一、岩石矿物鉴定的基础知识
岩石分类
按成因可将岩石分为火山岩、沉积岩和变质岩三大类。这是岩石分类中常用也是基本的方法,在进行岩矿分析与鉴定时,岩石分类是重要基础,通过对不同种类、不同形态的岩石进行分类,可以为后续的分析和鉴定提供重要依据。
矿物学基础
矿物是自然界中具有一定化学组成和晶体结构特征的固体物质,它们在地球表层广泛存在。在进行岩矿分析与鉴定时,需要掌握一些基本的矿物学知识,例如矿物的结晶习性等。不同的矿物,外表特征和物理性质有所不同,在肉眼鉴定矿物时,一般可从矿物的外形、矿物的光学性质、矿物的力学性质等方面来对矿物进行鉴定。矿物单体在一定外界条件下,总是趋向于形成特定的晶体矿物鉴定和形态特征,称为结晶习性,根据矿物晶体在三维空间发育程度,可将晶习大体分为一向延伸型(如辉锑矿、电气石等)、二向伸长型(如云母、石墨等)、三向等长型(如石榴子石、黄铁矿等);矿物集合体形态取决于矿物单体形态和它们的集合方式。
在进行岩矿分析与鉴定时还需要掌握一些关键概念,如密度、硬度、颜色、光泽等。这些概念是进行岩矿分析与鉴定的基本工具,也是进行岩石分类和矿物检测的关键要素。
二、岩石矿物鉴定的仪器设备
光学显微镜
光学显微镜是岩矿分析与鉴定中基本的仪器之一。它可以用来观察和测量岩石和矿物的形态、颜色、透明度、折射率等特征,有助于进行分类和识别。
扫描电镜
扫描电镜可以用来观察样品表面的形貌和微结构,能够提供高清晰度的图像,并且能够进行成分分析。在岩石和矿物中,扫描电镜可以用来观察晶体形态、裂隙、孔隙等特征,有助于进行鉴定和分析。
X射线荧光光谱仪
X射线荧光光谱仪可以用来测量样品中元素含量,并且具有高精度和高灵敏度。在岩石和矿物中,X射线荧光光谱仪可以用来进行成分分析,有助于进行岩石和矿物的分类和鉴定。
三、岩石矿物鉴定的常用方法
X射线衍射
X射线衍射是一种利用物质对X射线的散射和衍射来进行物质结构分析的方法。这种方法可以对物质中各种晶体相及其组成进行定性和定量分析,同时还可以确定晶体结构、晶格参数、晶胞体积等多项指标。在岩矿分析与鉴定中,X射线衍射被广泛应用于矿物学、岩相学、构造地质学等领域。
荧光光谱
荧光光谱则是一种利用物质对激发能量的吸收和发射来进行物质成分分析的方法。这种方法可以快速、准确地测定样品中包含的元素及其含量,并且具有高灵敏度、高精度、低检出限等优点。在岩矿分析与鉴定中,荧光光谱被广泛应用于矿物学、地球化学、环境科学等领域。
一、主要矿物和次要矿物的概念
矿石矿物按矿物含量的多寡可分为主要矿物、次要矿物和微量矿物。主要矿物指在矿石中含量较多、且在某一矿种中起主要作用的矿物;次要矿物指矿石中含量较少、对矿石品位不起决定作用的矿物。
二、检测的前期准备
试样的采集
由于固体物料的成分分布不均,因此要按照一定的方式选取不同点进行采集,以保证所采取试样具有代表性。
试样的制备
破碎和过滤:用机械或者人工的方法将试样逐步破碎,一般分为粗碎、中碎、细碎等阶段。粗碎用鄂式碎样机把试样粉碎至能通过4 - 6号筛(6号筛直径3.36毫米),中碎至20号筛(0.83mm),细碎根据不同的矿石要求不同,必要时使用磨盘或者研钵,一般筛孔为100 - 200号。
混合与缩分:选取具有代表性的部分,使用机械搅拌或者人工的方法,将试样混合均匀,然后用机械选取其中的适当部分作为实验样品。
试样的溶解
这就要看矿石主要成分了(原则上是先冷后热,先稀后浓),可选择盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、高氯酸、qingfusuan,再不行就混合酸(如硫酸 - 磷酸,硫酸 - 硝酸,盐酸 - 过氧化氢,浓硫酸 - 高氯酸),对于两性的金属还可以用碱(氢氧化钾,氢氧化钠),要是还不能溶解,就只能用熔融法了,如半熔法、干式灰化法、湿式消化法、微波辅助消解法,目的是将固体变成液体以便加试剂分析。
测定前的预处理
主要是消除其他离子的干扰,确定被测组分的存在形式,将误差降到低。
三、检测方法
岩矿鉴定法
通过观察岩石、矿物的结构构造、矿物成分、百分含量、分布特征、自形程度、粒度大小、蚀变特征、生成顺序、应力作用、重结晶作用等特点,鉴定出岩石矿物的种类,从而区分主要矿物和次要矿物,为岩石矿物定名起重要作用。这是地质研究的组成部分,是宏观与微观研究的互补,还能为地质研究提供各种有关岩石、矿物测试参数,自身完成岩石矿物成因研究,赋存状态变化规律,发现新矿物、新岩类。
成分分析方法
定性分析:通过XRD测试,可以获取矿物的衍射图谱。这些图谱如同指纹一般,能够唯一地反映出矿物的内部结构信息。将未知矿物的XRD图谱与标准图谱数据库中的信息进行对比,可以快速准确地确定矿物的种类,进而区分主要矿物和次要矿物。
定量分析:XRD测试还能通过衍射峰的强度进行定量分析。通过测量不同角度下的衍射强度,可以计算出矿物中各主要矿物成分的相对含量,从而确定主要矿物和次要矿物的含量比例。在萤石矿物相分析中,XRD测试就能够jingque地进行定性和定量分析,这种方法对于其他矿物的主要和次要矿物分析也有借鉴意义。
X射线衍射(XRD)分析
X射线荧光光谱(XRF)分析:可用于分析矿石中的元素组成,通过检测元素的种类和含量,再结合矿物的化学组成特点,可以推断主要矿物和次要矿物的种类及含量情况。
化学分析法:例如通过对矿石中各种元素的化学分析,根据元素组成及含量比例关系,结合已知的矿物化学组成,来确定主要矿物和次要矿物。这种方法可能需要对矿石进行溶解等预处理后,通过化学反应来测定元素含量。
摩氏硬度、比重和pH化验是三种不同的测试方法,用于评估材料的不同特性。
摩氏硬度:这是一种用于衡量矿物硬度的标准。它由德国矿物学家Frederich Mohs在1812年提出。摩氏硬度分为10个等级,从软的滑石(硬度1)到硬的金刚石(硬度10)。通过用标准矿物刻划待测矿物的表面,可以确定其硬度等级。
比重:比重是物质密度与水的密度之比。它用于衡量物质的相对密度。比重可以通过各种方法测量,如排水法或使用比重计。比重在矿物鉴定中非常重要,因为不同矿物的比重差异显著。
pH化验:pH值用于衡量溶液的酸碱性。pH值范围从0到14,其中7为中性,低于7为酸性,高于7为碱性。pH化验通常使用pH试纸或pH计进行。在矿物学中,pH值可以帮助识别某些矿物,例如碳酸盐矿物在酸性条件下会产生气泡。