岩矿常规检测技术

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1、现代岩矿测试技术及其应用,主讲教师 刘荣访,资源学院地学基础实验中心,课时安排 总学时 60 学时 理论教学： 52 实验 教学 ：8 考核方式；课堂考核 实验与报告 理论考试,参考书籍： 1、晶体光学 2、光性矿物学 3、物相分析 4、无机非金属材料测试方法 5、各种相关测试方法书籍,玄武岩,绪 论,一、 现代岩矿测试技术的概念、研究对象 二、现代岩矿测试技术的研究的内容、任务 三、矿物岩石检测技术与其它学科的关系 四、 常见岩矿检测技术的方法,一、 现代岩矿测试技术的概念、研究对象 现代测试技术：利用现代科学技术研究检测自然物质和人工物质，确定其成分、结构的科学技术手段或方法的科学。 研究

2、对象：自然界（人工合成）各种物质检测方法及其检测技术 如：地质作用的产物矿物、岩石、人工生产 物质的测试方法和成果解释 矿物、岩石是人类生产、生活必需物质 人工合成物质，改善人们生活,二、现代岩矿测试技术的研究的任务、目的 和内容 任务：快速、准确、经济而有效检测物质（岩石、矿物、人工合成产品）的结构、成分 目的：快速、准确、经济而有效检测物质 ，为人类社会生活服务，为新物质材料的开发、利用，更好地为生活需要服务，并探索检测物质的新方法。 内容：物相分析方法技术 化学分析方法技术,三、现代岩矿检测技术与其它学科的关系,与学科关系 1、基础科学（数学、物理学、化学、固体物理学、计算机、电子科学等

3、）是岩矿测试技术的最根本基础； 2、地质科学（结晶学、晶体光学、岩石矿物学等）、冶金学、建筑学、医药、材料等科学是岩矿检测方法研究的物质基础与理论基础 3、岩矿测试技术为地质科学、冶金学、建筑学、医药、材料等科学研究提供科学依据 4、 岩矿测试技术丰富物理学、化学、物理化学、材料科学等学科研究内容,四、 矿物岩石常规检测方法,1、物相分析 （1） 肉眼常规鉴定 野外与室内 （2） 仪器检测 显微镜检测 X射线衍射分析 电子显微分析 红外光谱分析 热分析 光电能谱分析 穆斯堡尔波谱分析 色谱分析 激光光谱分析等 2、化学分析,第一部分 物相分析 第一章 肉眼与光学显微镜检测方法,一、野外 地质成

4、因、产状检测与判定岩石类别 肉眼判定矿物种属类别、组合 矿物种属类别判定依据 成分、颜色、光泽、透明度、硬度、解理、密度等 二、室内检测 （一）、 肉眼鉴定 矿物性质：颜色、条痕、硬度、光泽 透明度、解理、裂开等 矿物化学性质：与酸、碱、染色剂作用,岩石组构、含量 、各种矿物组合特征 结合野外成因产状予以矿物、岩石命名 主要 检测内容 1、矿物种属： 物理、化学性质 2、矿物含量（%） 体积含量测定法 分离矿物称重法 矿物组成元素分析法 3、颗粒大小 单矿物晶体大小 显微镜下测量 重砂粒度分析 不同筛下粒径千粒重/密度= 4、组构特征 结构、构造与成因相关 5、野外产状 成因,野外与室内肉眼常

5、规鉴定难以作出定论 可以利用显微镜检测,程序： 制样 检测 结论 透明矿物检测 透明薄片、重砂 不透明矿物检测 矿片、重砂 透明矿物：部分自然元素 、氧化物 、氢氧化物类； 含大部分氧盐类、卤化物类矿物等 不透明矿物：部分自然元素 、氧化物 、氢氧化物类； 硫化物类矿物类； 少数含氧盐类矿物如钨锰铁矿,（二）、显微镜检测,1、样品制备 (1)、 切割、磨制 切割机、研磨机 大小2424mm、厚0.03mm的透明薄片 大小2424mm、厚5mm的不透明薄片 （2） 破碎重砂样品 根据所需重砂样品破碎 单矿物的颗粒状 2、 仪器检测 透射偏光显微镜（透明矿物 ） 反射偏光显微镜（不透明矿物） 体视

6、显微镜（透明、不透明） 显微硬度计（硬度） 磁力仪（磁性） 比重仪（密度） 介电仪（介电常数）等,透明矿物偏光显微镜检测,透射偏光显微镜 根据 矿物的光学性质 （颜色、透明度、折射率 多色性 、光性、干涉色、偏光图等 ）检测 矿物种属、 含量、颗粒大小、结晶特征、结构等，确定矿物组合特征 达到鉴定矿物的目的， 根据矿物种属、矿物组合特征 结合野外地质产状从而确定岩石类型 ，对岩石命名 如：岩浆岩 酸性斜长石 An 30% 花岗岩 中性斜长石 An 3050% (70%) 闪长岩 基性斜长石 An 50%(70 % ) 基性岩、超基性岩,1）、矿物种属检测： 透射偏光显微镜下，矿物的颜色、透明度

7、、折射率 、 多色性 、光性、干涉色、偏光图等确定岩石学 2）、矿物含量（%） 体积含量测定法 分离矿物称重法 矿物组成元素分析法 体积含量测定法 显微镜下对代表性矿片进行矿物量统计 统计方法： 面积法 线段法 点数法 （）面积法 借助目镜测微网（2020=400）测量 矿片固定于机械台上，进行测量，统计矿物颗粒所占网格数 选择目镜倍数适当，细小颗粒0.5网格 某矿物体积含量（%）=（该矿物累积格数/各个矿物总格数）100%,（）线段法 借助目镜测微尺测量 ，借助键式计数器（效率高） 每个视域直线移动，首尾相接，逐个视域测定 平移一定距离测量第二条线，总计20条线、400视域 某矿物体积含量（

8、%）=（该矿物累积线段数/各个矿物总线段数）100% （）点数法 用电动求积台，可快速测量 某矿物体积含量（%）=（该矿物累积点数/各个矿物总点数）100% 分离矿物称重法 磁法、电法、重液法、溶解法或双目镜下挑选法等分离矿物 分别称重，计算各种矿物%含量 矿物组成元素分析法 某一元素仅存在于岩石中某种特定矿物内时，通过对岩石元素分析，计算矿物重量的% 该矿物的重量含量（%） =【岩石中特定元素的含量（%）/该矿物中特定元素含量（%）】 100%,3）颗粒大小 显微镜下矿物粒径测量 （）目镜微尺测量 不同物镜下目镜刻度数值计算 标定目镜微尺格值， 测量（不同物镜，目镜微尺格值不同） 矿物嵌布粒

9、度的测量 ）面积法 ）线测法 ）点测法 ）粒度特性曲线的绘制 目镜微尺格值 =（物台微尺 格数0.01mm）/目镜微尺格数 如：目镜100格与物台微尺50格重合时 目镜格值为0.005mm 矿物颗粒大小=格数目镜微尺格值,（）用机械台移动尺测量 颗粒大的矿物测试，且精度要求不高时，采用此方法 始点移至十字丝交点，记录移动尺读数1，眼测量方向移动至测量终点到十字丝交点，记录移动尺读数2，粒径=读数2-读数1 )等轴状或近等轴状颗粒，测量定向最大截距 )不规则状矿物，测量定向随遇截距（平行线穿过的矿物长度） )片状矿物，测量解理面上长轴 （代表粒径） )极微粒星散状分布矿物，且含量少时可按一种矿物

10、测量（忽略少者） 粒度仪分析 重砂样品 4）结构、构造 矿物的结晶程度、大小、嵌布特征、重结晶、次生变化等 沉积岩 、 变质岩、岩浆岩三大岩类结构、构造不同 结合野外产状 综合特征予以命名,偏光显微镜的旋转法 检测矿物折射率Ng、Nm、Np； BXa、BXo、2V角 检测进行BXa干涉图目镜测微尺校正 d/Nm=SinV/A d=2D/2R A物镜数值孔径 2V光轴角 旋转针 检测 颗粒矿物 感兴趣者自学,不透明矿物偏光显微镜检测,反射偏光显微镜 根据 矿物的 光学性质 （颜色、反射率、硬度 偏光色 、 偏光图等 ）检测 矿物种属、含量、颗粒大小、结晶特征 等，进而确定矿物及其组合特征 ，达到

11、鉴定矿物的目的， 根据矿物种属、矿物组合特征结合野外地质产状从而确定矿石矿物类型 如：镍黄铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、赤铁矿 颜色、反射率、硬度不同,显微镜的检测方法： 常规检测 常规检测+照相 矿物包体的测定 矿物硬度测定 检测内容： 矿物种、含量、大小、矿物之间关系、性质（解理、折射率、多色性、光性、硬度等）、包体等,（三） 辅助研究方法染色法 染色技术简化岩矿鉴定程序，主要有 常见造岩矿物染色 岩石板片染色 未加盖玻璃的薄片染色 1、 长石类： 检测碱长石、斜长石、石英、堇青石和似长石 （1） K-长石、斜长石、石英岩 常用试剂：亚硝酸钴钠溶液、氯化钡溶液、HF酸、玫棕酸盐试剂 K-长石、斜

12、长石、石英岩岩板染色： ）52%HF 熏染岩石板面（ 6mm距离）35分； ）浸入水冲洗，快速在氯化钡溶液浸没两次； ）再用水醮洗，在亚硝酸钴钠溶液中浸泡1分； ） 自来水冲洗，K-长石呈亮黄色； ）再用蒸馏水稍加冲洗，滴玫棕酸盐试剂，斜长石呈砖红色，石英不染色,或 标本浸没于浓HF中1520秒，用水冲洗，立即在亚硝酸钴钠溶液中浸泡12分，冲洗晾干，K-长石呈亮黄色、斜长石粉白色、石英灰色 未复盖薄片染色 ）用HF浸蚀表面10秒，饱和亚硝酸钴钠溶液中浸泡15秒，K-长石染成亮黄色 ）自来水冲洗，用氯化钡溶液浸没薄片， ）再用自来水、蒸馏水冲洗后，滴玫棕酸盐试剂，斜长石染成粉红色（斜长石中An3

13、%染成红色；纯Ab不染成红色）,（2）K-长石、斜长石、堇青石岩石板、薄片染色 常用试剂：亚硝酸钴钠溶液、氯化钡溶液、HF酸、苋菜红溶液 岩板染色 a制光面 b在浓HF酸中浸蚀1015秒； c用水浸洗， d在饱和亚硝酸钴钠溶液中浸泡1分； e清水清洗加热灯下烘干； f浸泡在W/V5%溶液中15秒； g水中醮洗后压缩空气缓慢烘干； h苋菜红溶液浸泡15秒； j快速水中醮洗，压缩空气除去苋菜红溶液 重复a、b；氯化钡溶液醮洗，干燥；重复dj步骤,未覆盖薄片 a.F蒸汽中浸蚀15秒； b.亚硝酸钴钠溶液中浸泡 15秒； c.水冲洗后在氯化钡溶液浸几秒； d.蒸馏水中醮洗，苋菜红溶液浸泡1分； e.水

14、中醮洗压缩空气除去苋菜红溶液， 斜长石红色、K-长石黄色、堇青石深红色 其它染色矿物：蓝锥矿、钡长石、堇青石、白云母、水榴石、针钠钙石、符山石、毒重石、硅灰石 浓HF酸、锥虫蓝（双胺蓝3B）粉末溶于25ml甲醇中加热， 15ml 10%NaOH溶液加入到锥虫蓝甲醇人混合物中，染色时加热50 a.用浓HF酸浸蚀环氧树脂薄片表面； b.K-长石或斜长石染色（亚硝酸钴钠或苋菜红）； c.浸泡在温热的锥虫蓝碱性溶液中3060秒； d.冲洗干燥，堇青石呈蓝色（镁矿物易于染蓝色、富Fe的 、变质的、薄片中呈黄色堇青石不易受蓝色）,亚硝酸钴盐溶液染色（略去苋菜红的斜长石染色）K-长石黄色，堇青石蓝色 苋菜红

15、染色（略去K-长石染色），斜长石红色，堇青石蓝色 2、云母类： 钠云母、白云母的区分 未覆盖薄片在HF酸蒸汽浸蚀3分；通风23小时风干，在均匀的亚硝酸钴钠溶液中浸泡4分；水冲洗并干燥； 白云母染成黄色（垂直解理切面效果好） 钠云母不染色 珍珠云母、叶腊石不染色，长石边缘的白云母不易上色 3、似长石类： 试剂：磷酸（85%）、0.25%亚甲蓝放于软水中 用玻璃棒将糊状磷酸在薄片上展成薄膜3分钟； 水冲洗后浸泡于亚甲蓝溶液1分钟； 水中醮洗几次，用稠胶水迅速涂于薄片，加盖玻璃 霞石、方钠石、alacime染成深蓝色、黄长石呈浅蓝色，白榴石不染色，老化胶体产物染色,4、碳酸盐类： （1）方解石、铁方解石、白云石、铁白云石 试剂：1.5%盐酸、茜素红溶液、铁氰化钾溶液 1） 1.5%HCl浸泡1015秒，浸蚀方解石、铁方解石（白云石不浸蚀） 2）0.2g茜素红S溶解于100ml1.5%HCl试剂（ARS）+2.0g铁氰化钾溶解于100cc1.5%HCl（PF）染色 ，ARS:PF=3:2混合3045秒； 方解石呈很淡的粉红红色（/c轴色重)，铁方解石呈很淡的粉红红和淡蓝墨兰，白云石不染色，铁白云石呈深青绿色（亚铁含量） 3）ARS液染色1015秒，方解石、铁方解石染成淡粉红红色 白云石、铁白云石不染色,（2） 白云石、水镁石薄片染色 1）制试剂： 1：