『壹』 礦物鑒定和研究的物理－化學方法
當前用於礦物鑒定、研究方面最主要的物理－化學方法有熱分析、極譜分析及電滲分析等。其中，熱分析是一種較為普遍的方法，幾乎適用於各類礦物，特別是對粘土礦物、碳酸鹽礦物、硫酸鹽礦物及氫氧化物的鑒定最為有效。
熱分析法是根據礦物在不同溫度下所發生的脫水、分解、氧化、同質多像轉變等熱效應特徵，來鑒定和研究礦物的一種方法。它包括熱重分析和差熱分析。
(一)熱重分析
是測定礦物在加熱過程中的質量變化來研究礦物的一種方法。由於大多數礦物在加熱時因脫水而失去一部分質量，故又稱失重分析或脫水試驗。用熱天平來測定礦物在不同溫度下所失去的質量而獲得熱重曲線。曲線的形式決定於水在礦物中的賦存形式和在晶體結構中的存在位置。不同的含水礦物具有不同的脫水曲線。
這一方法只限於鑒定、研究含水礦物。
(二)差熱分析
礦物在連續地加熱過程中，伴隨物理－化學變化而產生吸熱或放熱效應。不同的礦物出現熱效應時的溫度和熱效應的強度是互不相同的，而對同種礦物來說，只要實驗條件相同，則總是基本固定的。因此，只要准確地測定了熱效應出現時的溫度和熱效應的強度，並和已知資料進行對比，就能對礦物作出定性和定量的分析。
差熱分析法的具體工作過程是，將試樣粉末與中性體(在加熱過程中不產生熱效應的物質，通常用煅燒過的Al2O3)粉末分別裝入樣品容器，然後同時送入一高溫爐中加熱。
由於中性體是不發生任何熱效應的物質，所以在加熱過程中，當試樣發生吸熱或放熱效應時，其溫度將低於或高於中性體。此時，插在它們中間的一對反接的熱電偶(鉑－銠－鉑熱電偶)將把兩者之間的溫度差轉換成溫差電動勢，並借光電反射檢流計或電子電位差計記錄成差熱曲線。
圖16-1中的實線曲線為高嶺石的差熱曲線，其橫坐標表示加熱溫度(℃)，縱坐標表示發生熱效應時樣品與中性體的溫度差(ΔT)。高嶺石的差熱曲線特點是:在580℃時，由於結構水(OH)－的失去和晶格的破壞而出現一個大的吸熱谷，980℃時，因新結晶成γ－Al2O3，而顯出一個尖銳的放熱峰。
圖16-1高嶺石的差熱曲線(1)和脫水曲線(2)
差熱分析的優點是樣品用量少(100～200mg)，分析用時間短(90分鍾以下)，而且設備簡單，可以自行裝置。缺點是許多礦物的熱效應數據近似，尤其當混合樣品不能分離時，就會互相干擾，從而使鑒定工作復雜化。為了排除這種干擾，應與其他方法(特別是X射線分析)配合使用。
一般的對非專業鑒定人員而言，主要是根據工作的目的、要求和具體條件，正確地選擇適當而有效的測試方法，按送樣要求進行加工，並正確地使用測試結果。
以上介紹的是目前最常使用的方法，其他方法還很多，如中子活化分析、核磁共振、順磁共振、穆斯堡爾效應、包裹體研究、穩定同位素研究等，需要時可查閱專門資料。現將礦物鑒定和研究方法列表如下(表16-1)，以供選擇。
表16-1礦物鑒定和研究方法的選擇
學習指導
本章簡單介紹了礦物的鑒定和研究方法，目的是為了我們在今後的工作中知道怎樣去鑒定和研究礦物，並不要我們掌握所有的鑒定和研究方法;目前只需要掌握肉眼鑒定和簡易化學試驗方法就可以了;但要知道鑒定和研究礦物的步驟、正確選擇鑒定和研究方法。
復習思考題
1.怎樣去鑒定和研究礦物?選擇礦物鑒定和研究方法的原則?
2.肉眼鑒定礦物時應注意的問題。
『貳』 任務了解礦物鑒定的常用方法
一、礦物鑒定的化學方法
礦物鑒定的化學方法包括簡易化學分析法和化學全分析。
簡易化學分析法是通過少量試劑在簡便的試驗操作中迅速定性地檢驗樣品中所含的主要化學成分。常用的方法有斑點法、顯微化學分析法和珠球反應。例如，斑點法通過在溶液中加入試劑並根據反應顏色確定元素種類。顯微化學分析法則是在顯微鏡下觀察反應沉澱物的晶形和顏色等特徵來鑒定礦物。珠球反應是測定變價金屬元素的一種靈敏而簡易的方法。
化學全分析則包括定性和定量的系統化學分析。這種方法需要較純和較多的樣品，以及較長時間和較高的技術。通常在研究礦物新種和亞種的詳細成分、組成可變礦物的成分變化規律以及礦床的工業評價時才採用。
二、礦物鑒定的物理方法
礦物鑒定的物理方法是以物理學原理為基礎，藉助各種儀器測定礦物的各種物理性質來鑒定礦物。主要方法有偏光顯微鏡和反光顯微鏡鑒定法、電子顯微鏡研究法、X射線分析法、光譜分析法、電子探針分析法以及紅外吸收光譜法等。
例如，偏光顯微鏡鑒定法是根據晶體的均一性和異向性，以及晶體的光學性質來鑒定礦物。電子顯微鏡研究法則適用於研究粒度在1μm以下的微粒礦物。X射線分析法是基於X射線的衍射圖樣來鑒定結晶礦物的相和確定元素間的距離和排列方式。光譜分析法則是通過元素的特徵譜線來進行定性分析和定量分析。電子探針分析法適用於測定微小礦物和包體成分的定性和定量分析。紅外吸收光譜法則是通過礦物的特徵吸收譜來推斷礦物的結構和成分。
三、礦物鑒定的物理-化學方法
礦物鑒定的物理-化學方法包括熱分析、極譜分析及電滲分析等。
熱分析是根據礦物在不同溫度下所發生的脫水、分解、氧化、同質多象轉變等熱效應特徵來鑒定和研究礦物。差熱分析法是通過測定礦物在加熱過程中的熱效應來鑒定礦物。
這些方法各有優缺點，選擇時需根據具體的研究目的和條件來決定。