 3 3米米。样。样品长度是指岩（矿）心所代表的长度，不是岩（矿）品长度是指岩（矿）心所代表的长度，不是岩（矿）心的实际厚度。心的实际厚度。 n 冲击钻勘探砂矿时，要按回次将全部掏出来的冲击钻勘探砂矿时，要按回次将全部掏出来的物质收集起来作为一个样品。物质收集起来作为一个样品。 为保证样品的可靠性，一是要将

16、该回次物质收集完为保证样品的可靠性，一是要将该回次物质收集完全（减少损失），二是防止孔壁塌落混入其他物质全（减少损失），二是防止孔壁塌落混入其他物质“污染污染”，故要加套管加固孔壁，严禁超管采样。，故要加套管加固孔壁，严禁超管采样。 样品长度要根据矿层厚度和预计的采矿方法确定。样品长度要根据矿层厚度和预计的采矿方法确定。n 在无岩心钻进的钻孔中，要对岩屑和粉尘取样，在无岩心钻进的钻孔中，要对岩屑和粉尘取样，用专门的岩粉采集器收集。用专门的岩粉采集器收集。2 2、露头及坑探工程中的采样、露头及坑探工程中的采样n可具体分为下列方法可具体分为下列方法o 刻槽法刻槽法o 剥层法剥层法o 方格法方格法o

17、 拣块法拣块法o 打眼法打眼法 全巷法全巷法1 1）刻槽取样方法）刻槽取样方法o 定义：定义：按一定断面规格和按一定断面规格和长度刻凿一条长槽，把从长度刻凿一条长槽，把从槽中凿下的全部矿（岩）槽中凿下的全部矿（岩）石作为样品的方法。石作为样品的方法。（1 1）样槽布置原则）样槽布置原则n 样槽应沿矿石质量变化最样槽应沿矿石质量变化最大方向布置，通常是沿矿大方向布置，通常是沿矿体厚度方向。体厚度方向。n 含矿围岩和矿石应尽可能含矿围岩和矿石应尽可能分段取样。分段取样。n 不同类型矿石应分段取样。不同类型矿石应分段取样。n 样槽应通过矿体的全部厚样槽应通过矿体的全部厚度，不漏采，也不重采。度，不漏

18、采，也不重采。n 当矿石质量变化（矿化均当矿石质量变化（矿化均匀性差）较大时应合并取匀性差）较大时应合并取样，以保证其取样的可靠样，以保证其取样的可靠性。性。如浅井，可将两对壁采取的样如浅井，可将两对壁采取的样品合并，也可四壁合并。品合并，也可四壁合并。（2 2）样槽的具体布置）样槽的具体布置n 探槽探槽多在槽底取样，也可在槽壁取样多在槽底取样，也可在槽壁取样n 浅井、竖井浅井、竖井多在井壁取样多在井壁取样n 沿脉坑道沿脉坑道多在掌子面或顶板取样多在掌子面或顶板取样n 穿脉坑道穿脉坑道多在坑道壁取样多在坑道壁取样l 陡倾斜矿体常用水平刻槽，缓倾斜矿体常用垂直刻槽陡倾斜矿体常用水平刻槽，缓倾斜矿

19、体常用垂直刻槽。（3 3）样槽形状断面规格及其影响因素）样槽形状断面规格及其影响因素o 样槽断面形状有样槽断面形状有矩形和三角形矩形和三角形两种，以前者为主。两种，以前者为主。 样槽断面规格表示方法：样槽断面规格表示方法： 宽深（宽深（cmcm2 2）o 断面规格影响因素：断面规格影响因素：l 保证取样可靠性保证取样可靠性，要考虑矿化均匀程度、矿体厚度，要考虑矿化均匀程度、矿体厚度大小、矿石硬度等；大小、矿石硬度等；l 注意取样效率。注意取样效率。o 确定方法：确定方法：经验类比法、实验法经验类比法、实验法（4 4）确定样槽断面规格方法：经验类比法）确定样槽断面规格方法：经验类比法经验类比：经

20、验类比：是根据同类矿床取样的经验数据，可以在有关是根据同类矿床取样的经验数据，可以在有关的规范上查到。上面所列表格就是确定金属矿床刻槽取样的规范上查到。上面所列表格就是确定金属矿床刻槽取样样槽规格的参考表之一。样槽规格的参考表之一。（4 4）确定样槽断面规格方法：试验法）确定样槽断面规格方法：试验法n 共槽法：共槽法：是在同一取是在同一取样点用不同规格采样，样点用不同规格采样，对比结果，在保证可对比结果，在保证可靠性的前提下，选择靠性的前提下，选择最小的断面规格。最小的断面规格。n 共槽法共槽法是是重叠刻取重叠刻取，然后按然后按面积比面积比合并成合并成不同规格的样品，不同规格的样品，适适于矿化

21、不均匀矿床于矿化不均匀矿床n分槽法：分槽法：独立刻槽，不需合并，独立刻槽，不需合并，适于矿化均适于矿化均匀矿床匀矿床（5 5）样槽的长度及刻取）样槽的长度及刻取n 样槽长度：是指单个样品沿取样线的长度。样槽长度：是指单个样品沿取样线的长度。样长过样长过短会增加样品数量。样品过长，会影响不同矿石类短会增加样品数量。样品过长，会影响不同矿石类型和品级的划分。型和品级的划分。 常用的样长常用的样长0.50.5 3 3m m。用得最多的是用得最多的是1 1 2 2m m。具体可参具体可参考有关表格考有关表格。n 样槽刻取要求：样槽刻取要求：n 不崩散矿石，不混入杂土，保证可靠性；不崩散矿石，不混入杂土

22、，保证可靠性；n 必须在新鲜矿石上刻取。必须在新鲜矿石上刻取。（6 6）取样间距的确定）取样间距的确定n 沿矿体厚度方向采用连续取样；但沿矿体走向沿矿体厚度方向采用连续取样；但沿矿体走向（沿脉坑道）或倾斜方向（上、下山坑道）中采（沿脉坑道）或倾斜方向（上、下山坑道）中采样时，则常采用间隔取样，便出现取样间距确定样时，则常采用间隔取样，便出现取样间距确定的问题。的问题。n 影响取样间距的因素：影响取样间距的因素：l 有用组分分布均匀程度；有用组分分布均匀程度；l 矿体厚度的变化程度；矿体厚度的变化程度；l 取样目的要求；取样目的要求；l 矿体规模大小。矿体规模大小。取样间距的确定取样间距的确定确

23、定取样间距的方法：确定取样间距的方法：类比法类比法类比法：类比法：就是参考就是参考同一类型矿床同一类型矿床取样的经验数据或参考规范取样的经验数据或参考规范的标准选择取样间距。可以根据矿种来选择（如上表），也的标准选择取样间距。可以根据矿种来选择（如上表），也可根据有用组分均匀程度来选择。可根据有用组分均匀程度来选择。确定取样间距的方法：确定取样间距的方法：稀空法稀空法此法的此法的实质是用试验来确定间距实质是用试验来确定间距。如例，以相对误差。如例，以相对误差10%10%为允许界限，在为允许界限，在A A地地段采样间距段采样间距2 2m m是可行的；是可行的；C C地段可采用地段可采用3 3m

24、m；B B、D D地段地段1 1 m m。以事先确定的最小间距采样，依次减稀一个样品，分别以事先确定的最小间距采样，依次减稀一个样品，分别计算放稀前后有用组分的平均品位，以放稀前平均品位计算放稀前后有用组分的平均品位，以放稀前平均品位为基准，对比历次放稀后的平均品位。在允许误差范围为基准，对比历次放稀后的平均品位。在允许误差范围内采用放稀后的最大距离为样品间距。内采用放稀后的最大距离为样品间距。取样间距的确定取样间距的确定确定取样间距的方法：确定取样间距的方法：统计分析法统计分析法n 常用的计算公式为常用的计算公式为l = LPl = LP2 2 / /（t t2 2V V2 2）式中：式中：

25、 l l为取样间距；为取样间距； L L为取样范围的总长；为取样范围的总长； P P为给定的精度要求；为给定的精度要求； V V为品位的变化系数；为品位的变化系数； t t为概率系数。为概率系数。此外，用半变异函数的变程、自相关函数的影响范围、趋势此外，用半变异函数的变程、自相关函数的影响范围、趋势函数的半波长等均可作为确定取样间距的参数。函数的半波长等均可作为确定取样间距的参数。n 定义：是在矿体上连续或间隔地均匀剥下一薄层矿石定义：是在矿体上连续或间隔地均匀剥下一薄层矿石作为样品的采样方法。作为样品的采样方法。n 一般只用于一般只用于矿化极不均匀，有用矿物颗粒粗大矿化极不均匀，有用矿物颗粒

26、粗大，用其，用其他采样方法（如刻槽法）不能获得可靠结果的矿床；他采样方法（如刻槽法）不能获得可靠结果的矿床；或用其他采样方法不能得到足够重量样品的薄矿体或用其他采样方法不能得到足够重量样品的薄矿体；以及用于检查其他采样方法的可靠程度时采用以及用于检查其他采样方法的可靠程度时采用。剥层。剥层深度一般深度一般5-155-15cmcm。样品可沿矿体按一定间距进行，也样品可沿矿体按一定间距进行，也可连续采样。可连续采样。2 2）剥层法）剥层法3 3）方格法）方格法n 方格法是在矿体出露部分方格法是在矿体出露部分依一定网格，在网格的交依一定网格，在网格的交叉点上采取大小大致相同叉点上采取大小大致相同的小

27、块矿石（份样）合并的小块矿石（份样）合并为一个样品的方法为一个样品的方法。n 每个样品由每个样品由15-5015-50个份样个份样组成，总重组成，总重2-32-3公斤。公斤。n 方格法适用于方格法适用于矿化均匀、矿化均匀、矿体厚度较大矿体厚度较大的情况。的情况。4 4）拣块法）拣块法n 拣块法是用做好的绳网铺拣块法是用做好的绳网铺在在矿石堆矿石堆上，从每个网格上，从每个网格中取出大致相等的小块矿中取出大致相等的小块矿石（份样）合并在一起作石（份样）合并在一起作为一个样品的方法。为一个样品的方法。n 样品重量样品重量: :n n n n1010公斤，公斤，视矿化均匀程度而定。视矿化均匀程度而定。

28、n 采样应注意：采样应注意：l 防止被围岩贫化；防止被围岩贫化；l 防止人为偏富或偏贫。防止人为偏富或偏贫。5 5）打眼法）打眼法n 打眼法是在坑道掘进过程中收打眼法是在坑道掘进过程中收集钻凿炮眼产生的岩泥及岩粉集钻凿炮眼产生的岩泥及岩粉合并起来作为样品的方法。合并起来作为样品的方法。n 优点是：优点是：l 取样和坑道掘进同时进行，取样和坑道掘进同时进行，不另费工时；不另费工时；l 能对尚未被坑道揭露的某能对尚未被坑道揭露的某些部分进行采样。些部分进行采样。n 缺点是：缺点是：不易分段取样。不易分段取样。6 6）全巷法）全巷法n 全巷法是把在矿体内掘进的坑道所采出的全部矿石作全巷法是把在矿体内

29、掘进的坑道所采出的全部矿石作为样品的方法。量大，代表性好。为样品的方法。量大，代表性好。n 采样长度：采样长度：2 2米。可在掘进方向上连续采，也可间隔米。可在掘进方向上连续采，也可间隔采取。采取。n 全巷法主要用于如下目的：全巷法主要用于如下目的：l 测定矿石的某些物理性质和选冶性能；测定矿石的某些物理性质和选冶性能；l 检查其他取样方法的取样效果；检查其他取样方法的取样效果；l 对某些特种非金属（如云母、水晶、金刚石等）、对某些特种非金属（如云母、水晶、金刚石等）、分布极不均匀的贵金属及稀有金属（如金、铂等）分布极不均匀的贵金属及稀有金属（如金、铂等）确定其有用组分的含量和品级。确定其有用

30、组分的含量和品级。7 7）小结：各种取样方法的比较）小结：各种取样方法的比较n 方法优劣的标准：方法优劣的标准：方法的可靠性和取样的费用。方法的可靠性和取样的费用。n 从方法可靠性出发的比较：从方法可靠性出发的比较：n 全巷法全巷法最可靠，其次是最可靠，其次是剥层法剥层法。对。对刻槽法、拣块法、方格法刻槽法、拣块法、方格法及及打眼法打眼法的评价不一，有人认为刻槽法可靠程度较高。在矿的评价不一，有人认为刻槽法可靠程度较高。在矿化均匀的情况下，拣块法和方格法有较高的可靠程度。对于化均匀的情况下，拣块法和方格法有较高的可靠程度。对于薄层脉状矿体，用全巷法采样，其效果不一定好。薄层脉状矿体，用全巷法采

31、样，其效果不一定好。n 从方法取样费用出发的比较：从方法取样费用出发的比较：n 拣块成本最低，打眼法也比较经济，最费工费时的是剥层法拣块成本最低，打眼法也比较经济，最费工费时的是剥层法和全巷法。和全巷法。（二）化学分析样品的加工（二）化学分析样品的加工n 样品加工的任务和原理样品加工的任务和原理n 样品加工过程及加工流程图的编制样品加工过程及加工流程图的编制n 样品的组合样品的组合1 1、样品加工的任务和原理、样品加工的任务和原理o 任务：任务：n 化学分析样原始重量数公斤至数十公斤，颗粒直径大；化学分析样原始重量数公斤至数十公斤，颗粒直径大；n 化验室样品要求：重量约化验室样品要求：重量约2

32、00200g g，粒度粒度160160 200200目目。n 任务：在保证样品可靠性前提下，以最经济的方法任务：在保证样品可靠性前提下，以最经济的方法（破碎、缩减破碎、缩减）得到化验室所要求的样品。）得到化验室所要求的样品。o 原则：原则：n 既要使缩减后的份样具有代表性，又要使加工过程简既要使缩减后的份样具有代表性，又要使加工过程简单、迅速和经济。单、迅速和经济。缩分后样品是否有代表性，与样品中有用矿物及有用缩分后样品是否有代表性，与样品中有用矿物及有用组分分布均匀程度、有用矿物颗粒的数量和直径有关。通组分分布均匀程度、有用矿物颗粒的数量和直径有关。通常只有当样品破碎后的粒径与有用矿物粒径相

33、同时（单体常只有当样品破碎后的粒径与有用矿物粒径相同时（单体解离），有用矿物才完全呈单颗粒分布在样品中。解离），有用矿物才完全呈单颗粒分布在样品中。这时才这时才能使矿物在样品中拌匀，缩减产生的缩减误差才能减小。能使矿物在样品中拌匀，缩减产生的缩减误差才能减小。反之，缩减误差增大。此时，只有增加样品重量，也反之，缩减误差增大。此时，只有增加样品重量，也即增加样品中有用矿物的颗粒数，才能降低由于有用矿物即增加样品中有用矿物的颗粒数，才能降低由于有用矿物分布不均匀对缩减的影响，减小缩减误差。分布不均匀对缩减的影响，减小缩减误差。因而，因而，在样品缩减过程中关键在于确定最小可靠重量在样品缩减过程中关键

34、在于确定最小可靠重量。n 最小可靠重量最小可靠重量Q Q是样品最大颗粒直径是样品最大颗粒直径d d的函数。的函数。 魏津公式魏津公式 ： Q = KdQ = Kd3 3 (1) (1) 里恰尔茨里恰尔茨 - -切乔特公式：切乔特公式： Q = KdQ = Kd2 2 (2)(2) 杰蒙德和哈尔费尔达尔公式：杰蒙德和哈尔费尔达尔公式： Q = KdQ = Kd (3) (3) 式中：式中： 3 3，变化于变化于1.5-2.71.5-2.7。 K K为样品缩分系数，为样品缩分系数，d d为样品最大颗粒直径为样品最大颗粒直径 （1 1）式和（）式和（2 2）式可以看作是（）式可以看作是（3 3）式的

35、特例。这）式的特例。这3 3个公式个公式中，以（中，以（2 2）式应用最广。在应用公式时，）式应用最广。在应用公式时，K K值的选择很值的选择很重要。重要。K K值决定于矿石性质及其中有用组份的均匀程度。值决定于矿石性质及其中有用组份的均匀程度。品位变化大，品位变化大，K K值应取大一些，反之小一些。值应取大一些，反之小一些。最小可靠重量：最小可靠重量：n是指将样品破碎到一定粒级时，在不超过允许误差的条是指将样品破碎到一定粒级时，在不超过允许误差的条件下所必需的最小重量，即经缩减后的重量。件下所必需的最小重量，即经缩减后的重量。用得更多的是类比法，实验室根据经验确定用得更多的是类比法，实验室根

36、据经验确定 2 2、样品加工方法、样品加工方法n 要求：要求：n 样品加工全过程总损失率不大于样品加工全过程总损失率不大于5%5%，样品缩分误差，样品缩分误差不大于不大于3%3%。n 两种方法两种方法：（1 1）机械联动线加工法：）机械联动线加工法：n 一次破碎、缩分，直接达到要求的粒度和质量。一次破碎、缩分，直接达到要求的粒度和质量。n 一般实验室无此条件，应用较少。一般实验室无此条件，应用较少。（2 2）分步缩分加工法：）分步缩分加工法：n 按规定加工流程破碎、分段缩减加工；按规定加工流程破碎、分段缩减加工；n 具体流程如下：具体流程如下：样品加工流程样品加工流程n 样品样品加工程序加工程

37、序为：破碎、过筛、拌匀、缩减为：破碎、过筛、拌匀、缩减n破碎破碎是为了减小样品直径，以便减小最小可靠重是为了减小样品直径，以便减小最小可靠重量，分粗碎（颚式破碎机）、中碎（轧辊机）和量，分粗碎（颚式破碎机）、中碎（轧辊机）和细碎（盘式细碎机）。细碎（盘式细碎机）。n过筛过筛是为了保证破碎后的颗粒直径能完全符合各是为了保证破碎后的颗粒直径能完全符合各阶段预定的要求。阶段预定的要求。n拌匀拌匀是为了在缩分前使金属矿物颗粒在样品中尽是为了在缩分前使金属矿物颗粒在样品中尽可能地均匀分布，有可能地均匀分布，有铲翻法铲翻法及及帆布滚动法帆布滚动法。n缩减缩减是将样品缩减到最小可靠重量，每次缩减是将样品缩减

38、到最小可靠重量，每次缩减1/21/2。缩减前后的样品重量分别为缩减前后的样品重量分别为Q1Q1和和Q2Q2，缩减的次数缩减的次数n n可用下式计算。可用下式计算。Q12Q12n nQ2Q2n (n (loglogQ1-Q1-loglogQ2) / Q2) / loglog2 2n 完成了上述完成了上述4 4个程序为一个个程序为一个阶段阶段。3 3、样品的组合、样品的组合o 样品在送化验室前将若干个样组成一个样，组合后的样品在送化验室前将若干个样组成一个样，组合后的样品常称之为样品常称之为组合样品组合样品。o 组合样应用于下列情况：组合样应用于下列情况：n分析矿石中的伴生有益组份及其他杂质元素；

39、分析矿石中的伴生有益组份及其他杂质元素；n矿石质量已详细研究，为减少测试、分析工作量；矿石质量已详细研究，为减少测试、分析工作量；n多矿物样或技术加工样等专门试验。多矿物样或技术加工样等专门试验。o 样品组合原则：样品组合原则：n必须按样品的原始重量成比例地组合；必须按样品的原始重量成比例地组合；n矿石类型、品级相同才能组合；矿石类型、品级相同才能组合；n原始样品的采样方法相同才能组合。原始样品的采样方法相同才能组合。（三）矿石的化学成分分析（三）矿石的化学成分分析n 光谱分析光谱分析- -仪器分析的一种仪器分析的一种n 化学分析化学分析- -化学分析与仪器分析的结合化学分析与仪器分析的结合n

40、 全分析全分析n 普通分析普通分析n 组合分析组合分析n 物相分析物相分析详见蒋敬业，详见蒋敬业，20062006应用地球化学应用地球化学o 光谱分析主要用于普查找矿阶段，如地球化学光谱分析主要用于普查找矿阶段，如地球化学找矿，在勘探阶段则常用于检查矿石中可能存找矿，在勘探阶段则常用于检查矿石中可能存在的伴生有益组分和有害元素的种类和含量，在的伴生有益组分和有害元素的种类和含量，为组合分析提供项目。为组合分析提供项目。分析项目较多，主要根分析项目较多，主要根据矿石类型、元素共生组合规律、岩矿鉴定和据矿石类型、元素共生组合规律、岩矿鉴定和光谱半定量分析结果确定，故又称为多元素分光谱半定量分析结果

41、确定，故又称为多元素分析。析。o 化学分析化学分析是最基本的方法，其分析精度高，分是最基本的方法，其分析精度高，分析结果用来析结果用来评价矿石质量、圈定矿体、估算储评价矿石质量、圈定矿体、估算储量量。据分析的目的要求又可分为。据分析的目的要求又可分为基本分析、组基本分析、组合分析、合理分析和全分析合分析、合理分析和全分析。1 1、全分析、全分析p 分析目的：分析目的：了解矿石中所含的了解矿石中所含的全部化学成分全部化学成分。p 分析项目：所有元素含量之和接近分析项目：所有元素含量之和接近100%100%。全分。全分析之前，一般先作光谱全分析，除痕迹元素外，析之前，一般先作光谱全分析，除痕迹元素

42、外，其他元素都应作为全分析的项目。分析应在勘其他元素都应作为全分析的项目。分析应在勘探 初 期 进 行 ， 以 便 于 指 导 勘 探 工 作探 初 期 进 行 ， 以 便 于 指 导 勘 探 工 作 。p 分析样品：分析样品：必须采集有代表性的样品或组合样必须采集有代表性的样品或组合样品 。 一 个 矿 区 其 总 量 一 般 不 超 过品 。 一 个 矿 区 其 总 量 一 般 不 超 过 2 02 0 个 。个 。2 2、普通分析、普通分析- -基本分析基本分析o 普通分析，又叫基本分析、单项分析、主元素普通分析，又叫基本分析、单项分析、主元素分析，是用得最多的分析方法。分析，是用得最多

43、的分析方法。o分析目的：分析目的：查明矿石中查明矿石中主要有用组分的含量主要有用组分的含量及及其变化情况，作为圈定矿体，计算储量之用。其变化情况，作为圈定矿体，计算储量之用。o分析项目：分析项目：分析项目因矿种和矿石类型而异。分析项目因矿种和矿石类型而异。分析全部样品，分析工作分析全部样品，分析工作系统进行系统进行。3 3、组合分析、组合分析p 分析目的：分析目的：了解矿石中的了解矿石中的伴生有益组分和有害杂质伴生有益组分和有害杂质的的含量以便估算伴生有益组分的储量及有害杂质对矿石含量以便估算伴生有益组分的储量及有害杂质对矿石质量的影响。质量的影响。p 分析项目：分析项目：一般根据全分析、多元

44、素分析的结果确定，一般根据全分析、多元素分析的结果确定，当有益或有害组分达标或超标时需测定。当有益或有害组分达标或超标时需测定。p 分析样品：分析样品：可由可由普通分析样品的副样组合而成普通分析样品的副样组合而成。一般。一般由由8-128-12个副样组合成一个组合样。当有益及有害元素分个副样组合成一个组合样。当有益及有害元素分布规律比较清楚后可用布规律比较清楚后可用20-3020-30个，甚至个，甚至5050个副样合并成。个副样合并成。样品合并必须遵循前述样品合并的原则。样品合并必须遵循前述样品合并的原则。4 4、物相分析、物相分析物相分析又叫合理分析物相分析又叫合理分析o 分析目的：分析目的

45、：查明查明有用组分在矿石中的赋存状态有用组分在矿石中的赋存状态，以便于，以便于划分不同矿石类型。划分不同矿石类型。o 分析项目：分析项目：根据不同物相的矿石的化学成分特点确定。根据不同物相的矿石的化学成分特点确定。例如铜矿，分析例如铜矿，分析CuOCuO和和CuSCuS。铁矿则分析铁矿则分析FeOFeO和和FeFe2 2O O3 3。o 分析样品：分析样品：在两类矿石的分界处附近采取，样品数量可在两类矿石的分界处附近采取，样品数量可根据需要确定，一般为根据需要确定，一般为5-205-20个。也可用基本分析样品的个。也可用基本分析样品的副样或组合样进行分析。副样或组合样进行分析。物相分析确定矿石

46、类型例子物相分析确定矿石类型例子（四）取样检查与质量评定（四）取样检查与质量评定o 化学取样检查化学取样检查是为了是为了评定取样结果的可靠程度评定取样结果的可靠程度，而对取样工作的三个基本环节，即采样、样品加而对取样工作的三个基本环节，即采样、样品加工及分析所进行的检查工作。工及分析所进行的检查工作。n 目的目的是及时发现误差，查明误差性质和产生原因，及是及时发现误差，查明误差性质和产生原因，及时采取措施，时采取措施，保证取样结果的质量能符合规定的允许保证取样结果的质量能符合规定的允许误差要求误差要求。n 取样精度取样精度( (或误差或误差) )是勘探精度是勘探精度( (或误差或误差) )的重

47、要组成的重要组成部分。部分。n 具体评价方法：具体评价方法：取样可靠性和取样代表性取样可靠性和取样代表性。1 1、取样可靠性的评价、取样可靠性的评价取样技术误差取样技术误差o 取样可靠性的定义取样可靠性的定义：单个样品测定的正确程度单个样品测定的正确程度称为样品的可靠性。其数量表示是取样的技术称为样品的可靠性。其数量表示是取样的技术误差（或测定误差），误差（或测定误差），即样品的测定值与该样即样品的测定值与该样品实际值之差，分绝对误差和相对误差。品实际值之差，分绝对误差和相对误差。o 影响取样可靠性的因素影响取样可靠性的因素：n 采样、加工、分析的方法是否正确；采样、加工、分析的方法是否正确；

48、n 设备条件；设备条件；n 操作人员技术的熟练程度和工作态度。操作人员技术的熟练程度和工作态度。1 1）取样技术误差的性质）取样技术误差的性质n 技术误差在样品采集、加工、分析过程中都会技术误差在样品采集、加工、分析过程中都会产生，包括随机误差和系统误差。产生，包括随机误差和系统误差。o 随机误差（偶然误差），随机误差（偶然误差），特点：特点：n 服从正态分布；服从正态分布；n 误差值一般比较小。误差值一般比较小。o 系统误差，系统误差，特点：特点：n 是指观测结果系统地偏向某一方向，误差具有是指观测结果系统地偏向某一方向，误差具有符号优势。符号优势。2 2）取样技术误差的查明）取样技术误差的

49、查明o 取样技术误差的查明方法是取样技术误差的查明方法是检查测量检查测量，如：，如：n 用共轭样品来检查岩心取样的精度；用共轭样品来检查岩心取样的精度；n 用全巷法或剥层法检查小规格样品精度；用全巷法或剥层法检查小规格样品精度；n 用加工时的残留样品检查加工精度等；用加工时的残留样品检查加工精度等；n 副样检查分析检测基本分析的精度。副样检查分析检测基本分析的精度。o 其中，化验分析结果的检查：其中，化验分析结果的检查：n 内部检查分析：内部检查分析：从基本分析样中抽取从基本分析样中抽取5 5%-10%-10%副样副样在同一化验室化验，以检查分析中的在同一化验室化验，以检查分析中的偶然误差偶然

50、误差。n 外部检查分析：外部检查分析：送送5%5%的副样到具较高水平的另一化的副样到具较高水平的另一化验室检查，以检查验室检查，以检查系统误差系统误差。n 仲裁分析：仲裁分析：外检结果相差太大，在权威的第三化验外检结果相差太大，在权威的第三化验室作化验。室作化验。3 3）分析结果偶然误差的评价：超差率）分析结果偶然误差的评价：超差率 内部检查评价内部检查评价n 有有n n个样品，基本分析和检查分析结果分别为个样品，基本分析和检查分析结果分别为x xi i和和y yi i(i=1(i=1、2 2、in)in)，绝对误差，绝对误差z zi i和相对误差和相对误差 i i为为z zi i = x=

51、xi i - y - yi i i i = z = zi i / x / xi i100%100%n 据据给定的误差标准给定的误差标准可以判定每个样品是否超差。在可以判定每个样品是否超差。在此基础上可计算超差样品占全部样品的比率此基础上可计算超差样品占全部样品的比率超超差率。超差率大于差率。超差率大于30%30%，分析结果不合格，分析结果不合格。n 计算平均绝对误差和平均相对误差以及基本分析的计算平均绝对误差和平均相对误差以及基本分析的平均值。根据基本分析平均值查误差标准所允许的平均值。根据基本分析平均值查误差标准所允许的误差值，计算的误差小于允许误差则合格，否则不误差值，计算的误差小于允许误

52、差则合格，否则不合格。合格。4 4）分析结果系统误差的评价）分析结果系统误差的评价 化学分析外部检查评价化学分析外部检查评价n 常用常用student-tstudent-t检验，检查基本分析与检查分析的均值有无检验，检查基本分析与检查分析的均值有无显著差异显著差异。 |x - y| |x - y| t = ( t = ( x x2 2+ + y y2 2 - 2- 2x x y y)/n)/n式中：式中： x x， y y为基本分析和检查分析的平均品位；为基本分析和检查分析的平均品位； x x ， y y为基本分析和检查分析的标准差；为基本分析和检查分析的标准差； n n 为样品对数；为样品对

53、数； 为相关系数为相关系数 = = xyxy / /（ x x y y）n 当当t2t2时，没有系统误差。而当时，没有系统误差。而当t t 2 2时则存在系统误差，时则存在系统误差，基本分析值要用校正系数基本分析值要用校正系数f f来校正来校正f = y / xf = y / xo 内部检查分析的内部检查分析的数量一般为原分析样品总量的数量一般为原分析样品总量的5%-10% 5%-10% ，内部检查分析应分期、分批进行，内部检查分析应分期、分批进行，对各品级、各类型的样品，以及边界品位附近对各品级、各类型的样品，以及边界品位附近的样品都应检查。的样品都应检查。o 外部检查样品的外部检查样品的数

54、量一般为原分析样品总数的数量一般为原分析样品总数的5% 5% 。当矿床样品总数较少时，外检样也不得。当矿床样品总数较少时，外检样也不得少于少于30 30 个个2 2、取样代表性的评价、取样代表性的评价n 定义：样品的代表性是指所取样品或样本代表被取定义：样品的代表性是指所取样品或样本代表被取样的地点或矿体单元（总体）的程度。它在数量上样的地点或矿体单元（总体）的程度。它在数量上的表示是类比误差或代表性误差。的表示是类比误差或代表性误差。n 样品代表性的分类样品代表性的分类n 总体代表性，总体代表性，是指样本的是指样本的平均值平均值与总体平均值的符合与总体平均值的符合程度，取样所得的矿体（或矿床

55、程度，取样所得的矿体（或矿床品位平均值与矿体品位平均值与矿体或矿床或矿床真实品位平均值的符合程度。真实品位平均值的符合程度。n 分级代表性，分级代表性，是指样本的是指样本的频率分布频率分布与总体概率分布的与总体概率分布的符合程度，即各级品位的比例与实际比例的符合程度。符合程度，即各级品位的比例与实际比例的符合程度。取样结果仅仅能满足总体代表性，而不能满足分级代取样结果仅仅能满足总体代表性，而不能满足分级代表性，就不能认为取样的代表性是好的。一般来说，表性，就不能认为取样的代表性是好的。一般来说，如果各分级代表性能满足，则总体代表性也大致能满如果各分级代表性能满足，则总体代表性也大致能满足足n

56、个体代表性，个体代表性，是指每个具体样品能否代表取样地点的是指每个具体样品能否代表取样地点的实际情况。实际情况。n 除矿石质量本身的变化性以外，从采样工作的除矿石质量本身的变化性以外，从采样工作的角度分析，其主要的影响因素为：角度分析，其主要的影响因素为：l 样品的数量样品的数量l 样品间距样品间距l 样品的几何特征样品的几何特征l 另外，也明显受供另外，也明显受供采样的探矿工程采样的探矿工程制约。制约。（详细见本章（详细见本章“影响取样的有关因素影响取样的有关因素”部分部分P198-200P198-200） 影响取样代表性的因素影响取样代表性的因素A A、样品数量、样品数量：对同一矿体（矿段

57、）采集样品的数量：对同一矿体（矿段）采集样品的数量越多，其取样代表性越好，反之，其代表性越差。越多，其取样代表性越好，反之，其代表性越差。B B、样品间距、样品间距：样品间距越密，则取样数量越多，代样品间距越密，则取样数量越多，代表性越好。表性越好。在品位的变化为随机性变化时，成在品位的变化为随机性变化时，成立；在品位变化为方向性变化时，越能反映矿立；在品位变化为方向性变化时，越能反映矿石质量自然变化性，此时按规律用较稀疏取样工石质量自然变化性，此时按规律用较稀疏取样工程，内插与外推也能取得好的代表性；程，内插与外推也能取得好的代表性；C C、样品几何特征、样品几何特征：是指样品布置的方向、规

58、模、：是指样品布置的方向、规模、规格、形状等对取样结果的影响。规格、形状等对取样结果的影响。n单个样品总是沿着矿体的单个样品总是沿着矿体的厚度方向厚度方向布置；布置；n样品的样品的体积体积越大，取样结果的离散程度越小，也即观越大，取样结果的离散程度越小，也即观测变化性越小。测变化性越小。n样品的样品的规格规格（几何尺寸）越小，观测变化性将变大。几何尺寸）越小，观测变化性将变大。 n形状形状要具体问题具体分析，如对内生金属矿，一般线要具体问题具体分析，如对内生金属矿，一般线状样品比正方形样品更能反映实际情况状样品比正方形样品更能反映实际情况1 1）总体代表性的评价）总体代表性的评价n 总体代表性

59、是样本平均值和总体平均值的符合总体代表性是样本平均值和总体平均值的符合程度。程度。n 如果用如果用 表示平均值的绝对误差，用表示平均值的绝对误差，用 表示相对误差，表示相对误差，用用 maxmax表示最大误差。而表示最大误差。而 为品位平均值，为品位平均值，t t为概率系为概率系数。数。则对于随机变量则对于随机变量，平均值的绝对误差，平均值的绝对误差 是品位观是品位观测值的标准差测值的标准差 与观测次数与观测次数n n的函数：的函数： 即平均值的绝对误差即平均值的绝对误差 = /n = /n 平均值的相对误差平均值的相对误差 =/ =/100%100% 最大误差最大误差 max max = t

60、= t 平均值置信区间为：平均值置信区间为：- t- t+ t+ tn 分级代表性的评价可以建立各级品位频率的分级代表性的评价可以建立各级品位频率的置信区间。如果已知矿床品位的分布律，也置信区间。如果已知矿床品位的分布律，也可进行分布律的检验。可进行分布律的检验。n 个体代表性的评价可用单个样品影响范围内个体代表性的评价可用单个样品影响范围内的加密取样，或的加密取样，或利用更可靠（如规格更大）利用更可靠（如规格更大）的相同或不同取样方法进行误差评定的相同或不同取样方法进行误差评定。 2 2）分级代表性及个体代表性的评价）分级代表性及个体代表性的评价三、岩矿鉴定取样三、岩矿鉴定取样n 定义：定义