地质矿产勘查采样手册32开.docx
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地质矿产勘查采样手册32开
地质工作系列丛书
内部使用
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1
1．岩石薄片样1
1.1主要用途1
1.2采样、制样要求1
2．矿石光片样2
2.1主要用途2
2.2采样、制样要求2
3．各类岩矿标本采样2
3.1采样目的2
3.2采样原则和要求3
3.3各类标本的采集3
4．化学分析样5
4.1采样目的5
4.2采样原则6
4.3采样方法6
4.4采样规格7
4.5加工缩减8
4.6基本分析8
4.7组合分析10
4.8化学全分析11
4.9光谱全分析11
4.10物相分析13
4.ll化学分析样品内部和外部检查13
5．矿石加工技术试验采样14
5.1采样目的14
5.2矿石加工技术试验的种类14
5.3采样要求15
第二部分非金属矿产采样16
1．化学分析采样16
1.1采样目的16
1.2采样原则16
1.3采样方法17
1.4样品加工21
1.5化学分析种类和分析项目22
1.6分析成果的检查29
2．物理性能及工艺性能测试样30
2.1体重30
2.2湿度34
2.3矿石的松散系数35
2.4矿石块度36
2.5抗压、抗剪、抗拉强度测定36
2.6原状土的采样37
2.7颗粒分析37
3．矿石加工技术试验样38
3.1矿产选冶试验程度分类39
3.2不同矿产勘查阶段的选冶试验39
3.3某些建材、化工、非金属矿种的选冶试验目的和采样要求41
4．石材的采样46
4.1标准样46
4.2基本样46
4.3石材的其它采样47
5．煤田采样49
5.1煤心煤样49
5.2煤层煤样50
5.3煤岩煤样52
5.4可选性试验样53
5.5体重煤样55
5.6半工业性试验样56
5.7风化、氧化带煤样58
5.8腐植酸煤样59
5.9瓦斯煤样59
5.10煤尘煤样60
5.1l孢粉样61
第一部分金属矿产采样
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样品一般采手标本大小（5cm×5cm×5cm）即可。
粗粒岩石的含量测量样品的手标本要加大至10cm×10cm×5cm。
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
2.2.1样品采手标本大小即可。
2.2.2光片大小一般2cm×3cm，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3×6×9cm。
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2～10m。
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1～2cm×1cm，线距5～lOcm，要等距平行刻取3～6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
5×2～10×3
1～2
矿层厚度大而稳定的矿体，采样长度可适当放长。
锰矿
刻槽
5×2～10×5
0.5～1
锰帽矿床用10×5～20×5cm，堆积残积淋滤矿床20×15～25×25Cm。
铜、铅、锌
刻槽
5×2～10×3
1～2
细脉浸染大型铜矿床，采样长度可以适当放长。
钼矿
刻槽
5×2～10×3
1～2
细脉浸染大型矿床，采样长度可以适当放长。
铝土矿
刻槽
5×2～1O×5
O.5～2
汞、锑
刻槽
5×3～10×5
0.3～1
钨、锡
刻槽
5×3～10×5
1～2
岩金
刻槽
10×3～20×5
<2
铍矿
刻槽
10×3～20×5
0.5～2
4.4.5采样长度，决定于矿体厚度大小，矿石类型变化情况和矿化均匀程度，以及工业指标所规定的最低可采厚度和夹石剔除厚度。
当矿体厚度不大，或矿石类型变化复杂或矿化分布不均匀的矿床，需要依据化学分析结果圈定矿体与围岩界线时，采样长度不宜过大，一般不大于可采厚度或夹石剔除厚度。
对某些矿种工业利用中允许的有害杂质要求很严时，虽然夹石较薄，也必须分别采样。
4.5加工缩减
4.5.1加工缩减包括碾碎、过筛、拌匀和缩分四个程序。
4.5.2样品缩分按Q=kd2公式进行。
式中Q一缩分后样品重量（kg）
d一样品最大颗粒直径（mm）
k一缩分系数
“注”：
k值的大小与矿石物质成分均匀程度有关，常用经验数值见表2
4.6基本分析
4.6.1主要用途
（1）了解矿石中一种或几种主要有益、有害组份的含量。
（2）查证某种有益、有害组份的工业指标要求及其作为伴生有益组份综合利用的可能性。
（3）划分矿石类型和品级，进行储量计算。
表2样品缩分系数K值参考表
矿种
常用K值
备注
铁、锰
0.1～O.2
铜、铅、锌、锡
0.1～O.2
铜矿中含金等贵重组分时，常用K值0.3～0.5
汞、锑
0.2～O.3
钼、钨
0.1～0.5
铌、钽、锆、铪、铍、
锂、铷、铯及稀土元素
O.1～O.2
0.2～0.5
一般用K值0.2
镍（硫化镍）、钴
0.2～0.5
矽（硅）酸镍矿K值常用0.1～0.3
铝土矿（均一的）
0.1～0.2
岩金
0.2
O.4
O.8～1
金颗粒小于0.1mm
金颗粒为0.1～0.6mm
金颗粒大于0.6mm
4.6.2分析要求
包括主要有益、有害组份，当经过一定数量的基本分析，证实某种有益组份含量低于工业指标规定，而只能作为伴生有益组份综合利用或有害元素含量低不影响矿体圈定时，可不列入基本分析项目而列入组合分析。
4.6.3分析项目：
见表3
表3基本分析项目参考表
矿种
基本分析项目
备注
铁矿
TFe、mFe
TFe全铁，mFe磁性铁
锰
矿
冶金用锰
Mn、Fe、Si02、P
Mn02、Fe、放电时间（分）
干电池用锰
钛
Ti02、V205、TFe
钛砂矿中应分析鉴定金红石、独居石、锆英石等。
铜矿
Cu
铅锌矿
Pb、Zn
铝矿
A1203、Si02
基本分析若铝硅比合格时，应分析Ti02、Fe203CaO等及烧失量
锡矿
Sn
钼矿
Mo
汞矿
Hg、Sb
锑矿
Sb、Hg
金矿
Au
4.7组合分析
4.7.1主要用途
（1）了解矿体内具有综合回收利用的有益组份，或影响矿产选、冶性能的有害组份的含量。
（2）分析结果可用于伴生有益组份的储量计算。
（3）对矿体中有害组份的分布作全面了解和掌握。
4.7.2分析要求
一般根据光谱全分析和化学全分析的结果并结合地球化学元素共生组合规律确定。
一般在基本分析中做了的项目，不再列入组合分析。
只有需要了解伴生组份与主要组份之间的相关关系的；或需要用组合分析结果来划分矿石类型的，组合分析才包括基本分析中的某些项目。
组合分析样品是根据有益有害组份含量变化大小，由几个至十几个或更多的基本分析的副样组合而成。
参与同一个组合分析样品的各个基本分析样，不得分布在不同储量计算块段，通常是用同一工程或相邻工程构成的同一矿体同一块段、同一类型品级的基本分析副样组成．组合原则是根据基本分析样品长度、按比例进行组合。
4.7.3分析项目：
（见表4）
4.8化学全分析
4.8.1样品用途
全面了解各种矿石类型中各种元素及组份的含量。
4.8.2采样要求
可利用组合分析副样或单独采集有代表性的样品，用以全面了解矿床中各类型品级矿石的详细化学成分和研究矿床物质成分，大致每种矿石类型可作1～2个。
4.9光谱全分析
4.9.1样品用途
表4组合分析项目参考表
矿种
组合分析项目
铁矿
Fe203，FeO、C02、Cr203、Cu、Pb、Zn、As、Co、Mgo、Cao、A1203、Ti02、V205、Ni、Mo、Sn、Ga、Ge、Mn、U，铂族元素
锰
矿
冶金用锰
S、As、CaO、Mg、A1203、Co、Ni、Pb、Zn
干电池用锰
Cu、Ni、Co、As、
钛
MO、Pb
钒矿
TFe、S、U、P205、Ti02、Mo
铜矿
Pb、Zn、Co、Sb、Au、Ag、As、S、Mo、W03、Ga、Bi、In、Cd、Se、Te、Re
铅锌矿
Cu、Au、Ag、Ge、Cd、S、Bi、Sb、In、Ga、CO、MO、As、Se、Tl
铝矿
MgO、CaO、C02、Ti02、P205、S、Fe203、Ga、V205、Ce
锡、矿
Cu、Pb、Zn、W03、Bi、Mo、Ag、Sb、S、As及稀散元索
钼矿
W03、Sb、Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Bi、BeO、Li20、Re、S
锑矿
Au、As、Pb、Zn、Bi、Ag、Cu、Ni
金矿
As、Cu、Pb、Zn、Bi、Ag、Mo、Y、Pd、Te
银矿
Cu、Pb、Zn、Au、Ni
了解矿石和围岩内部有那些元素，特别是有那些有益、有害元素和它的大致含量。
4.9.2采样要求
可采自同一矿体的不同空间部位和不同矿石类型，也可利用有代表性地段的基本分析副样或组合分析副样进行，是提供确定组合分析及化学全分析项目的依据。
4.10物相分析
4.10.1主要用途
（1）研究某些矿床的自然分带。
（2）确定某些矿床的矿石自然类型。
4.10.2采样要求
先以肉眼和镜下鉴定，大致了解各自然类型的分带情况，然后按一定间距采集物相分析样品，圈出各带的界线。
样品可在基本分析样品中抽选或专门采集。
当利用基本分析副样作为物相分析样品时，必须及时进行，以免副样变质影响质量。
4.ll化学分析样品内部和外部检查
4.11.1内部检查
检查基本分析的偶然误差，一般由原实验室进行检查。
如工作单位对某些分析质量有疑问时，可指定一定数量的样品重新检查。
4.11.2外部检查
了解基本分析单位工作中有无系统误差。
检查数量一般为基本分析样品总数的3～5％，对小型矿床外部检查样品不少于30个，由送样单位分期分批指定外部检查号码。
当外部检查结果证实与基本分析结果有系统误差时，经双方协商，各自认真检查原因，若无法解决，则报主管部门批准进行仲裁分析。
如经仲裁分析证实其基本分析部分是错误的，则应详细研究其原因，如无补救办法应予全部返工。
5．矿石加工技术试验采样
5.1采样目的
研究矿石的选矿（冶炼）性能、选矿方法、矿石矿物的物理机械性能、加工方法和步骤，以便提出矿床的经济评价和社会效益。
5.2矿石加工技术试验的种类
5.2.1可选（冶）性试验，通常是在实验室规模条件下，采用当前具有工业意义的选冶方法和常规的流程，用物理的或化学的方法研究探索，以获得目的产品反映的技术指标，为判别试验对象是否可作为工业原料提供依据。
5.2.2实验室流程试验，在可选（冶）性试验的基础上，利用实验室规模的设备，为进一步深入研究在什么样的流程条件下，获得较好的选冶技术指标而进行的流程结构及其条件的方案比较试验。
5.2.3实验室扩大连续试验，对实验室流程试验推荐出来的一个或数个流程，串组为连续性的、类似生产状态的操作条件下进行的试验，试验因素和指标都是在动态平衡中反应出来。
一般说来，已具有一定的工业模拟度，其成果是可靠的。
5.2.4半工业试验，在专门的试验车间或实验工厂进行矿产选冶的工业模拟试验，以验证实验室扩大连续试验结果，工业模拟度较强，成果更为可靠。
5.2.5工业试验，建厂前的一项准备工作，借助工业生产装置的一部分，一个或数个系列性能相近，处理量相当的设备，进行局部或全流程的试验，实质上具试生产的性质。
5.3采样要求
5.3.1样品要有充分的代表性，如矿石矿物组分、品位、结构、构造、含泥量等，均应与样品所代表的品级、类型基本一致。
5.3.2对不同矿石类型应单独采样。
为了了解不同矿石类型混合处理的可能性和选治方法流程，要对矿区各种类型或某几种类型的矿石采取混合试样，但必须按各种矿石类型所占储量比例组合成一个样品。
5.3.3当矿体中存在有可供利用的伴生组分（矿物）时，采样应考虑其含量和分布情况，以便试验时研究其赋存状态、及综合回收试验工作。
5.3.4采样重量，根据矿床规模，社会经济效益，选冶难易程度、方法、流程等因素具体情况确定。
第二部分非金属矿产采样
1．化学分析采样
1.1采样目的
1.1.1通过对矿样的化学分析，了解矿石中有益、有害组分的种类和含量，以确定矿石的质量、类型和品级，用来划分矿石与夹石、围岩的界线。
1.1.2对某些按物理机械性能来确定矿石质量的矿种，也需采集少量具有代表性的化学分析样，以了解其化学组分的含量、杂质成分，以便确定种属，并使其某些物性特点得到化学的解释。
1.2采样原则
1.2.1应尽可能沿矿体（层）厚度方向，即沿物质成分变化最大的方向采取。
采样时，应按不同的矿石类型、品级，分段分别采取，系统、连续布样，做到不重、不漏。
1.2.2矿体（矿层）与夹石、围岩界线不明显时，取样应取到无矿化为止，以其分析结果和品位要求来圈定矿与非矿的分界线。
1.2.3探槽、浅井和坑道内采样，布样位置应注意其代表性，反映客观实际，切忌人为偏差（取富集或取贫化的矿石）。
同一地段，不同帮、壁矿化差别很大（很不均匀）时，分别平行（对应部位、同等样长和规格）采取。
然后取其成果的平均值作为该段矿化的数据，或是将两个样品合并为一个样品。
1.3采样方法
1.3.1在槽、井、坑工程及岩石露头上，根据矿石的结构构造、矿化的均匀程度和地质工作的相应阶段，采用如下采样方法：
（1）拣块、连续拣块法
适用于矿点（区）踏勘、找矿阶段、采样作基本分析，得到对矿石质量的概略了解。
连续拣块，就是在一定距离（样长、样厚）内，按相同的间距，一般为10～20cm，连续敲取同等大小的矿石组成一个样品。
它适用于矿化均匀、品位稳定的矿石，如石灰岩、白云岩等。
（2）刻槽法
沿矿体（矿层）厚度方向，按一定的规格连续刻取。
此方法使用广泛，适合于地质工作的各个阶段和绝大部分的矿种。
采样应做到不重、不漏、规格均一，尤其一件样品内规格大小应一致、均称。
刻取的碎屑、粉末应防止散失，并全部收集归入样品中。
同时要防止泥土、杂物和非矿样内的岩屑、碎块的混入。
刻槽的断面规格、样段长度，根据矿石的结构构造和矿化均匀程度而采用不同大小的规格，断面从5cm×3～20cm×lOcm不等，样段的长度取决于矿体（层）的厚度大小、矿石类型、矿化均匀程度以及确定的工业指标中规定的最低可采厚度和夹石剔除厚度。
一般样长l～2m，不得超过可采厚度和剔除厚度。
矿体（层）厚度小、类型复杂、矿化不均，变化大时，样段大于可采厚度或夹石剔除厚度的一半时，即应单独采样。
当一些矿种对有害杂质含量有严格控制时，夹石即是较薄，也必须单独划样另取。
反之，矿体（层）厚度大、矿化均匀时，可适当放长，如巨厚层、质纯的石灰岩、白云岩等，样长可放宽到4m。
主要建材、非金属矿种采样断面规格和样长，见表1。
这些断面规格、样长仅作参考，主要应视矿床的实际情况，合理地确定，但一般不宜超过规定的上限，样段过长往往混入不合格，应予剔除的夹石，也可能发生因有害组分特高的夹石混入，使整个样段不合格，矿层被不合理地抛弃。
这样，均未能真实地反映矿层的特点，因而研究及控制程度受到影响。
因此，样段长度的确定和划分一定要合理，避免发生失误。
（3）刻线法
刻槽法的简化，即小断面规格的刻槽．一般断面2cm×1～3cm×2cm。
适用条件同连续拣块法。
另外，在勘探阶段，矿床规模大，地表采样工作量大，当矿层（体）厚度大、矿石均一，品位稳定时，也可部分采用此法。
但要有验证，一般应慎用。
（4）全巷法、剥层法
适用于矿化不均匀和特殊的矿种，如磷、硫、硼、菱镁矿、萤石和云母等。
表1主要建材非金属矿种采样规格和
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