掃描電鏡在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

井晶晶

（河北省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查院，河北 廊坊 065000）

地質(zhì)勘查工作是一項長期的科學(xué)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(xiàn)階段地質(zhì)找礦的主要方法之一。隨著計算機技術(shù)以及精密儀器設(shè)備的不斷發(fā)展，較多的現(xiàn)代化測試技術(shù)逐漸應(yīng)用于地質(zhì)找礦領(lǐng)域，使得地質(zhì)勘查過程中以多方法信息的綜合應(yīng)用為主，提高了地質(zhì)勘查的綜合研究程度，同時有效地降低了地質(zhì)勘查風(fēng)險，尤其是金屬礦產(chǎn)資源的找礦勘查工作。

掃描電鏡是一種常用的地質(zhì)勘查輔助技術(shù)，逐漸廣泛的應(yīng)用于礦床學(xué)研究領(lǐng)域，并取得了良好的應(yīng)用效果。鑒于此，本文結(jié)合多年的工作經(jīng)歷，分析掃描電鏡在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用。

1 礦物特征及賦存狀態(tài)中的應(yīng)用

掃描電鏡是一種大型的分析設(shè)備，主要用于觀察各種固態(tài)物質(zhì)表面的超微結(jié)構(gòu)形態(tài)以及組成物質(zhì)。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(jié)，在LaB6電子槍條件下可觀察3nm的礦物表面細節(jié)。

因此，在地質(zhì)勘查中常用于礦物表面特征以及賦存狀態(tài)等的觀察。對于方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等有色金屬礦產(chǎn)而言，由于礦物結(jié)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(chǎn)）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(shù)研究礦石礦物表面的微觀特征以及賦存狀態(tài)，為進一步研究礦床成因等提供詳實的數(shù)據(jù)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(tǒng)的獲得了稀土元素的賦存狀態(tài)，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(tài)進行了研究，對研究對象的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分以及微區(qū)結(jié)構(gòu)等進行了研究，并取得了良好的應(yīng)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(tài)BSE圖像（據(jù)萬建軍等，2021略改[1]）

2 礦床成礦期次研究中的應(yīng)用

礦床期次研究是礦床學(xué)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(guān)系等推斷礦床的形成過程，進而總結(jié)其成礦規(guī)律，為進一步研究成礦模式等提供數(shù)據(jù)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(yīng)用優(yōu)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(lǐng)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(qū)域找礦提供了指導(dǎo)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(tài)BSE圖像（據(jù)張克，2019略改[3]）

3 礦石粒度統(tǒng)計中的應(yīng)用

礦石粒度統(tǒng)計是礦石選冶工藝試驗的基礎(chǔ)，也是提高資源綜合利用的前提。因此，礦石粒度統(tǒng)計在礦床開采技術(shù)條件研究中至關(guān)重要。礦石粒度統(tǒng)計是在不同的磨細條件下，分析礦石粒級。但是，部分礦石應(yīng)硬度原因等，導(dǎo)致無法通過常規(guī)的方法對其進行統(tǒng)計，此時可通過掃描電鏡技術(shù)解決，如表1為某礦床中礦石顆粒統(tǒng)計結(jié)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(tǒng)計表

根據(jù)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(jié)束語

綜上所述，掃描電鏡在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用較為普遍，尤其是在礦床學(xué)領(lǐng)域。掃描電鏡具有操作簡便，分辨率高的優(yōu)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(tài)，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(jié)構(gòu)等。

因此，掃描電鏡技術(shù)在礦床學(xué)研究中具有重要的應(yīng)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(xué)研究中應(yīng)加強該方面的研究工作。