基于ICP-Ms法分析测试铜矿床中有色金属元素特征及意义分析

方 芳，钟红梅

（1.江西省地质调查研究院，江西 南昌 330000；2.江西省地矿局赣南中心实验室，江西 赣州 341000）

目前，矿产资源分布不均衡，有色金属不相同类型间的存储量各有差异。其中，铜矿床含有的有色金属元素成分、种类、含量等能够反映成矿时的环境。例如，铜矿床中钼的相对富集是成矿时期的氧化环境以及部分铜矿发生钼矿化和海水、沉积火山灰共同作用的结果[1]。ICP-Ms法作为一种新型分析测试技术，因为其具有高温电离特性和四极杆质谱计灵敏快速扫描的明显优势，能够及时定位元素所在，已被逐步应用到多种勘测项目中。

1 实验部分

1.1 仪器选择与实验环境

实验采用美国Thermo Element公司生产的X-Ⅱ型电感藕合等离子体质谱仪，工作时的功率为1350w，主要工作参数如表1所示。选用100μL/min的出口孔多的雾化器和温度介于（2±0.1）℃的Pihier的半导体石英双通道，以及拥有3.0mm中心通道的石英一体化矩管。采集样本：有色金属；采集深度：约10mm；载流的速度为1.25L/min。

表1 ICP-MS的仪器工作参数

1.2 实验过程

设置ICP-MS的工作功率固定为1350w，温度为80℃，压力为5帕斯卡，控制保持时间5m。随后选择溶剂，将试剂进行稀释，并制作成混合溶液，其浓度均为1.5mg/L，硝酸（HNO3）的体积分数为m=3.5%。混合溶液的标准液稀释的浓度分别配置为0μg/L、5μg/L、15μg/L、45μg/L，用ICP-Ms法对铜矿床中的有色金属含量进行检测（此过程依据原理为：多种有色金属元素之间的无干扰化学性反应）。

1.3 实验结果分析论证

通过上述实验测试，将实验结果以表格的形式直观表现出来，其测试结果如表2所示。

表2 ICP-MS法测定铜矿床中有色金属元素结果

由上表探知，该方法快速、精准、高效。铜元素含量最多，钼元素含量最少。ICP-Ms法测试的相对标准偏差（RSD）0.63%～3.35%，加标回收率95.3%～01.1%。

2 铜矿床中有色金属元素特征分析

经实验可知，铜矿床中主要存在Cu、Cr、Mo、Co、Au这几种有色金属元素。其中，铜（Cu）元素分布较集中，主要赋存于黄铜矿中，以不规则颗粒状形式存在，沿裂隙呈脉状分布，部分黄铁矿中有细小的黄铜矿包裹体，与黄铁矿、磁铁矿紧密共生，其他矿石中Cu元素分布率≤1%[2]。

铬（Cr）元素主要赋存于磁铁矿中，铁硅酸盐矿物和黄铁矿中也含有少量成分多以半自形一自形粒状形式存在。此外，磁铁矿常与水滴状黄铜矿或黄铁矿包裹体相伴，紧密镶嵌[3]。钼（Mo）元素主要以独立矿物形式分布在辉钥矿中。辉钥矿有2H+3R混合型和2H型，多在裂隙中呈细脉、网脉状，主要散布在脉石矿物粒间，其他部分包裹于黑云母、碳酸盐等矿物中，部分镶嵌于黄铜矿、磁铁矿内。钴（Co）元素有独立矿物和类质同象两种赋存状态。主要以类质同象状态均匀分布在黄铁矿中，品位与黄铁矿的含量成正相关，其次分布在磁铁矿中，少量分布在黄铜矿及脉石矿物中，部分以辉钻矿的形式包裹于黄铜矿中。黄铜矿和黄铁矿是金矿物（Au）元素的主要载体，通常以自然金的形式存在。各类矿石金矿化具有不均匀性，变化繁杂，且局部较富集。多项勘查显示，金与铜的富集关系密切，成正相关，同时自然金常与碲化物共生。

图1 铜矿床中矿石类型图

铜矿床中的矿石类型如图1所示，其中，A为含铜黄铁矿矿石、B为互层状黄铁矿与磁铁矿矿石、C为黄铁矿与磁黄铁矿矿石、D为伴生闪锌矿与方铅矿的矿石。

3 铜矿床中有色金属元素意义分析

伴随经济发展的同时大力倡导绿色勘查、环保经济的理念，人们愈加重视在保障矿产资源开发的前提下，对矿床的控矿因素及找矿远景的探索。作为国家战略型产业之一的新型材料，离不开的有色金属的添加。目前，普通有色金属在市场中售卖价格低廉，这对于某些金属元素在高科技、军工产品的应用起到显著作用。因此，对铜矿床或者其他金属矿床中所含有色金属元素的成分、种类、含量等进行精准测试，这一项将对未来的绿色矿山采、选、冶等方向具有重要的指导意义。

4 结语

此次笔者主要是运用ICP-Ms法针对铜矿床中有色金属元素的特征进行深入研究，测试结果显示，该项成本较小，测定范围广泛，检测结果精密，测试种类多样化。ICP-Ms法除了应用到铜矿床的金属元素测试外，还可以对其它地质勘查项目提供一定的参考价值。