探討巖石礦物成分的測定及分析方法

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引言

在礦藏勘探的過程中，如何對巖石內(nèi)的礦物成分進(jìn)行準(zhǔn)確分析和測定，對于判斷礦產(chǎn)資源的品質(zhì)與儲量，發(fā)揮礦產(chǎn)資源利用價值和采礦投資規(guī)模中均發(fā)揮著十分重要的作用。本文首先對巖石礦物的種類和特征進(jìn)行了解，并結(jié)合巖石礦物成分分析探測方法對巖石礦物成分進(jìn)行分析工作，以期能夠更好地加快黔北地區(qū)巖礦事業(yè)的快速發(fā)展。

一、巖石種類與礦物組成

地殼中的一種或多種化學(xué)元素組成的自然聚合體稱為巖石礦物。巖石礦物是地殼經(jīng)過各種地質(zhì)作用而形成的產(chǎn)物。自然界中有多種多樣的巖礦種類，這是由于大自然中各種化學(xué)元素和它們不同的組合方式經(jīng)過了復(fù)雜的地質(zhì)作用而形成的多樣化的巖礦種類。根據(jù)成因不同可以將巖石劃分為巖漿巖(火成巖)、沉積巖和變質(zhì)巖三種類型。巖石的主要特征包含有礦物成分、結(jié)構(gòu)及構(gòu)造三個方面。巖石結(jié)構(gòu)特征涵蓋有巖石中礦物顆粒結(jié)晶程度、組成方式、形狀及大?。粠r石構(gòu)造則涵蓋有礦物顆粒排列形式和填充方式。

(一)黔北地層特點

黔北地層沉積巖種類眾多，巖石地層發(fā)育，不同巖石地層的地形地貌均存在一定特色。根據(jù)古地理環(huán)境調(diào)查情況，黔北地區(qū)的地層眾多，地質(zhì)低層跨越奧陶系～三疊系，多處地段穿越煤系地層，在二疊系下統(tǒng)棲霞組早期巖相古地理圖如下：

圖1 貴州二疊系下統(tǒng)棲霞組早期巖相古地理圖

從各區(qū)段巖相，結(jié)合古地理環(huán)境發(fā)現(xiàn)一個有規(guī)則的變化趨勢：從湘黔桂古陸邊緣開始有規(guī)律的依次出現(xiàn)：砂巖→砂巖夾粘土巖→粘土巖夾砂巖→粘土巖→粘土巖夾灰?guī)r→灰?guī)r等由粗而細(xì)的水平分帶。

二、巖石礦物成分的測定及分析方法

在勘探礦藏的過程中，如何仔細(xì)、準(zhǔn)確的分析測定巖石內(nèi)的礦物成分，是探明礦石資源質(zhì)量和儲量的重要方式。因巖石種類和地質(zhì)條件不同，需要選擇不同的巖石成分測定和分析方法。在實際的巖石測定中，應(yīng)選用合適的方法，以最大限度的提升礦產(chǎn)資源利用率。

(一)色譜法。在固定和流動相中不同組間的分子均處于不斷的流動狀態(tài)，在補充的過程中以達(dá)到相互平衡，選擇色譜法對巖石礦物成分進(jìn)行測定和分析就是通過該原理來實現(xiàn)的。將不同分子在不同固定和流動相上實現(xiàn)分離，對不同相上的分子質(zhì)量和性質(zhì)進(jìn)行研究，并將親和色譜與粒子交換色譜之間進(jìn)行有機結(jié)合，在完成分配和吸附之后，借助于粒子交錯色譜綜合整理以上的結(jié)構(gòu)，通過測定和分析不同色譜內(nèi)的礦物成分，此時就能極易獲取到巖石礦物成分的定性和定量測量結(jié)果，并根據(jù)分析得到的結(jié)果形成系統(tǒng)的分析報告，便于相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行參考分析。

(二)光譜分析法。當(dāng)前，光譜分析法是眾多分析和測定礦物成分中最為常用的方法。光譜分析法主要是對巖石礦物成分的吸收和發(fā)射情況進(jìn)行測定，借助于相關(guān)儀器通過圖像的方式顯示，在對圖像計算過后就能獲取到礦物內(nèi)相關(guān)成分的具體含量數(shù)值。通過分析紫外線和可見光光譜，可以實現(xiàn)對巖石礦物成分的多方面研究，進(jìn)而獲取到與巖石礦物成分相對應(yīng)的數(shù)據(jù)資料，該方法是巖石礦物成分測定及分析中較為完備的方法。光譜分析法具有分析速度快、操作簡單、不需純樣品、可同時測定多種元素或化合物、選擇性好、靈敏度高、樣品損壞少等優(yōu)點，也有一定的局限性，光譜定量分析應(yīng)建立在相對比較的基礎(chǔ)上，必須有一套標(biāo)準(zhǔn)樣品作為基準(zhǔn)，而且要求標(biāo)準(zhǔn)樣品的組成和結(jié)構(gòu)狀態(tài)應(yīng)與被分析的樣品基本一致。

(三)熱差分析法。熱差分析法在礦物成分性質(zhì)研究和熱力研究中得到了廣泛應(yīng)用，在熱力學(xué)研究方法原理的基礎(chǔ)上選用熱差法對巖石礦物成分進(jìn)行測定和分析，并對其改進(jìn)而形成熱差法。在巖石礦物成分測定和分析過程中熱差分析法發(fā)揮著重要作用，同時還廣泛應(yīng)用在冶煉、化工和建筑行業(yè)等領(lǐng)域，熱差法可利用樣品中的各種物理及化學(xué)特性，其中樣品的特征有水溶性、分解性、導(dǎo)電性、脫水性等。在熱差法中用專業(yè)的熱分析方式與理論知識相結(jié)合，可以極易篩選目標(biāo)材料，通過對加工材料進(jìn)行規(guī)范，可以進(jìn)一步提升礦物成分測定和分析情況效率。

(四)元素分析法。元素分析法在研究特征譜線中使用的最為廣泛，通過對礦物元素的原子及最外層的電子進(jìn)行分離和分析，進(jìn)而激發(fā)元素達(dá)到最佳的活躍狀態(tài)，并將穩(wěn)定狀態(tài)的礦物元素躍遷到活躍狀態(tài)的礦物元素所釋放的能量值，并將基態(tài)到激發(fā)態(tài)的其他數(shù)據(jù)一一記錄下來，根據(jù)這些記錄的數(shù)據(jù)和相關(guān)方程式就能很容易的獲取到巖石礦物元素的成分含量，同時還能得出不同元素所占據(jù)的比例、元素化學(xué)鍵和化學(xué)特征等。在光譜分析法還沒有出現(xiàn)之前，對巖石礦物成分測定及分析的主要方法是元素法，該方法主要與光譜測定法結(jié)合使用，將兩種方法進(jìn)行結(jié)合可以進(jìn)一步增強測定和分析的效率、準(zhǔn)確性水平，在測定和研究巖石礦物成分中具有較強的應(yīng)用價值。在實際的巖石礦物成分測定及分析中，應(yīng)對元素分析法進(jìn)行全面應(yīng)用，將對光譜分析的輔助作用充分發(fā)揮出來。

(五)化學(xué)分析法?；瘜W(xué)分析法是化學(xué)分析的基礎(chǔ)。根據(jù)巖石礦物中的化學(xué)成分進(jìn)行對比分析后，計算其含量的過程就是化學(xué)分析法的主要原理。通過對比分析實際計算獲取到的理論值和實際值差異，這種方法又稱為經(jīng)典分析法。該方法有較強的客觀性水平，可進(jìn)一步提高礦物巖石成分的測定和分析效率，進(jìn)而獲取到準(zhǔn)確性和科學(xué)性相對較強的結(jié)果，以利于對礦產(chǎn)資源進(jìn)行充分的開發(fā)和利用。

結(jié)論

綜上所述，隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)水平的飛速發(fā)展，我國在巖礦研究方面取得了很大的進(jìn)展。為了進(jìn)一步提高巖石礦物的開發(fā)效率，使礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用得到最大化的提升，相關(guān)單位及工作人員應(yīng)不斷研究學(xué)習(xí)以提升自身的技術(shù)水平，并采取更先進(jìn)的技術(shù)方法，確保礦產(chǎn)資源得到有效的開發(fā)和利用，對礦藏開發(fā)具有重要的現(xiàn)實意義和價值。