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1、地质工作系列丛书 内部使用63地质矿产勘查采样手册山东省第一地质矿产勘查院二一一年六月地质矿产勘查采样手册质量技术部编写山东省第一地质矿产勘查院二一一年六月序多年来，地质行业几经兴衰，造成了目前技术人员青黄不接的严峻局面，许多年轻人一走出校门即成为生产主力，有的甚至担任重要勘查项目负责人。他们满腹理论，但缺乏实践经验，工作中往往第一手资料采集不全或采集不准确，必然影响勘查成果质量。在这种背景下，由质量技术部编写的地质工作系列丛书之一地质矿产勘查采样手册印发了，非常高兴。该书较全面的介绍了金属矿与非金属矿在勘查工作中通常需要采取的样品种类、采样方法及技术要求。内容翔实，可操作性强，它既是老一代地
2、质工作者实践经验的结晶，也是一本实用技术手册，对指导生产、提高地质工作质量具有重要意义。广大中青年技术人员要认真研读，并切实应用到勘查工作中去。希望以此为契机，在全院范围内迅速兴起一个学技术、比技能的良好氛围，特别是中青年同志，要向书本学、向能者学、向老同志学，要带着问题学，学以致用，学用结合，使自己尽快成长为一名优秀的科技工作者，为我院的发展做出应有的贡献！目 录第一部分 金属矿产采样11岩石薄片样11.1主要用途11.2采样、制样要求12矿石光片样22.1主要用途22.2采样、制样要求23各类岩矿标本采样23.1采样目的23.2采样原则和要求33.3各类标本的采集34化学分析样54.1 采
3、样目的54.2 采样原则64.3 采样方法64.4 采样规格74.5 加工缩减84.6 基本分析84.7 组合分析104.8 化学全分析114.9 光谱全分析114.10 物相分析134.ll 化学分析样品内部和外部检查135矿石加工技术试验采样145.1 采样目的145.2 矿石加工技术试验的种类145.3 采样要求15第二部分 非金属矿产采样161化学分析采样161.1 采样目的161.2 采样原则161.3 采样方法171.4 样品加工211.5 化学分析种类和分析项目221.6 分析成果的检查292物理性能及工艺性能测试样302.1 体重302.2 湿度342.3 矿石的松散系数352
4、.4 矿石块度362.5 抗压、抗剪、抗拉强度测定362.6 原状土的采样372.7 颗粒分析373矿石加工技术试验样383.1 矿产选冶试验程度分类393.2 不同矿产勘查阶段的选冶试验393.3 某些建材、化工、非金属矿种的选冶试验目的和采样要求414石材的采样464.1 标准样464.2 基本样464.3 石材的其它采样475煤田采样495.1 煤心煤样495.2 煤层煤样505.3 煤岩煤样525.4 可选性试验样535.5 体重煤样555.6 半工业性试验样565.7 风化、氧化带煤样585.8 腐植酸煤样595.9 瓦斯煤样595.10 煤尘煤样605.1l 孢粉样61第一部分 金
5、属矿产采样1岩石薄片样1.1主要用途 1.1.1 测定造岩矿物的种类及含量，对岩石进行定名、分类。 1.1.2 测定透明矿物的晶形、粒度、构造、光性等特征，研究矿物的形成环境，并为岩石对比提供信息。1.1.3 鉴定岩石的结构(包括粒度)、构造特点，研究岩石的成因及形成史。1.1.4 测定矿物包裹体的相及其温度，了解岩石的形成条件。1.1.5 鉴定岩石的后期蚀变、交代及矿化，为找矿提供资料。1.1.6 鉴定化石的种属、特征，研究地层的时代及古生态。1.1.7 进行岩组分析，研究岩体、岩层的构造。1.1.8 鉴定岩石的微裂缝及孔隙度，为找油气提供资料。1.2采样、制样要求1.2.1 样品一般采手标
6、本大小(5cm5cm5cm)即可。粗粒岩石的含量测量样品的手标本要加大至10cm10cm5cm。1.2.2 松散样品应用棉花及小硬盒包装保护，磨片前用稀释的环氧树脂浸泡固结。1.2.3 化石薄片样应在标本上圈出化石的位置及切片的位置。1.2.4 所采样品一般要用白漆在薄片标本的左上角涂一小长方形，待乾后写上编号，与此同时要填写标签，然后用麻皮纸包好。并进行登记。(以下样品同) 1.2.5 必要时送样要附采样地质图或剖面图，写明采样位置。2矿石光片样2.1主要用途 2.1.1 测定不透明矿物的种类及含量。2.1.2 观察不透明矿物的矿相，了解矿物的形成条件及生成顺序。2.2采样、制样要求 2.2
7、.1 样品采手标本大小即可。 2.2.2 光片大小一般2cm3cm，厚0.5cm，表面要抛光。3各类岩矿标本采样3.1采样目的 3.1.1 采集岩矿观察标本及鉴定样品是为研究岩、矿石结构、构造、矿物成份及其共生组合，研究岩石矿物的变质、蚀变现象，确定岩石、矿物的名称，为研究矿床提供资料。3.1.2 为配合物相分析，确定矿石氧化程度，划分矿石类型，进行矿床分带。3.1.3 为配合加工技术试验，提供矿石加工和矿产综合利用方面的鉴定资料。3.2采样原则和要求 所采集的样品应有充分的代表性。要根据工作需要及岩矿变化系统地采集，对某些具有特殊意义的标本亦应注意采集，以利研究其变化规律。 采集标本时要尽量
8、采集新鲜的岩、矿石，并做好野外地质观察描述工作。3.3各类标本的采集3.3.1 标准标本 矿区开展地质工作的初期，需要采集一套标准标本。包括工作地区内所见到的具有代表性的全部地层、岩石、矿物、矿石标本。以便统一认识、统一名称。标准标本是随工作的进展而逐步充实完善的。3.3.2 岩石研究标本在沉积岩、火山沉积岩中应按地层的层序及不同岩性逐层采取，注意岩相的变化以及采集和沉积相有关的标本。对火成岩(侵入岩和熔岩)要从接触带至岩体中心或由内向外，根据岩相变化系统采取，并应注意岩浆分异和火山岩的特征。对包体的同化以及蚀变现象也应采取必要的标本。对变质岩，要在不同的变质带内采样，并注意标本中应含有划分变
9、质带的标准矿物。注意采集反映构造特征的标本。小标本不能反映岩矿的特殊构造时，可根据需要，采取大型标本，如系定向标本需注明产状和方位。3.3.3 矿石研究标本 采集矿石研究标本，要根据矿石的自然类型、工业类型、矿物组份、结构和构造、蚀变深浅或变质程度、矿石和围岩的关系等特征进行采集。对于矿石类型复杂，矿物组份变化大的矿床，还应选择有代表性的剖面系统采取，便于研究矿物的变化规律。 在采集加工技术样品的同时，需要采集有代表性的矿石及岩石标本，用以研究不同矿石类型和品级中各种矿物之间的共生关系及其结构、构造。测定矿物粒度和含量，了解矿石与围岩的关系，对研究加工技术和矿石的可选性能提供资料。 有些矿床的
10、氧化矿石与原生矿石的加工技术方法不同，需要由浅而深的采集矿石物相鉴定标本、物相分析样品，从而划分矿床的氧化带、混合带、原生带。3.3.4 采集标本的规格 以能反映实际情况和满足切制光、薄片及手标本观察的需要为原则。一般陈列标本或标准标本为369cm。岩矿鉴定标本可适当减小。对矿物晶体及化石标本，视具体情况而定。3.3.5 样品的登记、包装和送样要求 采集到岩矿标本应在原始资料上注明采样位置和编号，填写标签和进行登记，并在标本上编号。 标本与标签一起包装，应注意不使标签损坏。对于特殊岩矿标本或易磨损的标本，应妥善包装。对易脱水、易潮解或易氧化的某些特殊标本应密封包装。装箱时箱内应放入标本清单，箱
11、外须写明标本编号及采样地点。岩矿鉴定样品应认真填写送样单，并注明岩矿产状、鉴定要求。系统采送的岩矿鉴定样品，应附剖面或柱状图。特殊标本(包括化石)还要附素描图。岩矿鉴定样品，一般需留手标本，以便核对鉴定成果对某些岩石、矿石样品，需要磨制定向、定位光薄片者，应在标本上圈定明显标志，并在采样说明书(送样单)中加以说明。(岩矿鉴定光、薄片样要求参阅本书第1、2页)4化学分析样4.1 采样目的 4.1.1 了解矿石中有益、有害元素或组份的种类和含量。4.1.2 确定矿石质量，确定矿体与夹石、围岩的界线。4.1.3 研究各组份间的相互消长关系和空间变化规律。4.1.4 对于某些按物理机械性能确定矿石质量
12、的矿种，采集少量样品，检查其杂质含量和判明矿物种属。4.2 采样原则4.2.1 采样应沿矿体厚度方向，即沿物质成份变化最大的方向采样。4.2.2 采样应按不同矿体区别不同矿石类型和品级，分段采样。4.2.3 当矿体与夹石、围岩界线不清楚，则需连续采取样品，确定界线。4.2.4 样品必须有代表性，避免人为的富化或贫化。4.3 采样方法 4.3.1 地表和坑道工程中取样，一般用刻槽法、刻线法、剥层法、全巷法和拣块法。4.3.2 上述方法采样应按地质勘探阶段的不同，要求目的不同，方法也有所不同。4.3.3 坑探工程中刻槽取样，应按不同矿石类型，品级分段连续采取。探槽中样槽布于槽底或其一壁；探井中样槽
13、布于一壁(对壁或四壁，视矿化均匀程度而定)；沿脉采样是了解矿体沿走向的品位变化情况，间隔视矿化均匀程度而定，一般在掌子面或顶、侧壁采取，间隔210m。凡穿脉工程，样槽布于一壁，当矿化很不均匀时，则在两壁同时采样，然后合并成一个样。4.3.4 钻孔矿心采样，通常沿矿心长度连续劈取一半，贵金属矿用金刚石刀具切取，分段长度一般与刻槽样长相同。4.4 采样规格4.4.1 根据矿体的厚度及矿石结构、构造、矿化均匀程度而定。4.4.2 刻槽法采样规格，见表1。4.4.3 刻线法线沟规格12cm1cm，线距5lOcm，要等距平行刻取36条采样线，合成一个样，以保证其代表性。4.4.4 刻槽刻线取样，均要清除
14、覆盖物后再采样，并注意样面的清洁。防止样品粉屑的散失和外来物质的混入。表1 主要金属矿产常用的采样规格参考表矿种采样方法采样断面规格宽深(cm)采样长度(m)备 注铁矿刻槽5210312矿层厚度大而稳定的矿体，采样长度可适当放长。锰矿刻槽521050.51锰帽矿床用105205cm，堆积残积淋滤矿床20152525Cm。铜、铅、锌刻槽5210312细脉浸染大型铜矿床，采样长度可以适当放长。钼矿刻槽5210312细脉浸染大型矿床，采样长度可以适当放长。铝土矿刻槽521O5O.52汞、锑刻槽531050.31钨、锡刻槽5310512岩金刻槽1032050.5m者，应单独取样。白云岩5273常用53
15、12明显夹石0.5m者，应单独取样。重晶石531O5O.52O.51层状矿脉状矿砂矿用剥层、全巷法。5010020-50。粘土、黄土、页岩类537312明显夹石0.5m者，应单独取样。高岭土类10310512若有明显铁质污染时，可手选，计算各占比例，分别化验。 石英砂石英岩531050.52蛇纹岩1O524石墨5312萤石53103O.71复杂时，用剥层、全巷法；需统计含矿率时，应刻槽。长石1030.52伟晶岩型用剥层、全巷法滑石551030.71复杂时，用剥层、全巷法；501002050。需统计含矿率时，应刻槽。硅灰岩5312样品均需经手选出矿石、脉石，求其含矿系数、化验矿石。石膏32105
16、0.52薄层石膏、夹石互层时，样品经挑选分别化验，结果取加权平均值。耐火粘土731050.51.5全巷法：在划定的体积内，全部矿石(含矿岩石)为一件样品，将其初步破碎，据确定的K值，按切乔特公式进行缩分；或从中拣出有用的矿物，如云母原矿。其断面的大小，往往就是工程(坑道)断面的规格，矿体厚度不大时，就是整个水平厚度(长度12m)。在硐探工程中，沿脉按一定间距采样，穿脉中则连续采取。剥层法：用在地表工程，其规格(宽、深)50100cm1050cm，长12m或矿脉(体)的厚度此法用于团块状、结核状或松散状不均匀的矿体，但不常用。爆破时，应防止样品碎块的飞失。湖盐矿采样面积0.01lm2。 1.3.
17、2 岩心钻探中矿心的采样 (1)视矿心直径的大小，用劈分法取其12(孔径91mm以下)或14(1 lOmm以上)矿心作为试样。另一部分作为副样，整理保存。小口径钻探所取得的矿心直径甚小，也可采用劈分法，取其12作为试样。但对某些矿种来说，不宜也不易再劈分，否则影响其样品的代表性，这时一般是在每个样段内保留一节(1020cm)代表性的岩性(矿心)，其它全部作为样品，进行加工、化验或测定含矿量。如矿化不均、含量甚微(品位甚低)的石棉、蓝晶石等。 (2)矿心劈分时，应沿矿心中可见及的矿脉、片理的倾斜方向劈开，同时注意观察有用矿物的分布，以免两部分矿心的矿化差别过大。对敲下来的粉末、碎块也应均分加入试
18、样或保留在副样内，两部分矿心尽可能地相等。 (3)划分样段应考虑的因素，同刻槽取样。此外，相邻回次矿心采取率差别过大的，不能归在一个样段内，应单独取样。采取率一般相差不宜大于1520，尤其不能把矿心采取率不合格的矿段并入采取率合格或高的矿段内，以免掩盖真实情况，造成采样失真。不同直径的矿心，不应组成在一个样内。取样前，应将矿心进一步擦洗干净、剥去矿心上的泥皮，防止泥土、杂物的混入，但属于矿层中夹有的，则不能洗去。 (4)矿心样段的长度，一般同地表刻槽样的长度。当轴夹角小，样长所代表的矿层(矿体)的厚度较小时，可适当放长，但不应超过一倍，如地表样长(厚)2m，矿心不得大于4m。1.4 样品加工
19、化学分析原样少则几公斤，多则十几至几十公斤，均应进行加工、缩减，经过碾碎、过筛、拌匀和缩分四个工序，取得符合送化验的粉末样品。 为使样品不失其代表性，加工过程又尽可能地节省工作量，缩分应遵循切乔特公式进行。 Q=kd2 式中：Q一缩分后样品应有的重量(单位公斤、kg) d一样品最大的颗粒直径(单位毫米、mm) k一缩分系数其取值大小与矿石物质成分、矿化均匀程度有关。简单、均匀时，取值小，反之，取值应大。各矿种不同，按经验数值，一般是取0.1，矿化均匀、矿石较纯时，用0.05，不均匀、复杂时，取0.2或0.2以上（详见表2）。表2 样品缩分系数K值参考表矿 种常用K值矿 种常用K值石灰岩、自云岩
20、0.050.1磷0.1O.2 结核状0.20.3硼、石墨、自然硫0.05O.3一般0.1重晶石O.1O.5硫铁矿、砷、石英岩、菱镁矿、高岭土类、粘土类：耐火粘土、滑石、蛇绞岩、萤石、石膏、硅灰石、绢英岩0.10.2一般0.1盐类0.1O.2 矿化不均匀时0.5明矾石、 长石0.2样品加工，一般由化验室所属的加工车间进行。送原样时，应指明K值取值和说明特殊的加工要求。若样品数量大、交通运输不便，样品加工由实验室派出加工组或工地成立加工组进行实地加工。地质组对加工工作的质量应进行检查。 1.5 化学分析种类和分析项目 建材、化工、非金属矿种的化学分析种类。主要有基本分析、组合分析和多元素分析等分析
21、项目是根据矿种、矿床类型、矿物组分、矿石中有益、有害组分和工业用途而定。同一矿种，工业用途、要求不同，分析项目也不同。1.5.1 基本分析 根据工业用途的要求，了解矿石中一项或几项主要有益、有害组分的含量，其成果是圈定矿体(层)、划分矿石类型、品级，进行储量计算的主要依据。主要建材、化工、非金属矿种基本分析项目（详见表3）。表3 建材、化工，非金属矿种基本分析，组合分析项目参考表矿 种基本分析项 目组合分析项目备 注硫矿硫铁矿S Pb，Zn,As，F，Au，Ag，Cu，Se，Te，CO，Ti，Ni，煤系硫铁矿增加C。内生硫铁矿，分析一定数量的硫化物的硫和硫酸盐的硫，以了解两者比例和后者含量。自
22、然硫S一般不作组合分析，选取代表性样作多元素分析。石灰岩水泥CaO,MgOCaO，MgO，Si02，A1203，Fe203，烧失量。勘探中，针对矿区实际根据不同用途、要求，商定增减若干项目。fSi02，R203，S03，C1-有害组分超限时，加入基本分析(下同)。平板玻璃CaO，Fe203，Ti02 MgO制碱CaC03，MgOFe203，A1203，Si02，或酸不溶物电石CaOMgO，Si02，R203, S，P制磷肥CaO，MgOR203制氮CaC03，MgOR203，S，P熔剂CaO，MgO，Si02黑色冶金S，P，铝氧，Fe203制糖CaC03，MgC03R203，CaS04，R20
23、，Si02造纸CaO，MgO，Si02R203，白度续表3矿 种基本分析项 目组合分析项目备 注陶瓷CaO，MgOSi02，Fe203，Ti02电陶S03白云岩熔剂MgO，CaO，Si02CaO，Mgo，Si02，A1203，Fe203，烧失量。勘探中，针对矿区实际，根据不同用途、要求，商定增减若干项目。S，P，有害组分超限时，加入基本分析(下同)耐火材料MgO，CaO，Si02，酸不溶物S,P平板玻璃MgO，CaO，Fe203，Ti02A1203，MnO，Si02陶瓷MgO，CaO，Fe203Si02，A1203石英砂、石英砂岩等玻璃原料Si02，A1203，Fe203Si02，A1203，
24、Fe203，Ti02，Cr203包括：石英岩，石英砂岩，脉石英，石英砂，含粘土石英砂含长石石英砂等。用作金属硫化物熔剂时可不分析S。电瓷陶瓷Si02，A1203，Fe203Si02，A1203，Fe203，Ti02，MgO，CaO，K20，Na20，烧失量熔剂Si02，A1203，Fe203Si02，A1203，Fe203，CaO，MgO，P，S光学玻璃Si02，A1203，Fe203，Ti02，Cr203Si02，A1203，Fe203，Ti02,Cr203，S，CaO，MgO，K20，Na20硅砖Si02，A1203，Fe203，CaO，耐火度Si02，A1203，Fe203，CaO，耐火
25、度、Ti02，MgO，K20，Na20，S，P型砂Si02Si02，A1203，Fe203，CaO，MgO，S03，Na20，K20，TiO2烧失量，含泥量测定蛇纹岩、橄榄岩耐火材料Si02，MgO，CaO，耐火度Si02，MgO，CaO，耐火度A1203，Fe203，S03烧失量制肥料镁盐MgOMgO，Si02，Fe203，A1203，Ti02，CaO，烧失量注意Cr，Ni，Pt等回收综合评价石墨晶质固定碳（C）固定碳，可能综合利用的有用组分石墨精矿分析：Si02，A1203， Fe203，CaO，MgO，S等隐晶质(土状)固定碳，灰分，挥发分，水分，S，F0203，及其它有用，有害组分续表
26、3矿 种基本分析项 目组合分析项目备 注高岭土A1203，Fe203，Ti02Si02，MgO，CaO，K 20，Na20，TSO3(含硫矸)，烧失量据矿床实际可适当增减，已基本分析的一般可不作组合分析，含量低时，作少量代表性的Ti020.3，且分布稳定时，列为组合分析，S03，K20，Na20，CaO，MgO，FeO，含量高；Si02与A1203，不呈明显负消长关系时，列为基本分析粘土矿耐火粘土A1203，Ti02，Fe203TiO2含量低时，可不列入基本分析；高铝粘土，应增CaO，耐火度选代表性样品作，软质半软质粘，应增加可塑性测定；陶瓷粘土A1203,Si02,Fe203,Ti02,烧失量CaO，MgO，K20，Na20，SO3水泥配料粘土，黄土，页岩A
