基于ICP-Ms法分析測(cè)試銅礦床中有色金屬元素特征及意義分析

方 芳，鐘紅梅

（1.江西省地質(zhì)調(diào)查研究院，江西 南昌 330000；2.江西省地礦局贛南中心實(shí)驗(yàn)室，江西 贛州 341000）

目前，礦產(chǎn)資源分布不均衡，有色金屬不相同類型間的存儲(chǔ)量各有差異。其中，銅礦床含有的有色金屬元素成分、種類、含量等能夠反映成礦時(shí)的環(huán)境。例如，銅礦床中鉬的相對(duì)富集是成礦時(shí)期的氧化環(huán)境以及部分銅礦發(fā)生鉬礦化和海水、沉積火山灰共同作用的結(jié)果[1]。ICP-Ms法作為一種新型分析測(cè)試技術(shù)，因?yàn)槠渚哂懈邷仉婋x特性和四極桿質(zhì)譜計(jì)靈敏快速掃描的明顯優(yōu)勢(shì)，能夠及時(shí)定位元素所在，已被逐步應(yīng)用到多種勘測(cè)項(xiàng)目中。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器選擇與實(shí)驗(yàn)環(huán)境

實(shí)驗(yàn)采用美國(guó)Thermo Element公司生產(chǎn)的X-Ⅱ型電感藕合等離子體質(zhì)譜儀，工作時(shí)的功率為1350w，主要工作參數(shù)如表1所示。選用100μL/min的出口孔多的霧化器和溫度介于（2±0.1）℃的Pihier的半導(dǎo)體石英雙通道，以及擁有3.0mm中心通道的石英一體化矩管。采集樣本：有色金屬；采集深度：約10mm；載流的速度為1.25L/min。

表1 ICP-MS的儀器工作參數(shù)

1.2 實(shí)驗(yàn)過程

設(shè)置ICP-MS的工作功率固定為1350w，溫度為80℃，壓力為5帕斯卡，控制保持時(shí)間5m。隨后選擇溶劑，將試劑進(jìn)行稀釋，并制作成混合溶液，其濃度均為1.5mg/L，硝酸（HNO3）的體積分?jǐn)?shù)為m=3.5%?；旌先芤旱臉?biāo)準(zhǔn)液稀釋的濃度分別配置為0μg/L、5μg/L、15μg/L、45μg/L，用ICP-Ms法對(duì)銅礦床中的有色金屬含量進(jìn)行檢測(cè)（此過程依據(jù)原理為：多種有色金屬元素之間的無(wú)干擾化學(xué)性反應(yīng)）。

1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析論證

通過上述實(shí)驗(yàn)測(cè)試，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果以表格的形式直觀表現(xiàn)出來(lái)，其測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2 ICP-MS法測(cè)定銅礦床中有色金屬元素結(jié)果

由上表探知，該方法快速、精準(zhǔn)、高效。銅元素含量最多，鉬元素含量最少。ICP-Ms法測(cè)試的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）0.63%～3.35%，加標(biāo)回收率95.3%～01.1%。

2 銅礦床中有色金屬元素特征分析

經(jīng)實(shí)驗(yàn)可知，銅礦床中主要存在Cu、Cr、Mo、Co、Au這幾種有色金屬元素。其中，銅（Cu）元素分布較集中，主要賦存于黃銅礦中，以不規(guī)則顆粒狀形式存在，沿裂隙呈脈狀分布，部分黃鐵礦中有細(xì)小的黃銅礦包裹體，與黃鐵礦、磁鐵礦緊密共生，其他礦石中Cu元素分布率≤1%[2]。

鉻（Cr）元素主要賦存于磁鐵礦中，鐵硅酸鹽礦物和黃鐵礦中也含有少量成分多以半自形一自形粒狀形式存在。此外，磁鐵礦常與水滴狀黃銅礦或黃鐵礦包裹體相伴，緊密鑲嵌[3]。鉬（Mo）元素主要以獨(dú)立礦物形式分布在輝鑰礦中。輝鑰礦有2H+3R混合型和2H型，多在裂隙中呈細(xì)脈、網(wǎng)脈狀，主要散布在脈石礦物粒間，其他部分包裹于黑云母、碳酸鹽等礦物中，部分鑲嵌于黃銅礦、磁鐵礦內(nèi)。鈷（Co）元素有獨(dú)立礦物和類質(zhì)同象兩種賦存狀態(tài)。主要以類質(zhì)同象狀態(tài)均勻分布在黃鐵礦中，品位與黃鐵礦的含量成正相關(guān)，其次分布在磁鐵礦中，少量分布在黃銅礦及脈石礦物中，部分以輝鉆礦的形式包裹于黃銅礦中。黃銅礦和黃鐵礦是金礦物（Au）元素的主要載體，通常以自然金的形式存在。各類礦石金礦化具有不均勻性，變化繁雜，且局部較富集。多項(xiàng)勘查顯示，金與銅的富集關(guān)系密切，成正相關(guān)，同時(shí)自然金常與碲化物共生。

圖1 銅礦床中礦石類型圖

銅礦床中的礦石類型如圖1所示，其中，A為含銅黃鐵礦礦石、B為互層狀黃鐵礦與磁鐵礦礦石、C為黃鐵礦與磁黃鐵礦礦石、D為伴生閃鋅礦與方鉛礦的礦石。

3 銅礦床中有色金屬元素意義分析

伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)大力倡導(dǎo)綠色勘查、環(huán)保經(jīng)濟(jì)的理念，人們愈加重視在保障礦產(chǎn)資源開發(fā)的前提下，對(duì)礦床的控礦因素及找礦遠(yuǎn)景的探索。作為國(guó)家戰(zhàn)略型產(chǎn)業(yè)之一的新型材料，離不開的有色金屬的添加。目前，普通有色金屬在市場(chǎng)中售賣價(jià)格低廉，這對(duì)于某些金屬元素在高科技、軍工產(chǎn)品的應(yīng)用起到顯著作用。因此，對(duì)銅礦床或者其他金屬礦床中所含有色金屬元素的成分、種類、含量等進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)試，這一項(xiàng)將對(duì)未來(lái)的綠色礦山采、選、冶等方向具有重要的指導(dǎo)意義。

4 結(jié)語(yǔ)

此次筆者主要是運(yùn)用ICP-Ms法針對(duì)銅礦床中有色金屬元素的特征進(jìn)行深入研究，測(cè)試結(jié)果顯示，該項(xiàng)成本較小，測(cè)定范圍廣泛，檢測(cè)結(jié)果精密，測(cè)試種類多樣化。ICP-Ms法除了應(yīng)用到銅礦床的金屬元素測(cè)試外，還可以對(duì)其它地質(zhì)勘查項(xiàng)目提供一定的參考價(jià)值。