XRF分析技术和磁化率测量广泛应用于地质勘查和环境评价中。同时获取岩矿的地球化学和地球物理属性对于矿产勘查和矿床研究具有重要意义。ITRAX岩心扫描仪是一台快速无损岩心扫描仪,其融合了高分辨率XRF原位分析、磁化率测量、光学图像扫描和X射线密度影像扫描等多种功能,在沉积学、古气候、材料等众多学科领域中发挥了重要作用。本文探讨了ITRAX岩心扫描仪用于测试分析岩矿手标本的实验参数,对矿化蚀变手标本进行高分辨率原位XRF分析及磁化率测量,并结合电子探针(EMPA)、光薄片显微镜下分析、多元统计分析和图像处理等多种手段探究了岩石手标本磁化率与矿化蚀变之间的关系。 (1)ITRAX实验条件分析:ITRAX岩心扫描仪配有Mo靶射线管和Cr靶射线管,两种射线管具有不同的元素测试范围,Mo管对于过渡金属和较重元素都具有较高的灵敏度,而Cr管则仅仅对Al、Si、P、S、K、Ca这类较轻的元素较为灵敏。以采自福建马坑铁矿的大理岩与石榴子石磁铁矿接触带的岩石手标本为测试对象,对ITRAX进行岩矿手标本XRF分析的实验参数做了条件实验,对比Al、Si元素和Fe、Mn元素分别在Cr管和Mo管下不同测试时间获得的结果,Al、Si元素在Cr管下20s的测试时间数据趋于稳定,40s与50s的结果非常接近(拟合度>0.9),说明用Cr管进行相应元素的测试时,40s的测试时间可以获取较稳定、准确的数据;Fe和Mn元素在Mo管下,20s以内测试时间的改变几乎对数据不产生影响,但是20s与30s的结果差别很大,大于30s的结果趋于平稳,说明用Mo管进行测试时,至少需要30s的测试时间才能获得稳定数据,40s与50s的数据几乎重合,即40s是Mo管下的最佳测试时间。而Al、Si、S、Cl、Ca分别在Cr管30s下测试和Mo管50s测试的结果表明,虽然Mo管在测试较轻元素时不及Cr管灵敏,但是延长其测试时间可以弥补其灵敏度不够高的缺陷,元素X荧光强度与Cr管测试下的强度相当,说明在将测试时间延长到足够长时,可以利用Mo管来代替Cr管对较轻元素进行测试。 (2)磁化率与矿化蚀变的关系研究:(a)通过对采自金顶铅锌矿北厂和跑马坪矿段的铅锌矿化灰岩角砾岩手标本进行高分辨率XRF原位扫描和磁化率测试,获得Fe、Ni、Cr、Zn、Pb、Si和Ca元素含量及磁化率值岩扫描线的变化特征,相关性分析表明磁化率与Zn、Fe、Fe-Ni-Cr呈正相关,与Pb呈负相关,Zn与磁化率的相关性(由r=0.60到r=0.82)随Zn与Fe-Ni-Cr相关性(由r=0.36到r=0.84)的增强而增强;电子探针分析(EMPA)发现闪锌矿中含Fe、Cr等磁性元素而方铅矿中不含,结合聚类分析和逐步多元线性回归分析表明含有磁性离子的闪锌矿对岩石的磁化率影响巨大,而Fe2+和Cr2+对闪锌矿的磁化率的改变起着决定性作用,不具磁性离子的方铅矿和脉石矿物如石英则对岩石磁化率有着负影响。(b)对分别采自马坑铁矿的424m水平副井车场的矽卡岩化辉绿岩和200m水平203_17#穿脉的大理化灰岩手标本进行了网格化面扫描,在ArcGIS相对坐标下利用反距离权重法(IDW)对测试数据点进行插值处理,获得标本各元素及磁化率的空间分布特征,并通过对元素进行主成分分析(PCA)获得元素组合信息及元素组合与岩石磁化率之间的关系。分析发现辉绿岩受矽卡岩脉侵入引起的矽卡岩化过程中,V、Ti、Cr等元素分布不受蚀变的影响,Ca+Mn+Fe+Co+Ru元素组合在矽卡岩中富集,而富含Fe+Mn+Co磁性元素的钙铁榴石与钙铁辉石等矿物主要提供了矽卡岩的磁效应;在矽卡岩与辉绿岩接触部分,Er+Cu+Cr+Ti元素组合富集,富含这些磁性元素的与矽卡岩化相关的蚀变矿物提供了该部分的岩石磁效应;在辉绿岩褪色蚀变区域Cu+Yb+Al元素富集,富含Cu+Yb磁性元素的蚀变矿物提供了辉绿岩褪色蚀变区域的磁效应。灰岩受磁铁矿细脉充填过程中发生热变质形成了大理岩,此过程中 Ti、Cr等元素的分布不受变质作用的影响,Ca受磁铁矿充填的影响,往矿脉远端迁移,铁族元素Fe+Mn+Co组合主要岩矿脉展布,其分布界限明显,而稀土元素Eu和Tb分别受Ca与Fe的控制在矿脉附近分别表现出亏损与富集,富含磁性元素Fe+Mn+Co+Tb的钙铁榴石磁铁矿脉提供了大理岩部分的磁效应。