巖礦鑒定法在錳礦分析中的應(yīng)用

高爽

【摘 ?要】巖礦鑒定法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)，通過礦物的光性特征鑒定礦物。他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、最快速的一種地質(zhì)分析研究手段。本文通過對(duì)工作中遇到的某錳礦區(qū)系列樣品進(jìn)行巖礦鑒定，對(duì)礦區(qū)內(nèi)錳礦在不同溫度下的變化給出鑒定說明，為該礦區(qū)錳礦類型及變化提供了有力依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】巖礦鑒定法;錳礦應(yīng)用;

前言：

盡管我們無法用肉眼去識(shí)別地殼運(yùn)動(dòng)，但它是真真切切的存在，在這一過程中會(huì)發(fā)生一定的物質(zhì)變化，其中包含了許多不同類型的化學(xué)元素。因受其物質(zhì)自身特征的影響，我們通常稱之為礦石，而在他們形成的過程中由于受到地質(zhì)條件的影響而表現(xiàn)出不一樣的特征，所以，這就可以從礦石的特征著應(yīng)用相關(guān)鑒定方法展開鑒定工作。

一、簡(jiǎn)述巖礦鑒定法

1.由于受到地殼運(yùn)動(dòng)作用力的影響，地球中各種不同的物質(zhì)會(huì)發(fā)生一定的相互作用，且長(zhǎng)期受到物理與化學(xué)作用的影響而逐漸形成巖礦礦石。巖礦礦石在形成過程中，由于相關(guān)條件存在一定差異性，再加上受到復(fù)雜地質(zhì)作用及干擾而致使它們所表現(xiàn)出來的特征也存在較大差異。而巖礦鑒定法主要是將巖石打磨成薄片、光片和探針片等形態(tài)，再通過偏光顯微鏡并運(yùn)用晶體光學(xué)和礦相學(xué)等相關(guān)知識(shí)作為指導(dǎo)，從而以礦物光性特征為突破點(diǎn)實(shí)施鑒定。這種鑒定方法對(duì)礦物類型進(jìn)行鑒定，只需要極少時(shí)間便可以完成，同時(shí)，還可以很好地對(duì)礦物間的各種關(guān)系進(jìn)行清晰地描述，以便更好地為礦物開采提供更大的參考價(jià)值，也因此學(xué)運(yùn)用該方法對(duì)地質(zhì)特征進(jìn)行分析和研究。

2探析巖礦鑒定的特點(diǎn)

對(duì)設(shè)備有著極高的要求。在巖礦鑒定工作中，所需使用到的設(shè)備可以分為制片和鑒定兩種不同的設(shè)備。其中制片設(shè)備相對(duì)較為簡(jiǎn)單，而鑒定設(shè)備則主要由偏光顯微鏡和輔助設(shè)備共同組成。與錘子、軟盤和放大鏡等相比，顯微鏡就比較貴重一些，正因如此也致使巖礦鑒定工作難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模化發(fā)展。

鑒定進(jìn)程緩慢。對(duì)于巖礦鑒定來講，其過程十分復(fù)雜，主要由制片和鑒定兩個(gè)不同的環(huán)節(jié)來完成。因在鑒定過程中，需要對(duì)樣品進(jìn)行加工處理，所以在制片這一環(huán)節(jié)中往往需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，與此同時(shí)，鑒定工作人員也需要做好相關(guān)數(shù)據(jù)分析工作，從而致使鑒定進(jìn)程較為緩慢。

二、實(shí)驗(yàn)

1.樣品制備。將巖石切割呈35 mm ×25 mm，厚15 mm 的長(zhǎng)方體，用120 號(hào)金剛砂在粗磨盤上磨平兩面，并在巖片背面寫上編號(hào)，將巖片放入烘箱內(nèi)烘干。取出烘干巖片，用刷子在表面涂上一層混合膠液（混合膠液為環(huán)氧樹脂R6101 與三乙醇胺按照10∶1 比例調(diào)成）后再次放入烘箱內(nèi)烘干。用120 號(hào)金剛砂粗磨，400 號(hào)金剛砂細(xì)磨至平面光滑，洗凈烘干后將載玻片用混合膠液粘在巖片上，并放入烘箱內(nèi)烘干。烘干后用切片機(jī)將載玻片上巖片切薄，并使用120號(hào)金剛砂將巖片磨至厚約0.1 mm 后，用400 號(hào)金剛砂細(xì)磨至0.05 mm 左右，細(xì)磨后在玻璃板上用碳化硼3.5 精磨至0.04 mm 厚。最后采用海軍呢和氧化鉻拋光液，將探針片拋光。

2.樣品分析。將磨制好的探針片放在OLYMPUS BX53 偏反光顯微鏡下進(jìn)行觀察，通過偏光顯微鏡對(duì)透明礦物進(jìn)行鏡下觀察，運(yùn)用晶體光學(xué)、巖石學(xué)內(nèi)容，確定巖石的礦物組成，結(jié)構(gòu)構(gòu)造，蝕變及變質(zhì)特征等。并通過反射光對(duì)不透明礦物進(jìn)行測(cè)定。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果。20℃條件下礦物特征。通過偏光顯微鏡下鑒定，在20℃條件下，巖石具含粗粒細(xì)中粒砂狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物組成為陸源砂（50%）、菱錳礦（45%）、填隙物（5%），根據(jù)其礦物組成及結(jié)構(gòu)構(gòu)造，其定名為菱錳含粗粒細(xì)中粒巖屑長(zhǎng)石砂巖。陸源砂成分包括長(zhǎng)石端元、石英端元、巖屑端元，砂粒呈棱角狀、次棱角狀，分選性差，磨圓差，雜亂分布，粒度一般0.25 ～0.5 mm 為中砂，部分0.05 ～0.25 mm 為中砂，少部分0.5 ～0.7 mm 為粗砂。長(zhǎng)石端元包括斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石，斜長(zhǎng)石輕高嶺土化、絹云母化、碳酸鹽化;鉀長(zhǎng)石為正長(zhǎng)石、條紋長(zhǎng)石，輕高嶺土化。石英端元主為單晶石英，部分為硅質(zhì)巖，少數(shù)為石英巖。巖屑端元包括粘土巖、絹云板巖、變質(zhì)粉砂巖等。菱錳礦呈半自形—他形粒狀，粒度一般<0.01 mm，集合體主呈團(tuán)狀集中分布;少數(shù)粒度0.01 ～0.05 mm，零散分布。填隙物由粘土質(zhì)雜基、鈣質(zhì)膠結(jié)物組成，顆粒支撐，孔隙式膠結(jié)。粘土質(zhì)呈隱晶狀、微鱗片狀，少數(shù)已變?yōu)轺[片狀絹云母，粒度<0.05 mm，填隙狀分布。鈣質(zhì)膠結(jié)物為他形粒狀方解石，填隙狀分布，粒度0.1 ～0.6 mm。2.2 100 ～600℃條件下礦物變化特征在100 ～600℃條件下，陸源砂的礦物成分、含量及結(jié)構(gòu)特征未見改變。在100℃條件下，菱錳礦團(tuán)塊與在20℃條件下的菱錳礦團(tuán)塊比較，含量明顯減少，由45%降低到35% ～40%，且菱錳礦作為填隙物的含量增加，由少量增加到10% ～15%。在300℃條件下，菱錳礦團(tuán)塊數(shù)量繼續(xù)減少到30% ～35%，菱錳礦作為填隙物的含量增加到15% ～20%。在600℃條件下，菱錳礦已全部變?yōu)殄i礦，填隙狀分布于陸源砂間。在100℃條件下，填隙物多數(shù)已被菱錳礦替代，粘土質(zhì)雜基已不見，只見少量鈣質(zhì)膠結(jié)物殘留。在300℃條件下，填隙物已全部被菱錳礦替代，粘土質(zhì)雜基、鈣質(zhì)膠結(jié)物均已不見。在600℃條件下，填隙物已全部變?yōu)椴煌该麇i礦物，錳礦物呈隱晶質(zhì)集合體，由于顆粒細(xì)小錳礦種屬無法分辨。

4.討論。該區(qū)錳礦物在20℃時(shí)為菱錳礦，主呈團(tuán)塊產(chǎn)出，隨著溫度的增加菱錳礦團(tuán)塊逐漸減少，作為填隙物出現(xiàn)的菱錳礦逐漸增加，當(dāng)溫度達(dá)到600℃時(shí)，菱錳礦全部轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌该鞯腻i礦物，通過反射光觀察，不透明錳礦呈隱晶質(zhì)，顆粒邊界不清晰，礦物光性特征無法確定，無法分辨其種屬。菱錳礦與菱鐵礦、菱鎂礦光性特征相似，均為正低突起、高級(jí)白干涉色，一軸晶負(fù)光性[5]，遇茜素紅試劑、HCl 不反應(yīng)，通過偏光顯微鏡對(duì)其光性特征進(jìn)行分析無法準(zhǔn)確確定其種屬，本次實(shí)驗(yàn)分析是通過野外地質(zhì)情況，并且?guī)r石與H2 O2 反映起泡，確定為菱錳礦。通過實(shí)驗(yàn)及礦石成像分析，可以得出：1）探針片相較于薄片的優(yōu)勢(shì)在于，探針片既可以在透射光下觀察透明礦物特征，又可以在反射光下觀察不透明礦物特征，避免了同一礦樣切制呈薄片與光片兩個(gè)樣品，由于位置不同造成薄片與光片鑒定結(jié)果存在差異;2）巖礦鑒定法可以快速、直觀的確定礦物種屬、含量及礦物間的相互關(guān)系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造，并清晰的判斷礦物的反應(yīng)及變化，這為判斷巖石成因、礦床類型等提供了重要證據(jù);3）巖礦鑒定法作為重要的巖石分析手段，對(duì)于一些半晶質(zhì)、顯微隱晶質(zhì)礦物及礦物亞類的劃分存在一定難度。

結(jié)束語：

巖礦鑒定法是采用偏反光顯微鏡，對(duì)巖石礦物的各種光學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，是鑒定巖石礦物的重要手段。通過巖礦鑒定法對(duì)某錳礦區(qū)系列樣品鑒定分析，得出巖礦鑒定法能夠快速、準(zhǔn)確的確定礦物及巖石名稱，并且直觀的觀察到礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的變化，但對(duì)于隱晶質(zhì)礦物、某些相似礦物亞類的識(shí)別，巖礦鑒定法依然存在不足。

參考文獻(xiàn)：

[1]柴琦敏. 巖礦鑒定在地質(zhì)工作中的應(yīng)用淺談[J]. 世界有色金屬，2019，（8）：193-195.

[2]趙慧濤，張麗娜，胡艷宏，等. 巖礦鑒定法礦石特征分析中的應(yīng)用[J]. 山東冶金，2020，37（02）：79-80.