第一章 不透明矿物在反光显微镜下的鉴定 第四篇 矿物鉴定 Date1 §1 反光镜的构造和使用 Ø矿相显微镜是主要用来观察和研究金属矿 物的一种光学仪器可以用它来鉴定矿物 、研究矿石的工艺性质，为选择选矿方法 和确定选矿工艺流程提供依据；检查选矿 产品，为解决选矿过程中的实际问题提供 依据 Date2 Ø 矿相显微镜的构造 u矿相显微镜由机械部 分和光学系统两大部 分组成 u机械部分由镜座、镜 臂、镜筒、旋转（载 ）物台和调节螺旋组 成 u光学系统由光源、垂 直照明器、物镜和目 镜四个部分组成 Date3 §2 不透明矿物的光学特征 Ø按观察条件分为以下四类： n垂直入射自然光下面观察：反射力、反 射色 n垂直入射平面偏光下观察：双反射(色) n垂直正交偏光下观察：偏光性(色)、内 反射(色) n斜照光(或暗视域照明)下观察：内反射( 色) Date4 Ø 自然光与偏振光 u光波是一种电磁波，其振动方向垂直于传 播方向，是一种横波 u根据光波的振动特点，可分为自然光和偏 振光 ü自然光的特点：在垂直光波传播方向的平面 内作任意方向的振动，且各个方向的振幅相 同 ü偏振光：自然光经一定作用后，可以转变为 只在某一固定方向上振动的光波。
如自然光 发生双折射后分解成为振动方向相互垂直的 两种偏光，或自然光通过偏光片后变成单偏 光 Date5 Ø 均质体和非均质体 u根据晶体的光学性质不同，可以把物质分 为均质体和非均质体两大类 ü均质体：光学性质在各个方向都相同的物 质一切非晶质矿物和等轴晶系的晶体都 是均质体如玻璃、树胶、萤石等 ü非均质体：光学性质随方向不同而有所变 化的矿物除等轴晶系之外的其他各晶系 的矿物都是非均质体如方解石、辉锑矿 、铜兰等 Date6 一、垂直入射自然光及平面偏光下的观察 1、反射力 u矿物对投射到其磨光面上光线的反射能力 u反射力是不透明矿物的最主要鉴定特征，其大 小用反射率表示： üR＝Ir/Ii×100% u反射率的大小可用一定方法进行测定，最常用 的测量方法是光电光度法即把光度转变为电 信号(如电流)加以测量和观察 u普通条件下用简易比较法观察矿物反射率的大 致范围 ü常用标准矿物：黄铁矿(54.5%)、方铅矿(43.2%)、黝 铜矿(30.7%) 、闪锌矿(17.5%) Date7 2、反射色 u矿物光面对垂直入射光反射所呈现的颜色是 矿物表面选择性反射色光的结果 u矿物的颜色是矿物表色和体色的综合体现，对 不透明矿物而言，其颜色主要取决于表色，反 射色与其颜色相近；透明、半透明矿物的颜色 主要取决于体色，故反射色与其颜色不同。
u不同的观察者对矿物颜色有不同的色感，在描 述上有很大的主观因素因此有时对矿物的颜 色可以采用颜色系数来定量描述 u观察矿物反射色时的注意事项： Date8 3、双反射和双反射色 u在单偏光镜下非均质性矿物的光片，矿物亮度发生变化 的现象叫双反射有些非均质性矿物，在旋转360度时 ，不仅有亮度变化，还有颜色或色调浓淡的变化，称作 双反射色 u双反射产生的原因：非均质性矿物的反射率随切面方向 的不同而不同，不同切面不同方位的反射率也不同 u双反射的大小可用双反射率δR及相对双反射率ΔR来表 示矿物双反射现象是否明显，主要取决于ΔR的大小 üδR＝Rg+Rp üΔR＝2δR/(Rg+Rp) Date9 二、正交偏光镜下的观察 u在矿相显微镜中，加进前偏光镜和上偏光镜， 并使前、上偏光镜的振动方向相互垂直，叫做 正交偏光 u在完全正交下整个视域是黑暗的 u在正交偏光下观察的光学性质有偏光性和偏光 色、内反射和内反射色 Date10 1.偏光性和偏光色 u矿物的偏光性包括矿物的均质性和非均质性 u均质性：均质体矿物的任意方向切面和非均质 体的矿物垂直光轴的切面，在正交偏光镜下旋 转360°时，光面的黑暗程度不变的这种性质。
u非均质性：非均质体矿物的任意切面方向(不包 括垂直光轴的切面)在正交偏光镜下旋转360° 时，发生四明四暗有规律交替变化的现象，称 作非均质性在明亮时出现的颜色叫偏光色 Date11 u矿物的非均质性按照颜色和亮度变化的明 暗程度分为以下四级： ü特强：四明四暗显著，偏光色鲜明 ü显著：四明四暗清楚 ü清楚：正交镜下四明四暗不明显，在不完全 正交下清楚 ü微弱：在不完全正交下隐约可见 u但通常只分作强非均质性和弱非均质性两 级 Date12 2.内反射和内反射色 u当光照射到矿物光面上，部分光折射透入矿物 内部，这部分透射光遇到矿物体内的解理、裂 隙或包裹体、空洞不同介质界面时，光线反射 透出光面所呈现的现象，称为内反射内反射 所呈现的颜色，为内反射色 u矿物的内反射取决于其透明度 Date13 u内反射的观察方法： 1) 斜照光法：入射光斜射到半透明矿物，遇到倾斜度合适 的包裹体、解理缝等界面，再从矿物内部反射出来进入 物镜，此时光线使矿物内部照亮而显得有透明感该方 法灵敏度较低，适合内反射显著的一些矿物，如蓝铜矿 、赤铜矿等 2) 正交偏光法：在正交偏光镜下，由于物镜的聚敛作用， 使射入光片的光各种各样的方向和入射角，在矿物内部 遇到各种界面时，振动方向发生旋转，其振动方向不再 与上偏光镜垂直，故也能观察到内反射现象。
3) 粉末观察法：用钢针刻划矿物光面，然后在斜照光下观 察矿物粉末 Date14 §3 不透明矿物的其他物理性质 一、矿物的晶体形态和结晶习性 u同一晶形，由于切面方位不同而可出现不同的形 态(如下图)因此要得出某一矿物的实际晶形， 必须观察一系列的切面形态后，才能恢复其立体 形态 u矿物的结晶习性，在光面上的表现大致可分为等 轴形和延伸形两类 Date15 二、解理和裂开 u矿物的解理和裂开在光面中表现为一组或 几组平行的裂隙 u光片中所出现的解理组数，取决于矿物解 理的组数和切片的方位 Date16 三、矿物的硬度 u是矿物镜下鉴定的一个重要性质 u矿相显微镜下测试矿物硬度的方法常用的 有刻划硬度、抗磨硬度(抛光硬度)和压入 硬度等三种 Date17 1.刻划硬度 u一般用铜针和钢针作为标准，将矿物的硬度分 为低(5.0)三个等 级 u刻划硬度的测定只能在低或中倍物镜下进行， 并先用铜针进行刻划 Date18 2.抗磨硬度 u当片中有几种不同矿物连生时，由于各矿物硬 度不同，抗磨硬度也就不一样，在同一光片上 硬矿物相对突起，软矿物相对凹下，软硬颗粒 之间的接触处，形成一小斜面，导致细小亮线 的产生。
u提升镜筒时，亮线向软 矿物方向移动；下降镜 筒时，亮线向硬矿物方 向移动 Date19 3.压入硬度 u目前在矿相镜下测定不透明矿物的压入硬度值 ，多采用金刚石锥或硬质合金锥在负荷下压入 矿物的光面，根据压痕大小、形状和压入深度 来测量矿物抗压硬度的大小 u矿物的显微压入硬度不是一个常数，与矿物的 化学成分、内部构造、测量 条件等因素有关，一般在 一定范围内变化测量时 应以15～30个为宜 Date20 §4 金属矿物的简易鉴定和综合鉴定 Ø金属矿物的显微镜研究，首要任务是要迅 速、准确地鉴定矿物这是矿石和选矿产 品工艺性质研究的基础 Date21 一、常见金属矿物的简易鉴定 u根据常见矿物各自较为突出的与其他矿物 截然不同的几个鉴定特征，迅速、准确地 鉴定矿物的方法，称为金属矿物的简易鉴 定 u自然界中常见的金属矿物只有30～40种 ，掌握它们的主要鉴定特征，并综合考虑 各项性质，就能迅速、准确地进行鉴定工 作因此需要熟记常见矿物的主要鉴定特 征，掌握简易鉴定方法 Date22 二、金属矿物的综合鉴定 u系统地测定未知矿物的物理性质(主要是 光学性质)、化学性质和形态特征，然后 查对“金属矿物显微镜鉴定表”，以确定矿 物名称，即为金属矿物的综合鉴定。
u综合鉴定相对比较复杂，一般对不常见的 或具有特殊意义的常见矿物，才需进行综 合鉴定 Date23 金属矿物显微镜鉴定表 • 是矿物综合鉴定的主要工具最常见的有：“表 格分组式鉴定表”和“顺序排列式鉴定表” • 表格分组式鉴定表： –根据矿物反射率的大小，以四个标准矿物(黄 铁矿、方铅矿、黝铜矿、闪锌矿)的反射率从 高到低分为5 级 –根据刻划硬度又将每个级别的矿物划分为高 、中、低3个矿物组 –按5级3组组合，一共有15个鉴定表，每个鉴 定表有10栏 Date24 • 第一栏：矿物名称、化学组成、晶系 • 第二栏：反射率 • 第三栏：反射色和相对色变 • 第四栏：双反射和双反射色 • 第五栏：均质性和非均质性及偏光色 • 第六栏：内反射和内反射色 • 第七栏：硬度 • 第八栏：浸蚀反应 • 第九栏：辅助鉴定特征 • 第十栏：主要鉴定特征及与类似矿物的区别 Date25 • 鉴定未知矿物时，首先用简易比较法与4种 标准矿物的反射率进行比较，确定未知矿 物的反射率级别，其次用金属针测定未知 矿物的刻划硬度根据这两项结果确定未 知矿物在哪个表 • 观察和测定未知矿物的其他鉴定特征，与 该表中所列矿物的鉴定特征进行对比，综 合分析，最后确定未知矿物的名称。
Date26 第 三 章 松散矿物颗粒鉴定及其他 鉴定方法简介 Date27 §1 松散矿物颗粒鉴定的方法和步骤 Ø松散矿物颗粒鉴定表： u根据比重进行矿物分组，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)将矿物分为4个比重组； u根据矿物硬度将矿物分作3个亚组：7.0； Ø确定矿物比重和硬度范围后，再根据矿物 的条痕色、可溶性折射率等其他物理性质 特征，查阅相应矿物的鉴定特征，最后确 定矿物名称 Date28 §2 其他鉴定方法简介 一、电子显微镜研究 • 任何显微镜的用途都是将物体放大，使物体上 的细微部分清晰地显示出来，帮助人们观察用 肉眼直接看不见的东西可见光的波长范围为 3900-7600Å，而光学显微镜的分辨率不可能高 于2000Å • 为进一步提高分辨率，唯一的可能是利用短波 长的射线电子的波动性被发现后，很快就被 用来作为提高显微镜分辨率的新光源，即出现 了电子显微镜目前电子显微镜的放大倍数已 达到数十万倍，这是光学显微镜所无法达到的 Date29 • 电子显微镜由电子光学 系统、真空系统和供电 控制系统三大部分组成 • 应用范围：主要用于固 体材料的定性、定量微 区成分分析，以及这些 材料的微区形貌、 微区 内成分分布特征等的观 察和分析。
它的微区、 无损伤分析特点是它的 最大优越之处 Date30 二、扫描电子显微镜 • 扫描电镜是介于透射 电镜和光学显微镜之 间的一种微观性貌观 察手段，优点是：① 有较高的放大倍数， 20-20万倍之间连续 可调；②有很大的景 深，视野大，成像富 有立体感；③试样制 备简单 • 在矿相学方面主要用 来观察矿石的微观结 构和镶嵌关系，分析 矿石的成因和工艺性 等问题 日立 S-2460N 扫描电子显微镜 Date31 三、X射线衍射分析 • 如果晶体中的原子排 列是有规则的，那么 晶体可以当作是X射 线的三维衍射光栅 在X射线一定的情况 下，根据衍射的花样 可以分析晶体的性质 • 是近代以来晶体结构 分析的主要设备 多功能X射线光电子谱仪 Date32 四、电子探针 • 电子探针是指用聚焦很细的电子束照射要检测 的样品表面，用X射线分光谱仪测量其产生的特 征X射线的波长和强度 • 由于电子束照射面积很小，因而相应的X射线特 征谱线将反映出该微小区域内的元素种类及其 含量，所以利用电子探针分析方法可以探知样 品的化学组成以及各元素的重量百分数 • 电子探针的最大优点是可以将电子放大成像与X 射线衍射分析结合起来，将所测微区的形状和 物相分析对应起来(微区成分分析) 。
Date33 • 电子探针和扫描电镜在电子光学系统的构造基 本相同，它们常常组合成单一的。