掃描電鏡在地質勘查中的應用

井晶晶

（河北省區域地質調查院，河北 廊坊 065000）

地質勘查工作是一項長期的科學過程，是在不斷的“研究→驗證→再研究→再研究”的推進的，這也是現階段地質找礦的主要方法之一。隨著計算機技術以及精密儀器設備的不斷發展，較多的現代化測試技術逐漸應用于地質找礦領域，使得地質勘查過程中以多方法信息的綜合應用為主，提高了地質勘查的綜合研究程度，同時有效地降低了地質勘查風險，尤其是金屬礦產資源的找礦勘查工作。

掃描電鏡是一種常用的地質勘查輔助技術，逐漸廣泛的應用于礦床學研究領域，并取得了良好的應用效果。鑒于此，本文結合多年的工作經歷，分析掃描電鏡在地質勘查中的應用。

1 礦物特征及賦存狀態中的應用

掃描電鏡是一種大型的分析設備，主要用于觀察各種固態物質表面的超微結構形態以及組成物質。掃描電鏡具有高的分辨率，可觀察納米級礦物的表面特征，如可觀察表面6nm左右的細節，在LaB6電子槍條件下可觀察3nm的礦物表面細節。

因此，在地質勘查中常用于礦物表面特征以及賦存狀態等的觀察。對于方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等有色金屬礦產而言，由于礦物結晶顆粒較大，僅需礦石光片就可獲得礦物表面的微觀特征，但是對于三稀資源（稀土、稀有和稀散礦產）和鉑族元素等資源而言，由于有用組分含量極少，使用光片無法滿足試驗需求，此時可通過掃描電鏡技術研究礦石礦物表面的微觀特征以及賦存狀態，為進一步研究礦床成因等提供詳實的數據支撐。如萬建軍石英掃描電鏡方法對陜西華陽川鈾稀有多金屬礦床中的稀土元素進行了研究，較系統的獲得了稀土元素的賦存狀態，為稀土元素的綜合利用提供了重要借鑒（圖1）[1]；梁慶林等對巖漿硫化物礦床中鉑族元素的賦存狀態進行了研究，對研究對象的晶體結構、化學成分以及微區結構等進行了研究，并取得了良好的應用效果[2]。

圖1 華陽川鈾稀有多金屬礦床稀土礦物賦存狀態BSE圖像（據萬建軍等，2021略改[1]）

2 礦床成礦期次研究中的應用

礦床期次研究是礦床學中的重要組成部分，主要通過礦物的生成先后順序以及演化關系等推斷礦床的形成過程，進而總結其成礦規律，為進一步研究成礦模式等提供數據支撐。

因此，成礦期次研究具有重要的找礦實踐意義。掃描電鏡在礦床成礦期次研究中具有明顯的應用優勢，這是由于掃描電鏡可獲得納米級礦物的表面特征以及賦存特征，能夠清晰的反映出礦物的微觀演化過程，因此常用于金、銀、鉑族元素等礦床的研究領域中，如張克對膠東大尹格莊金銀多金屬礦床中的銀成礦進行的掃描電鏡研究，提出了大尹格莊礦床中銀多金屬元素的疊加成礦作用（圖2），為區域找礦提供了指導意義。

圖2 膠東大尹格莊金銀多金屬礦床中銀金礦的賦存狀態BSE圖像（據張克，2019略改[3]）

3 礦石粒度統計中的應用

礦石粒度統計是礦石選冶工藝試驗的基礎，也是提高資源綜合利用的前提。因此，礦石粒度統計在礦床開采技術條件研究中至關重要。礦石粒度統計是在不同的磨細條件下，分析礦石粒級。但是，部分礦石應硬度原因等，導致無法通過常規的方法對其進行統計，此時可通過掃描電鏡技術解決，如表1為某礦床中礦石顆粒統計結果。由表1可知：礦石礦物的粒級主要分布在-0.010mm之下，少量分布在-0.015mm和-0.020mm之間，由此可知，該礦床中礦石礦物以細片狀嵌布。

表1 某礦床的礦石礦物粒度分布統計表

根據對礦石的掃描電鏡圖像觀察可知：礦石中的有用組分較細小，以細片狀為主（圖3）。

圖3 某礦床中礦石礦物嵌布特征BSE圖像

4 結束語

綜上所述，掃描電鏡在地質勘查中的應用較為普遍，尤其是在礦床學領域。掃描電鏡具有操作簡便，分辨率高的優勢，能夠精確的反映出納米級礦物表面的微細特征以及賦存狀態，同時也能夠反映出礦物之間的演化過程，如多期次疊加成礦作用以及固溶體分離結構等。

因此，掃描電鏡技術在礦床學研究中具有重要的應用價值，對分析和模擬成礦過程意義重大，尤其是在三稀資源以及鉑族元素中，在今后的礦床學研究中應加強該方面的研究工作。