淺談幾種鑒定礦物的方法

【摘要】本文通過淺談巖礦鑒定法、重砂鑒定法、EPMA電子探針三種礦物鑒定方法，從原理、優(yōu)勢(shì)及不足三個(gè)方面對(duì)三種鑒定方法做了討論，為合理利用礦物鑒定方法提供依據(jù)，為三種鑒定方法的相互補(bǔ)充提出建議指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】巖石礦物；巖礦鑒定；重砂鑒定；EPMA電子探針

巖石礦物是一種自然聚合體，是由于地殼運(yùn)動(dòng)過程中一種或多種化學(xué)元素組成的產(chǎn)物，其種類繁多，目前已知的巖礦種類多達(dá)三千余種。常見的巖石礦物多由不同的化學(xué)元素組成，包括有氧礦物、碳酸鹽類礦物、硫酸鹽類礦物、硅酸鹽類礦物以及硫化物礦物等。鑒定礦物的方法包括巖礦鑒定法、重砂鑒定法、EPMA電子探針等，巖礦鑒定及重砂鑒定是傳統(tǒng)的鑒定方法，EPMA自70年代中期成熟以來，逐漸成為鑒定礦物的重要手段。

1、巖礦鑒定法

巖礦鑒定是將巖石磨制呈薄片、光片、探針片，通過偏、反光顯微鏡，運(yùn)用晶體光學(xué)、礦相學(xué)知識(shí)，對(duì)透明礦物的形態(tài)、解理、多色性、吸收性、糙面、突起、干涉色、消光、延性、光性等分析，對(duì)不透明礦物的反射率、反射色、雙反射及反射多色性、內(nèi)反射、均質(zhì)性及非均質(zhì)性、硬度、礦物的浸蝕反應(yīng)等分析，通過這些礦物特征確定礦物。

對(duì)于多數(shù)造巖礦物及常見不透明礦物，光薄片鑒定相較于多數(shù)測(cè)試手段是最經(jīng)濟(jì)、快捷、有效的，它不但能快速確定礦物，并且礦物間的共生、反應(yīng)和變化等諸多關(guān)系都能從中體現(xiàn)，這為探索巖石類型、巖石成因、礦床類型等提供證據(jù)，是最直觀、最實(shí)用、最簡(jiǎn)便的一種地質(zhì)分析研究手段。

但是，巖礦鑒定對(duì)于一些半晶質(zhì)、顯微隱晶質(zhì)礦物在區(qū)分時(shí)有一定的限制。如粘土礦物、磷質(zhì)礦物、錳質(zhì)礦物等。對(duì)于一些礦物亞類，由于礦物亞類極其相似，應(yīng)用偏光顯微鏡不易區(qū)分，如一些角閃石亞類、斜方輝石亞類、單斜輝石亞類等。對(duì)于不透明礦物，元素替代現(xiàn)象常見，種屬繁多，相似礦物較多，并且有些礦物含量很少，顆粒較小，完全通過反光顯微鏡這一項(xiàng)測(cè)試分析確定所有礦物有一定的難度。

2、重砂鑒定法

重砂鑒定是運(yùn)用結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)知識(shí)，采取一定的方法對(duì)重砂礦物的物理性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)等進(jìn)行綜合研究以確定礦物的名稱和特性。礦石或巖石經(jīng)外動(dòng)力地質(zhì)作用或人工破碎后，呈砂粒級(jí)的單礦物顆?；蛩樾及凑盏V物的比重、磁性、電性、礦物表面性質(zhì)、礦物化學(xué)性質(zhì)等分離后，在雙目鏡下確定礦物的外形、粒度、顏色、條痕、光澤、透明度、解理、斷口、硬度、展性與脆性、連體與包體等，對(duì)一些有用礦物或疑難礦物會(huì)運(yùn)用油浸法、微化分析、比重測(cè)定、發(fā)光性測(cè)定等方法研究分析。

重砂鑒定對(duì)礦物鑒定有重要作用，尤其是對(duì)重礦物的鑒定，有很好的找礦指示作用。重礦物的特點(diǎn)是顆粒細(xì)小、比重較大（比重>3）、物理化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，在某些特征巖石中含量較少，如自然金、金剛石、基性—超基性火成巖中的鋯石、稀土礦物等，想要研究巖石中這些礦物的特征及含量，重砂鑒定是最有效的方法。

由于重砂鑒定的前期工作比較繁瑣，對(duì)于巖石中含量較少的輕礦物，在破碎、淘洗等過程中容易遺漏。同巖礦鑒定一樣，對(duì)于礦物亞類的區(qū)分也有很大難度。

3、EPMA電子探針分析

EPMA電子探針是通過研究礦物的化學(xué)成分，確定礦物化學(xué)式識(shí)別礦物。根據(jù)莫塞萊定律，測(cè)定激發(fā)源轟擊樣品產(chǎn)生的特征X射線的波長(zhǎng)及強(qiáng)度，即可確定樣品中含有的元素種類及含量，對(duì)礦物做定性分析或定量分析，其包括點(diǎn)分析、線分析、面分析。電子探針分析又分為能譜分析、波譜分析兩部分，能譜分析具有速度快、結(jié)果直觀、對(duì)樣品損傷小、操作方便的特點(diǎn)，但其分辨率相對(duì)波譜差，測(cè)試的準(zhǔn)確性差，因此能譜主要用于對(duì)礦物做定性及半定量分析；波譜分析相較于能譜分析雖然速度較慢，但由于其分辨率高，測(cè)試準(zhǔn)確度高可以對(duì)樣品做定性及定量分析。

電子探針能以1μm3左右的空間分辨率對(duì)光片或探針片上的礦物一面觀察、一面進(jìn)行分析以準(zhǔn)確測(cè)定礦物的化學(xué)成分從而得到礦物分子式，過程中不破壞樣品，使其成為最有效和最常見的礦物鑒定手段。對(duì)于巖礦鑒定及重砂鑒定無法確認(rèn)的微細(xì)礦物、不易區(qū)分礦物、稀有礦物均能測(cè)試并確定礦物。另外，電子探針分析對(duì)于新礦物的發(fā)現(xiàn)、礦物環(huán)帶結(jié)構(gòu)的研究、系列礦物的分析研究等均發(fā)揮了重要作用。

電子探針是通過確定礦物分子式來識(shí)別礦物的，因此對(duì)于分子式相同的礦物，要通過巖礦鑒定或其他手段確認(rèn)礦物，如黃鐵礦（FeS2；等軸晶系）、白鐵礦（FeS2；斜方晶系），紅柱石（AlAl[SiO4]O；斜方晶系）、藍(lán)晶石（Al2[SiO4]O；三斜晶系）等。對(duì)于隱晶質(zhì)礦物，由于空間分辨率的影響電子探針還不能準(zhǔn)確測(cè)定。另外電子探針分析對(duì)于K、Na等元素計(jì)數(shù)率的穩(wěn)定性差，使得在測(cè)定造巖礦物時(shí)分析誤差很大。由于X射線構(gòu)成的背景導(dǎo)致EPMA的檢測(cè)極限不理想，這對(duì)于一些微量元素的測(cè)定有很大影響。在地學(xué)研究中，有時(shí)還需要了解存在元素的價(jià)態(tài)，如Fe2+和Fe3+得測(cè)定，這對(duì)于EPMA來說還是個(gè)難題。

4、結(jié)語

綜上所述，巖礦鑒定主要用于判別造巖礦物、常見不透明礦物及礦物間的相互關(guān)系等；重砂鑒定主要是對(duì)重礦物的分析研究；EPMA電子探針是對(duì)礦物化學(xué)成分的研究，三種鑒定礦物的方法均有其優(yōu)勢(shì)及不足，測(cè)試樣品時(shí)，合理利用各種方法的優(yōu)勢(shì)，互相填補(bǔ)各種方法的不足，用最有效的方法對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試。

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作者簡(jiǎn)介：徐翠，女，1986-，本科，實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析工程師，主要從事實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)工作。