新疆卡魯安某鋰礦勘區X熒光測量異常特征分析

摘 要：在偉晶巖鋰礦的勘查研究中，常用x熒光方法對土壤元素含量作分析。鋰元素不能直接被測量，只有通過找到與鋰伴生的元素，從而指導找礦。結合新疆有色金屬706隊提供的資料，布設了L1、L2兩條總長6605 m的測線，通過運用X熒光法研究了新疆卡魯安某勘查區X熒光異常特征。結果表明：土壤中Mn、Rb、Y三種元素含量在偉晶巖脈露頭（含未礦化的偉晶巖脈）的區域會出現明顯的異常反應，而在埋深較深的偉晶巖脈上方沒有異常體現，不同深度的其它巖性也沒有明顯的土壤X熒光測量異常；為尋找偉晶巖鋰礦提供了很好的指示作用。可見，X熒光法對尋找偉晶巖鋰礦是準確、有效的。

關鍵詞：X熒光測量；偉晶巖鋰礦；異常特征

隨著經濟的發展，特別是新能源汽車的出現，對鋰的需求越來越大[1]，促使人們加大對鋰礦資源的勘查和研究[2]。我國的偉晶巖鋰礦在鋰礦類型中占據重要地位，但是母巖偉晶巖成礦規模一般不大，開展如磁法、電法等常規物探方法一般不能達到理想效果；將X熒光法引入偉晶巖型鋰礦勘查，可指導找礦。

為此，筆者在國家重點研發計劃項目與國家自然科學基金項目的支持下，以新疆卡魯安偉晶巖鋰礦勘查區為研究區，開展了X熒光測量探測隱伏偉晶巖鋰礦研究工作。

1.研究區地質概況

研究區位于新疆維吾爾自治區，阿勒泰地區中部，地處哈龍河與阿祖拜河兩側，往西2km處為群庫爾一阿祖拜偉晶巖帶的北端延伸部分，向南可達阿祖拜地區，向北達哈龍河上游段。研究區主要巖性為細砂巖、粉砂巖與泥巖呈不均勻的互層體，在受區域變質作用影響后，巖石大多已經變質成石英-黑云母片巖，如堇青石-黑云母-石英片巖等。

該區域巖漿活動強烈，主要由火山巖、沉積巖和花崗巖等組成。哈龍-阿祖拜偉晶巖礦田包圍在中阿爾泰哈龍-青河早古生代生成的巖漿弧之中。在哈龍背斜的傾沒端、東西向斷裂和南西向斷裂的復合地帶等構造中，都分布著大量的偉晶巖脈。花崗偉晶巖脈賦存于中上志留統庫魯木提群變質的片巖系中，礦區范圍內地層主要為中上志留統變質的片巖系，褶皺構造不明顯。但次一級構造裂隙十分發育，對礦區內偉晶巖的形成創造了很好的條件，研究區內先后發現了806、809、650等多條偉晶巖鋰礦脈，目前，仍有很好的找礦前景。

2.X熒光測量原理與基本工作方法

對于每一種化學元素的原子而言，所有的核外電子都以各自固有的能量在各自的軌道上高速運行。當X射線照射物質時，原子的內層電子與X射線碰撞后脫離原子核的束縛，使原子被激發，處于激發態。這時，外層電子躍遷至這一空位時，以發出X射線或俄歇電子的形式放出能量[3]。由于每種原子的原子能級結構都是特有的，放出X射線的能量也是特定的，且波長唯一，因此稱之為特征X射線。若想確定某些元素的存在，便可通過測定特征X射線的能量來實現。而特征X射線的強弱與此種元素在物質中的含量呈正比關系，因此，若想得到物質中某些元素的含量，可通過測量該元素特征X射線的強度，再通過特定的關系得出其含量。從而實現了對X熒光的定性與定量分析。

在本研究中采用的是手提式X熒光儀（IED-2000）。儀器可同時測定K、Fe、Mn、Rb、Y、Nb等多種元素。偉晶巖型鋰礦不僅富集Li 元素，還會同時富集如Cs、Sr、Rb等多種元素[4]，在鋰礦地球化學異常中，我們通常可以發現Cs、Sr、Rb、Nb、Y、Zn 等元素，其中大部分元素都可以通過手提式X熒光儀進行測量。在勘查區開展土壤X熒光測量，可捕獲勘查區內成礦元素或其伴生元素的異常，通過對捕獲異常與地氣異常配合進行綜合分析研究，達到尋找鋰礦的目的。

3.野外工作部署

根據研究區的具體概況和新疆七〇六隊在該地區所取得的物探、化探成果。按測線基本垂直偉晶巖鋰礦脈走向和構造線走向為原則，布設了兩條測線，分別記為L1線、L2線（見圖1）。對土壤X熒光測量布設兩條測線總共8205 m，其中L1測線為6206 m，采樣73個，L2 測線也為1999 m，采樣157個，方向野外采用羅盤定向、GPS加測繩定距。

為保證覆蓋范圍和工作效率，在未礦化偉晶巖脈的區域或沒有偉晶巖脈的區域設計土壤采樣點點距為60 m；在已知礦體周圍（在礦體平面投影位置兩邊100 m — 300 m范圍內），土壤采樣點點距為40 m，離礦體距離的增加而加大采樣距；在礦體上方及相鄰區域（在礦體平面投影位置兩邊100 m范圍內），土壤采樣點點距為20 m。由于地形原因部分測點不能測量，最終得到有效土壤樣品188個。

4 土壤X熒光異常特征研究

L1、L2 兩條測線共計完成188個有效測點的土壤樣品采集，完成對土壤樣品的土壤X熒光測量，包括Y、Mn、Fe、Ni、Rb等12種元素。經過分析篩選，利用mapgis工程制圖軟件及grapher軟件繪制出基本可以反映偉晶巖鋰礦X熒光異常特征的三種元素（Y、Rb、Mn）X熒光測量綜合剖面圖。

由土壤X熒光曲線，在偉晶巖脈上方和偉晶巖礦脈露頭區域，Y、Rb、Mn 三種元素含量出現明顯正異常；特別是不含礦的偉晶巖脈上方區域，正異常更加明顯；而在埋深較深的偉晶巖礦脈上方和其它巖性區域沒有明顯異常表現。在L2線800 m附近區域Y、Rb、Mn 三種元素也出現明顯正異常，此區域地處兩側山坡腳下，地勢平穩，而西側山坡上部有809號偉晶巖脈露頭，東側山坡上部有806號偉晶巖脈露頭，可能為806號礦脈延伸至該區域所產生的X熒光異常。

5 結論

（1）在偉晶巖脈上方區域通過X熒光分析得出一些與Li相關性較好的異常元素，可得出土壤X熒光測量卡魯安式偉晶巖鋰礦是有效的。

（2）土壤X熒光測量時，可以將與Li元素相關性較好的Y、Rb、Mn 三種元素作為Li的指示元素。在偉晶巖脈露頭的區域附近，Y、Rb、Mn 三種元素具有較明顯的異常反應，不含礦的偉晶巖脈露頭的區域異常更明顯；而在埋深較深的偉晶巖礦脈上方和其它巖性區域土壤中Y、Rb、Mn 三種元素含量沒有明顯異常表現。

（3）根據偉晶巖鋰礦脈區、無礦（化）偉晶巖脈區X熒光異常特點，可推斷出L2測線的800 m ～ 1100 m具有很好的找礦前景。

參考文獻：

[1] 游清治，2016.鋰—未來需求的最重要元素[J].新疆有色金屬，39（B07）：88-91

[2] Jiankang Li，Liu X，Wang D，2014.The Metallogenetic Regularity of Lithium Deposit in China[J].Acta Geologica Sinica

[3] 周紹森， 范成， 1990. 原子物理學[M]. 華東師范大學出版社

[4] 胡如權， 梁鯨， 王昌南，等.2016， 甘孜州及鄰區偉晶巖型鋰輝石礦床的成礦規律和找礦方向[J]. 世界有色金屬，（20）：63—64

作者簡介：

楊吉成，男，碩士研究生。研究方向：核資源與核勘查技術.

國家自然科學基金項目（41074094）資助