礦石學(xué)第四篇礦物鑒定

1、2022-3-11第一章不透明礦物在反光顯微鏡下的鑒定第四篇第四篇 礦物鑒定礦物鑒定2022-3-121 1 反光鏡的構(gòu)造和使用反光鏡的構(gòu)造和使用礦相顯微鏡是主要用來觀察和研究金屬礦物的一種光學(xué)儀器?？梢杂盟鼇龛b定礦物、研究礦石的工藝性質(zhì)，為選擇選礦方法和確定選礦工藝流程提供依據(jù)；檢查選礦產(chǎn)品，為解決選礦過程中的實(shí)際問題提供依據(jù)。2022-3-13礦相顯微鏡的構(gòu)造礦相顯微鏡的構(gòu)造u礦相顯微鏡由機(jī)械部分和光學(xué)系統(tǒng)兩大部分組成。u機(jī)械部分由鏡座、鏡臂、鏡筒、旋轉(zhuǎn)（載）物臺(tái)和調(diào)節(jié)螺旋組成。u光學(xué)系統(tǒng)由光源、垂直照明器、物鏡和目鏡四個(gè)部分組成。2022-3-142 2 不透明礦物的光學(xué)特征不透明礦物的

2、光學(xué)特征 按觀察條件分為以下四類：按觀察條件分為以下四類：n 垂直入射自然光下面觀察：反射力、反射色n 垂直入射平面偏光下觀察：雙反射(色)n 垂直正交偏光下觀察：偏光性(色)、內(nèi)反射(色)n 斜照光(或暗視域照明)下觀察：內(nèi)反射(色)2022-3-15自然光與偏振光自然光與偏振光u光波是一種電磁波，其振動(dòng)方向垂直于傳播方向，是一種橫波。u根據(jù)光波的振動(dòng)特點(diǎn)，可分為自然光和偏振光。自然光的特點(diǎn)：自然光的特點(diǎn)：在垂直光波傳播方向的平面內(nèi)作任意方向的振動(dòng)，且各個(gè)方向的振幅相同。偏振光：偏振光：自然光經(jīng)一定作用后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹辉谀骋还潭ǚ较蛏险駝?dòng)的光波。如自然光發(fā)生雙折射后分解成為振動(dòng)方向相互垂直的

3、兩種偏光，或自然光通過偏光片后變成單偏光。2022-3-16均質(zhì)體和非均質(zhì)體均質(zhì)體和非均質(zhì)體u根據(jù)晶體的光學(xué)性質(zhì)不同，可以把物質(zhì)分為均質(zhì)體和非均質(zhì)體均質(zhì)體和非均質(zhì)體兩大類。均質(zhì)體：均質(zhì)體：光學(xué)性質(zhì)在各個(gè)方向都相同的物質(zhì)。一切非晶質(zhì)礦物和等軸晶系的晶體都是均質(zhì)體。如玻璃、樹膠、螢石等。非均質(zhì)體：非均質(zhì)體：光學(xué)性質(zhì)隨方向不同而有所變化的礦物。除等軸晶系之外的其他各晶系的礦物都是非均質(zhì)體。如方解石、輝銻礦、銅蘭等。2022-3-17一、垂直入射自然光及平面偏光下的觀察一、垂直入射自然光及平面偏光下的觀察1 1、反射力、反射力u礦物對投射到其磨光面上光線的反射能力。u反射力是不透明礦物的最主要鑒定特征

4、，其大小用反射率表示：RIr/Ii100%u反射率的大小可用一定方法進(jìn)行測定，最常用的測量方法是光電光度法。即把光度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?如電流)加以測量和觀察。u普通條件下用簡易比較法觀察礦物反射率的大致范圍。常用標(biāo)準(zhǔn)礦物：黃鐵礦(54.5%)、方鉛礦(43.2%)、黝銅礦(30.7%) 、閃鋅礦(17.5%)。2022-3-182 2、反射色、反射色u礦物光面對垂直入射光反射所呈現(xiàn)的顏色。是礦物表面選擇性反射色光的結(jié)果。u礦物的顏色是礦物表色和體色的綜合體現(xiàn)，對不透明礦物而言，其顏色主要取決于表色，反射色與其顏色相近；透明、半透明礦物的顏色主要取決于體色，故反射色與其顏色不同。u不同的觀察者對礦物

5、顏色有不同的色感，在描述上有很大的主觀因素。因此有時(shí)對礦物的顏色可以采用顏色系數(shù)來定量描述。u觀察礦物反射色時(shí)的注意事項(xiàng)：2022-3-193 3、雙反射和雙反射色、雙反射和雙反射色u在單偏光鏡下非均質(zhì)性礦物的光片，礦物亮度發(fā)生變化的現(xiàn)象叫雙反射。有些非均質(zhì)性礦物，在旋轉(zhuǎn)360度時(shí)，不僅有亮度變化，還有顏色或色調(diào)濃淡的變化，稱作雙反射色。u雙反射產(chǎn)生的原因：非均質(zhì)性礦物的反射率隨切面方向的不同而不同，不同切面不同方位的反射率也不同。u雙反射的大小可用雙反射率R及相對雙反射率R來表示。礦物雙反射現(xiàn)象是否明顯，主要取決于R的大小。RRg+RpR2R/(Rg+Rp) 2022-3-110二、正交偏光

6、鏡下的觀察二、正交偏光鏡下的觀察u在礦相顯微鏡中，加進(jìn)前偏光鏡和上偏光鏡，并在礦相顯微鏡中，加進(jìn)前偏光鏡和上偏光鏡，并使前、上偏光鏡的振動(dòng)方向相互垂直，叫做正交使前、上偏光鏡的振動(dòng)方向相互垂直，叫做正交偏光。偏光。u在完全正交下整個(gè)視域是黑暗的。在完全正交下整個(gè)視域是黑暗的。u在正交偏光下觀察的光學(xué)性質(zhì)有偏光性和偏光色、在正交偏光下觀察的光學(xué)性質(zhì)有偏光性和偏光色、內(nèi)反射和內(nèi)反射色。內(nèi)反射和內(nèi)反射色。2022-3-1111.1.偏光性和偏光色偏光性和偏光色u礦物的偏光性包括礦物的均質(zhì)性和非均質(zhì)性。u均質(zhì)性：均質(zhì)體礦物的任意方向切面和非均質(zhì)體的礦物垂直光軸的切面，在正交偏光鏡下旋轉(zhuǎn)360時(shí)，光面的

7、黑暗程度不變光面的黑暗程度不變的這種性質(zhì)。u非均質(zhì)性：非均質(zhì)體礦物的任意切面方向(不包括垂直光軸的切面)在正交偏光鏡下旋轉(zhuǎn)360時(shí)，發(fā)生四明四暗有規(guī)律交替變化四明四暗有規(guī)律交替變化的現(xiàn)象，稱作非均質(zhì)性。在明亮?xí)r出現(xiàn)的顏色叫偏光色偏光色。2022-3-112u礦物的非均質(zhì)性按照顏色和亮度變化的明暗程度分為以下四級：特強(qiáng)：四明四暗顯著，偏光色鮮明顯著：四明四暗清楚清楚：正交鏡下四明四暗不明顯，在不完全正交下清楚微弱：在不完全正交下隱約可見u但通常只分作強(qiáng)非均質(zhì)性和弱非均質(zhì)性兩級。2022-3-1132.2.內(nèi)反射和內(nèi)反射色內(nèi)反射和內(nèi)反射色u當(dāng)光照射到礦物光面上，部分光折射透入礦物內(nèi)部，這部分透射光

8、遇到礦物體內(nèi)的解理、裂隙或包裹體、空洞不同介質(zhì)界面時(shí)，光線反射透出光面所呈現(xiàn)的現(xiàn)象，稱為內(nèi)反射。內(nèi)反射所呈現(xiàn)的顏色，為內(nèi)反射色。u礦物的內(nèi)反射取決于其透明度。2022-3-114u內(nèi)反射的觀察方法：內(nèi)反射的觀察方法：1) 1) 斜照光法：斜照光法：入射光斜射到半透明礦物，遇到傾斜度合適的包裹體、解理縫等界面，再從礦物內(nèi)部反射出來進(jìn)入物鏡，此時(shí)光線使礦物內(nèi)部照亮而顯得有透明感。該方法靈敏度較低，適合內(nèi)反射顯著的一些礦物，如藍(lán)銅礦、赤銅礦等。2) 2) 正交偏光法：正交偏光法：在正交偏光鏡下，由于物鏡的聚斂作用，使射入光片的光各種各樣的方向和入射角，在礦物內(nèi)部遇到各種界面時(shí)，振動(dòng)方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，其振

9、動(dòng)方向不再與上偏光鏡垂直，故也能觀察到內(nèi)反射現(xiàn)象。3) 3) 粉末觀察法：粉末觀察法：用鋼針刻劃礦物光面，然后在斜照光下觀察礦物粉末。2022-3-1153 3 不透明礦物的其他物理性質(zhì)不透明礦物的其他物理性質(zhì)一、礦物的晶體形態(tài)和結(jié)晶習(xí)性一、礦物的晶體形態(tài)和結(jié)晶習(xí)性u同一晶形，由于切面方位不同而可出現(xiàn)不同的形態(tài)(如下圖)。因此要得出某一礦物的實(shí)際晶形，必須觀察一系列的切面形態(tài)后，才能恢復(fù)其立體形態(tài)。u礦物的結(jié)晶習(xí)性，在光面上的表現(xiàn)大致可分為等軸形和延伸形兩類。2022-3-116二、解理和裂開二、解理和裂開u礦物的解理和裂開在光面中表現(xiàn)為一組或幾組平行的裂隙。u光片中所出現(xiàn)的解理組數(shù)，取決于礦

10、物解理的組數(shù)和切片的方位。2022-3-117三、礦物的硬度三、礦物的硬度u是礦物鏡下鑒定的一個(gè)重要性質(zhì)。u礦相顯微鏡下測試礦物硬度的方法常用的有刻劃硬度、抗磨硬度(拋光硬度)和壓入硬度等三種。2022-3-1181.1.刻劃硬度刻劃硬度u一般用銅針和鋼針作為標(biāo)準(zhǔn)，將礦物的硬度分為低(5.0)三個(gè)等級。u刻劃硬度的測定只能在低或中倍物鏡下進(jìn)行，并先用銅針進(jìn)行刻劃。2022-3-1192.2.抗磨硬度抗磨硬度u當(dāng)片中有幾種不同礦物連生時(shí)，由于各礦物硬度不同，抗磨硬度也就不一樣，在同一光片上硬礦物相對突起，軟礦物相對凹下，軟硬顆粒之間的接觸處，形成一小斜面，導(dǎo)致細(xì)小亮線的產(chǎn)生。u提升鏡筒時(shí)，亮線向

11、軟礦物方向移動(dòng)；下降鏡筒時(shí)，亮線向硬礦物方向移動(dòng)2022-3-1203.壓入硬度壓入硬度u目前在礦相鏡下測定不透明礦物的壓入硬度值，多采用金剛石錐或硬質(zhì)合金錐在負(fù)荷下壓入礦物的光面，根據(jù)壓痕大小、形狀和壓入深度來測量礦物抗壓硬度的大小。u礦物的顯微壓入硬度不是一個(gè)常數(shù)，與礦物的化學(xué)成分、內(nèi)部構(gòu)造、測量 條件等因素有關(guān)，一般在 一定范圍內(nèi)變化。測量時(shí) 應(yīng)以1530個(gè)為宜。1362022-3-1214 4 金屬礦物的簡易鑒定和綜合鑒定金屬礦物的簡易鑒定和綜合鑒定金屬礦物的顯微鏡研究，首要任務(wù)是要迅速、準(zhǔn)確地鑒定礦物。這是礦石和選礦產(chǎn)品工藝性質(zhì)研究的基礎(chǔ)。2022-3-122一、常見金屬礦物的簡易鑒

12、定一、常見金屬礦物的簡易鑒定u根據(jù)常見礦物各自較為突出的與其他礦物截然不同的幾個(gè)鑒定特征，迅速、準(zhǔn)確地鑒定礦物的方法，稱為金屬礦物的簡易鑒定。u自然界中常見的金屬礦物只有3040種，掌握它們的主要鑒定特征，并綜合考慮各項(xiàng)性質(zhì)，就能迅速、準(zhǔn)確地進(jìn)行鑒定工作。因此需要熟記常見礦物的主要鑒定特征，掌握簡易鑒定方法。2022-3-123二、金屬礦物的綜合鑒定二、金屬礦物的綜合鑒定u系統(tǒng)地測定未知礦物的物理性質(zhì)(主要是光學(xué)性質(zhì))、化學(xué)性質(zhì)和形態(tài)特征，然后查對“金屬礦物顯微鏡鑒定表金屬礦物顯微鏡鑒定表”，以確定礦物名稱，即為金屬礦物的綜合鑒定。u綜合鑒定相對比較復(fù)雜，一般對不常見的或具有特殊意義的常見礦物

13、，才需進(jìn)行綜合鑒定。2022-3-124金屬礦物顯微鏡鑒定表金屬礦物顯微鏡鑒定表 是礦物綜合鑒定的主要工具。最常見的有：“表格分組式鑒定表”和“順序排列式鑒定表”。 表格分組式鑒定表：根據(jù)礦物反射率的大小，以四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)礦物根據(jù)礦物反射率的大小，以四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)礦物( (黃黃鐵礦、方鉛礦、黝銅礦、閃鋅礦鐵礦、方鉛礦、黝銅礦、閃鋅礦) )的反射率從的反射率從高到低分為高到低分為5 5 級。級。根據(jù)刻劃硬度又將每個(gè)級別的礦物劃分為高、根據(jù)刻劃硬度又將每個(gè)級別的礦物劃分為高、中、低中、低3 3個(gè)礦物組。個(gè)礦物組。按按5 5級級3 3組組合，一共有組組合，一共有1515個(gè)鑒定表，每個(gè)鑒定個(gè)鑒定表，每個(gè)鑒定表有表

14、有1010欄。欄。2022-3-125 第一欄：礦物名稱、化學(xué)組成、晶系 第二欄：反射率 第三欄：反射色和相對色變 第四欄：雙反射和雙反射色 第五欄：均質(zhì)性和非均質(zhì)性及偏光色 第六欄：內(nèi)反射和內(nèi)反射色 第七欄：硬度 第八欄：浸蝕反應(yīng) 第九欄：輔助鑒定特征 第十欄：主要鑒定特征及與類似礦物的區(qū)別2022-3-126 鑒定未知礦物時(shí)，首先用簡易比較法與4種標(biāo)準(zhǔn)礦物的反射率進(jìn)行比較，確定未知礦物的反射率級別，其次用金屬針測定未知礦物的刻劃硬度。根據(jù)這兩項(xiàng)結(jié)果確定未知礦物在哪個(gè)表。 觀察和測定未知礦物的其他鑒定特征，與該表中所列礦物的鑒定特征進(jìn)行對比，綜合分析，最后確定未知礦物的名稱。2022-3-1

15、27第 三 章 松散礦物顆粒鑒定及其他鑒定方法簡介2022-3-1281 1 松散礦物顆粒鑒定的方法和步驟松散礦物顆粒鑒定的方法和步驟松散礦物顆粒鑒定表：u根據(jù)比重進(jìn)行礦物分組，一般用三溴甲烷(比重2.9)、二碘甲烷(比重3.2)、和克列里奇液(比重4.2)將礦物分為4個(gè)比重組；u根據(jù)礦物硬度將礦物分作3個(gè)亞組：7.0；確定礦物比重和硬度范圍后，再根據(jù)礦物的條痕色、可溶性折射率等其他物理性質(zhì)特征，查閱相應(yīng)礦物的鑒定特征，最后確定礦物名稱。2022-3-1292 其他鑒定方法簡介一、電子顯微鏡研究一、電子顯微鏡研究 任何顯微鏡的用途都是將物體放大，使物體上的細(xì)微部分清晰地顯示出來，幫助人們觀察用

16、肉眼直接看不見的東西?？梢姽獾牟ㄩL范圍為3900-7600，而光學(xué)顯微鏡的分辨率不可能高于2000。 為進(jìn)一步提高分辨率，唯一的可能是利用短波長的射線。電子的波動(dòng)性被發(fā)現(xiàn)后，很快就被用來作為提高顯微鏡分辨率的新光源，即出現(xiàn)了電子顯微鏡。目前電子顯微鏡的放大倍數(shù)已達(dá)到數(shù)十萬倍，這是光學(xué)顯微鏡所無法達(dá)到的。2022-3-130 電子顯微鏡由電子光學(xué)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和供電控制系統(tǒng)三大部分組成。 應(yīng)用范圍：主要用于固體材料的定性、定量微區(qū)成分分析，以及這些材料的微區(qū)形貌、 微區(qū)內(nèi)成分分布特征等的觀察和分析。它的微區(qū)、無損傷分析特點(diǎn)是它的最大優(yōu)越之處。 2022-3-131二、掃描電子顯微鏡 掃描電鏡是介

17、于透射電鏡和光學(xué)顯微鏡之間的一種微觀性貌觀察手段，優(yōu)點(diǎn)是：有較高的放大倍數(shù)，20-20萬倍之間連續(xù)可調(diào)；有很大的景深，視野大，成像富有立體感；試樣制備簡單。 在礦相學(xué)方面主要用來觀察礦石的微觀結(jié)構(gòu)和鑲嵌關(guān)系，分析礦石的成因和工藝性等問題。 日立 S-2460N 掃描電子顯微鏡 2022-3-132三、X射線衍射分析 如果晶體中的原子排列是有規(guī)則的，那么晶體可以當(dāng)作是X射線的三維衍射光柵。在X射線一定的情況下，根據(jù)衍射的花樣可以分析晶體的性質(zhì)。 是近代以來晶體結(jié)構(gòu)分析的主要設(shè)備。 多功能多功能X射線光電子譜儀射線光電子譜儀 2022-3-133四、電子探針 電子探針是指用聚焦很細(xì)的電子束照射要檢測的樣品表面，用X射線分光譜儀測量其產(chǎn)生的特征X射線的波長和強(qiáng)度。 由于電子束照射面積很小，因而相應(yīng)的X射線特征譜線將反映出該微小區(qū)域內(nèi)的元素種類及其含量，所以利用電子探針分析方法可以探知樣品的化學(xué)組成以及各元素的重量百分?jǐn)?shù)。 電子探針的最大優(yōu)點(diǎn)是可以將電子放大成像與X射線衍射分析結(jié)合起來，將所測微區(qū)的形狀和物相分析對應(yīng)起來(微區(qū)成分分析) 。 2022-3-134 電子探針和掃描電鏡在電子光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造基本相同，它們常常組合成單一的儀器。 用電子探針可以進(jìn)行定性和定量分析。例如點(diǎn)分析：用于測定樣品上某個(gè)指定點(diǎn)的化學(xué)成