摘要:黄铁矿热电性测试起步较早,在诸多领域都有应用。笔者阅读大量文献发现,研究者在黄铁矿热电性测试中对活化温度的选取上没有统一的标准,这也对测试数据的对比性造成很大影响。文章采用BHTE-06型热电性测试仪,采用多个活化温度对不同矿区黄铁矿样品进行热电性测试,旨在对黄铁矿热电性随活化温度变化规律进行探索研究,为后期热电性研究中活化温度的选取提供建议。
关键词:黄铁矿热电性活化温度热电系数
热电性是指矿物晶体两端温度不同所产生电势差的性质[1]。黄铁矿的热电性能够反映出矿物成分和晶体结构的某些细微差异[2]。由于黄铁矿可以与较多的矿物共生,且是金矿床中普遍存在的矿物,也可以成为金的载体[3],所以,在金矿床的研究中,黄铁矿的热电性的研究对成矿温度、剥蚀程度、矿床规模、找隐伏矿体等方面起到了重要作用[4]。热电性的变化常常通过热电系数值表现,其公式为α=E/(TH-TL)=E/ΔT,由公式可知,一粒黄铁矿的热电性与其自身性质有关,而与活化温度在一定范围内变化无关。
然而,由于人为或其他因素,活化温度不同其热电系数往往在一定范围内变化,大多数研究者利用某一个温度下(表1)黄铁矿其热电系数的平均值作为标准对矿体进行评价预测。
笔者利用中国地质大学(北京)BHTE-6型热电仪对不同矿区不同矿脉大量具有代表性的黄铁矿样品进行热电系数值测定,在测试过程中发现,不同活化温度下,黄铁矿的热电系数值呈一定的规律变化,且得出了在较高温度下测试黄铁矿的热电性更可靠的结论,为以后的研究者提供一定的参考标准,且为数据的共享提供基础。
1研究条件概述
1.1样品来源
本次热电性测试,选择多个矿区(山东玲珑金矿175号、36号脉群、湖南李家冲金矿)具有代表性的黄铁矿样品为测试对象。山东玲珑金矿样品中有踏勘样30件,钻孔样32件。样品粒级为40～60目(0.25～0.35mm)。湖南李家冲金矿中钻孔样20件,样品粒级为20～30目(0.5～0.7mm)。样品采集分布范围较广,能较为全面的代表矿区黄铁矿分布的综合特征。
1.2仪器介绍
本次测试采用中国地质大学(北京)成因矿物实验室的BHTE-06热电仪,BHTE-06热电仪具有数字化测量、数字化记录、测试高度自动化、活化温度变化范围大(5℃～100℃)、测试范围广(20℃时为0～5000μV／℃)、读数分辨能力高等特点(最小0.1μV／℃),是目前同类热电仪中较为先进的产品。测试温度冷端为室温,热端温度20℃～100℃可变,热端增温步长为1℃,计算机精确控温;数据采集由计算机自动成。
2研究方法和结果
2.1测试方法
在测试方法方面,本次研究采用多个活化温度对黄铁矿样品进行测试,温差依次由10℃开始,依次升高,以10℃的变化区间升温,温差增至60℃为止,依次获得6组不同活化温度下黄铁矿热电系数的测试数据。在测试数量方面,每组样品测试黄铁矿颗粒数为随机的30粒,对每组样品进行6个不同温度测试,对每组样品中不同活化温度的热电系数值进行单独记录。总计测试数据量约14000个。
2.2数据处理
(1)处理方法。
对数量进行汇总分析发现,在不同活化温度下,黄铁矿热电系数值分布区间范围会有较为显著的变化,针对这一变化,文章采用标准差的处理方法,对同一组样品中不同活化温度下测试的黄铁矿热电系数值进行标准差处理。标准差的处理方法能较好的反应一组数据的离散程度,能够较好的反应某个活化温度下黄铁矿热电性数值聚散程度,可以作为黄铁矿热电性测试稳定性的一个评估。
(2)处理结果。
对不同活化温度下黄铁矿样品热电系数进行标准差处理,对不同矿区处理结果进行累加处理(见表2)。
由表可以看出,随着活化温度的增加,黄铁矿热电系数明显具有收敛的性质,可以说明随着活化温度的升高其热电系数的稳定性也随之增加。
从图1中可以看出,湖南李家冲金矿中黄铁矿热电系数标准差累加值在活化温度为10℃时为3201.98uV/k,随着活化温度的升高,热电系数累加值依次降低,当活化温度为60℃时,其热电系数标准差累加值1605.746uV/k,在数值上降低将近一半,可以说明其热电系数稳定性大大提高。在玲珑踏勘样中,在活化温度为10℃时其热电系数累加值为5893.876uV/k,随着活化温度的升高,在60℃时,其热电系数标准差的累加值为3037.259uV/k,较10℃时降低近一半。
2.3影响因素及减小误差方法
(1)影响因素。
晶型因素:在前人的研究成果中,已经提到,黄铁矿的晶型对其热电性有一定的影响。我们发现,虽然同一包样品由同一块标本筛选而出,但其晶型还是有所不同,五角十二面体、立方体及他型晶均有出现,晶型的影响结果前人已经得出结论,这里不再赘述。
测试仪器因素:本项目采用中国地质大学(北京)BHTE-6型热电仪进行测试,仪器室同类中较为先进的产品,然而,其冷端(室温)温度会随时间发生一定变化,导致活化温度发生变化,影响热电系数值。 |
