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资源所在黄铁矿非破坏性研究方法上取得重要突破

来源:地调局资源所 发布时间:2021-01-07

黄铁矿是地壳中最常见的硫化物之一,热液矿床中的黄铁矿常发育多阶段多世代的复杂结构。含砷黄铁矿与金成矿密切关系,但由于黄铁矿的As含量变化导致其反射率差异较小,在光学显微镜下难以观察,如何快速且非破坏性揭示黄铁矿成分和结构的不均一性是后续研究的重要基础。

沙巴体育下载矿产资源研究所朱乔乔副研究员和谢桂青研究员,与国际矿床学家、矿物学家Cook NJ合作,以湖北狮子立山矿床中的黄铁矿为研究对象,发现数字图像处理技术中的伽马增强法能够放大黄铁矿颗粒尺度反射率的差异,且增强后的照片与背散射电子照片(BSE)在亮暗程度上呈镜像关系(图1)。相比传统的方法(化学蚀刻和染色法),此方法具有操作简便(在常见的数字拍照软件上即可实现)、效率高和无损伤的优势,这一发现将极大地推进黄铁矿和其他矿物结构和成分的研究,减少对于扫描电镜的依赖性,从而节省大量的实验经费。

同时,研究还发现As进入黄铁矿可以导致其拉曼光谱曲线中的谱峰位置发生偏移(图3),且As的含量与其峰值的偏移量呈明显的线性关系(图4),因此,提出利用激光拉曼光谱仪来确定黄铁矿中As含量的方法。这一发现扩展了激光拉曼光谱仪在金矿找矿勘查和环境研究中的应用,特别是有助于利用可移动式(手持)激光拉曼光谱仪在野外现场快速确定金属元素含量较高的黄铁矿,进而开展金矿找矿勘查和环境样品的采集。

图1 黄铁矿镜下照片(a为反射光照片;b为伽马增强的反射光照片;c为BSE照片;d为电子探针面扫描)

图2 黄铁矿镜下照片(a、d为反射光照片;b、e为伽马增强的反射光照片;c、f为BSE照片)

图3 矿物尺度黄铁矿As含量变化与拉曼光谱曲线的对应关系

 

图4 黄铁矿As含量与拉曼光谱峰值变化的线性关系
 

上述成果受到国家自然科学青年基金(41702093)、杰出青年基金(41925011)和国家重点研发计划课题(2016YFC0600206)的资助。