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矿物研究透明度的方法

发布时间:2022-09-24 08:25:32

1. 面对一种不知名的矿物你从哪些方面进行观察,用什么方法研究

肉眼鉴定矿物主要是根据矿物的颜色、光泽、条痕、解理、硬度的特点来进行鉴定工作。那么肉眼鉴定矿物所需的简易工具有:瓷板(用来刻划条痕)、小刀(用来刻硬度)、放大镜(用来看解理特点等)。有时还可以随身带一小瓶盐酸、小磁铁。
肉眼鉴定矿物所需的简易工具:小刀、放大镜、磁铁、瓷板。
绝大多数矿石是多种矿物紧密连生的混合物,在手标本上鉴别较困难,往往不可能全部识别清楚。因此,矿石中矿物的鉴定、矿物粒度测定、矿物解离度测定、矿石结构分析以及选矿产物的矿物学分析等工作常用显微镜来完成。
在选矿过程中大部分脉石矿物在可见光中透明,而大多数重要的金属矿物经常是不透明的。在鉴定和研究透明矿物工作中,应用最广泛且成熟而有效的方法就是根据透明矿物晶体光学原理,利用偏光显微镜进行研究。这种研究法是将矿石或岩石磨成0.03mm厚的薄片,在镜下观察可见光通过晶体时所发生的折射和干涉现象,测定矿物晶体的光性常数,如晶形、颜色、解理、突起、干涉色、双折射率、消光类型和消光角、延长符号、双晶、轴性、光性正负、光轴角等,并有成套完整的光性数据可供查阅,从而达到鉴定矿物,研究矿石的结构和构造等目的。
在鉴定和研究不透明金属矿物时,应用最多的是反光显微镜又称矿石显微镜或矿相显微镜,其类型较多,各有特点,新型显微镜不仅可偏、反两用,并附有许多供定量测定使用的附件。反光显微镜的主体结构和基本原理与偏光显微镜相同,但前者带有一个垂直照明器。
用反光显微镜鉴定矿物,要将矿石磨制成光片,置于镜下,光源通过照明器内的反射器,将光线向下反射到矿石光片表面上,再从光片表面向上反射到目镜,即可观察和鉴定不透明矿物的光学性质。如观察晶体的形态和结晶习性、解理和裂理、双晶、环带构造、连晶、粉末颜色、硬度、塑性、颜色及多色散、反射率、双反射效应、均质性和非均质性、偏光色、内反射、旋转性质以及对标准浸蚀试剂的反应和各种元素的显微化学试验等。

2. 任务明确肉眼矿物鉴定的方法和步骤

矿物的肉眼鉴定一般应从矿物的形态着手,然后观察矿物的光学性质、力学性质,进而参照其他物理性质或借助于化学试剂与矿物的反应,最后综合上述观察结果,查阅有关矿物特征鉴定表,即可初步确定矿物的定名;对有疑问的矿物可将样品送实验室做仪器鉴定。

一、矿物的形态特征

1.结晶质矿物和非晶质矿物

绝大多数矿物呈固态,固态矿物中大多数为结晶质,少数为非晶质。

结晶质矿物的内部质点 (原子、分子或离子)在三维空间有规律的周期性排列。因此,在一定条件下,每种结晶质矿物都具有固定的规则几何外形,这就是矿物的固有形态特征。例如,石盐具有良好固有形态的晶体。在自然界中,这种自形晶较少见到,因为在晶体生长过程中,受生长速度和周围自由空间环境的限制,晶体发育不良,形成了不规则的外形,称为他形晶,而岩石中的造岩矿物多为粒状他形晶体的集合体。

2.矿物的形态习性

一向延伸类型 晶体向一个方向发育,形成柱状、针状、纤维状晶体,如辉锑矿、电气石等。

二向延伸类型 晶体向两个方向发育,形成板状、片状晶体,如石墨、云母等。

三向延伸类型 晶体向三个方向发育均等,形成立方体、八面体等晶体,如石榴子石、黄铁矿等。

3.晶面条纹

晶面条纹是指晶体的晶面上呈现的平行而宽窄不一的阶梯状条纹。如黄铁矿的晶面条纹、石英柱面上的横纹、电气石柱面上的纵纹等。

4.矿物集合体形态

同种矿物多个单体聚集在一起的整体,称为矿物的集合体。自然界中绝大多数矿物是以集合体方式出现的。矿物集合体的形态千姿百态、绚丽多彩。

矿物集合体的形态取决于单体的形状和它们的集合方式。常见的矿物集合体形态有:

(1)显晶集合体

柱状集合体——普通角闪石、电气石、红柱石 纤维状集合体——石膏、石棉

片状集合体——云母、镜铁矿 粒状集合体——橄榄石、石榴子石

晶簇——石英、方解石

(2)隐晶及胶态集合体

结核状——钙质结核、黄铁矿结核 鲕状及豆状——赤铁矿

钟乳状——方解石 土状——高岭土

二、矿物的光学性质

矿物的光学性质是指矿物对光线的反射、折射、吸收等所呈现的光学现象,矿物的光学性质包括矿物的颜色、条痕、光泽和透明度。

1.颜色

矿物的颜色取决于其化学成分和内部结构,矿物的颜色分为自色、假色和他色。自色是指矿物本身所固有的颜色,是由矿物成分中所含的色素离子决定的,因而比较稳定;他色是由带色杂质的机械混入所染成的颜色,他色在矿物中随着混入物的不同而不同,例如纯净的石英是无色透明的,而含有少量的氧化锰时呈紫色,含气泡时呈乳白色;假色是矿物表面的氧化物及内部的解理、裂隙、包裹体等引起光波的干射而呈现的颜色。对颜色的描述可采取标准色谱法、实物对比法及综合法 (详见学习情境2任务2)

描述时要注意:矿物颜色应以新鲜干燥矿物为准,如果矿物表面遭受风化而颜色发生了变化时,则需刮去风化表面后再进行观察描述。

2.条痕

条痕能够消除假色,减弱他色,因而比矿物的颜色更为稳定,是鉴定深色矿物的重要依据。条痕色的描述方法与颜色相似。鉴定时需注意:擦划条痕时,用力要均匀;观察测试的矿物应选新鲜标本。

3.光泽

光泽是指矿物表面对光的反射能力的表现。矿物表面对光的反射越大,光泽就越强,反之则弱。根据矿物对可见光的反射能力,将光泽分为金属光泽、半金属光泽、金刚光泽及玻璃光泽 (详见学习情境2任务2)。这四种光泽是指矿物单体晶面或解理面所呈现的光泽。如果矿物表面不平,或者为矿物的集合体,由于光线多次折射、反射而增加了散射光量,常使光泽发生变异,而呈现出各种特殊光泽。如油脂光泽、丝绢光泽、珍珠光泽、蜡状光泽、土状光泽等。

观察矿物光泽时,一定要在新鲜面上观察,主要观察晶面和解理面上的光泽。

4.透明度

透明度是指可见光能够透过矿物的程度,观察矿物的透明度时矿物的厚度应以0.03mm为标准。依据光线透过的程度,可将矿物分为透明、半透明、不透明三个等级。

观察描述矿物光学性质时,一定要注意掌握颜色、条痕、光泽和透明度四者之间的关系。金属光泽的矿物,其颜色一定为金属色,条痕为黑色或金属色,不透明;半金属光泽的矿物颜色为金属色或彩色,条痕呈深彩色或黑色,不透明至半透明;非金属光泽的矿物颜色为各种彩色或白色,条痕呈浅彩色到白色,半透明至透明。

三、矿物的力学性质

矿物的力学性质是指矿物在外力作用下所呈现的性质,包括矿物的硬度、解理和断口。

(1)解理

光滑的平面称为解理面。

观察解理等级 根据解理面的完好程度通常分为极完全解理、完全解理、中等解理和不完全解理四个等级。中等解理和不完全解理有时难以区分,可写成中等-不完全解理。

观察解理组数 矿物中相互平行的一系列解理面称为一组解理。注意观察云母、正长石、方解石、萤石的解理组数。

观察解理面间的夹角 两组及两组以上的解理,其相邻两解理面间的夹角亦是鉴定矿物的标志之一。注意观察正长石、辉石、角闪石、萤石的解理夹角。

需要注意的是,肉眼观察矿物的解理只能在显晶质矿物中进行。确定解理组数和解理夹角必须在一个矿物单体上观察。

(2)断口

矿物在外力作用下破裂成不规则不平坦的断面,称为断口。矿物的解理和断口是互为消长的,解理完全时则不会出现断口,反之,解理不完全或无解理时则断口显着。

(3)硬度

硬度是指矿物抵抗机械作用的能力。由于矿物的化学成分和内部结构不同,所以矿物的软硬程度也不一样,肉眼鉴定矿物时常用摩氏硬度计测定矿物的相对硬度。

野外工作中为了方便,常采用指甲 (硬度为2.5±)、小刀 (硬度为5.5±)等作为标准测定相对硬度。

(4)矿物的其他性质

除了上述性质之外,矿物的其他性质,如云母的弹性,高岭石的吸水性、可塑性,磁铁矿的强磁性,方解石遇盐酸起泡等性质也是我们鉴定矿物的重要依据。

3. 用什么方法能衡量矿物的透明度

用方法衡量物质的透明度,必须用衡量器可以去侧透透明度。

4. 下列哪种方法可以用来鉴别矿物的透明度A看一看地闻一闻,c滑一滑。

咨询记录 · 回答于2021-11-14

5. 我们通过什么方法能衡量矿物的透明度

一、矿床的基本概念

(一)矿床与矿体

矿床是指地壳中由地质作用形成的、其中所含某些物质成分的质和量符合一定的经济技术条件的要求,并能为国民经济所利用的综合地质体。

矿床的概念包括地质和经济技术条件两个方面的涵义。就前者而言,矿床是由特殊地质作用——成矿作用形成于地壳中的地质体,它的形成取决于地质作用规律;对后者而言,矿床的范畴要随着经济技术条件的发展而改变,现在还无法利用的矿物和岩石,随着经济的发展和技术的进步,将来有可能作为矿产加以利用,即现今不是矿床的地质体未来可能成为矿床。

矿体是矿床的主要组成部分,是指占有一定的空间位置并具有一定形状、产状和大小的矿石堆积体,是开采的对象。一个矿床由一个或多个矿体组成,矿体内部不符合工业要求的岩石称为夹石。

(二)矿石与品位

矿石是矿体的主要组成部分,是从中可提取有用组分(元素、化合物或矿物)的矿物集合体。矿石一般由矿石矿物和脉石矿物两部分组成。矿石矿物是指可被利用的金属或非金属矿物,如铜矿石中的黄铜矿、斑铜矿和孔雀石;脉石矿物是指现阶段不能利用的矿物,如铜矿石中的石英、绢云母、绿泥石等。

矿石中有用组分的含量称为品位,是衡量矿石质量的主要指标。大多数金属矿石以其中所含金属元素或氧化物的质量百分数表示,大多数非金属矿石以其中有用矿物或化合物的质量百分数表示,而贵金属以“g/t”表示,砂矿以“g/m3”表示。

(三)母岩与围岩

母岩是指提供主要成矿物质的岩石。例如,在形成纯橄榄岩和辉长岩的过程中,可分别结晶分异出铬铁矿和钒钛磁铁矿,这样形成的纯橄榄岩和辉长岩就分别是该铬铁矿和钒钛磁铁矿矿体的母岩。

围岩是指矿体周围的岩石。矿体与围岩的界线通常是清楚的;但有时是逐渐过渡的,在这种情况下,只能依靠取样和化学分析的数据,按工业指标的要求来圈定矿体的边界。

(四)成矿作用

在地球的演化过程中,使分散在地壳和上地幔中的元素相对富集而形成矿床的作用,称为成矿作用。它是地质作用的一部分。和地质作用一样,成矿作用按作用的性质和能量来源的不同,可分为内生成矿作用、外生成矿作用和变质成矿作用3大类,相应形成的矿床分别称为内生、外生和变质矿床。

主要由地球内部能源的影响而产生的各种形成矿床的作用,称为内生成矿作用。由于地球内部热能所形成的高温、高压环境而引起岩浆活动,岩浆在活动过程中,携带了本身及围岩中的成矿物质,向地壳浅部运移侵入。随着温度、压力逐渐降低,在地壳不同深度、不同温度、不同压力和不同地质构造条件下,由岩浆分异作用产生的或由岩浆分泌出来的气液物质逐渐冷凝沉淀,使有用元素富集而形成内生的各类矿床,包括岩浆矿床、伟晶岩矿床、夕卡岩矿床、热液矿床和火山矿床等。

主要由太阳能的影响,在岩石圈上部、水圈、大气圈和生物圈的相互作用过程中,导致在地壳表层形成矿床的作用,称为外生成矿作用。外生矿床的成矿物质主要来源于地表的矿物、岩石和矿床,其次是生物有机体和火山喷出物。在各种外营力作用下,地表的岩石或矿床发生物理、化学变化,结果有用物质或者在原地聚集成矿或者被介质搬运,然后在适当的环境中富集成矿。外生矿床包括风化矿床和沉积矿床。

在变质作用条件下形成矿床的作用,称为变质成矿作用。由于地质环境的改变,温度和压力的增高,内生矿床、外生矿床以及某些岩石的矿物成分、化学成分、物理性质、结构构造以及矿体的形状和产状等发生一系列的变化,最后使有用物质富集或进一步富集而形成各种矿床,即变质矿床。变质矿床包括接触变质矿床、区域变质矿床和混合岩化矿床。

二、矿产资源的种类、分布与前景

(一)矿产资源的种类及分布

目前,世界上已知的矿产有1150多种。按矿产的性质和工业用途,可分为金属矿产、非金属矿产和可燃有机矿产。本书把可燃有机矿产划归能源类型。

1.金属矿产

从中可提取某种金属元素的矿产资源称为金属矿产。按工业用途可分为:

(1)黑色金属矿产 如铁、锰、铬、钒、钛等;

(2)有色金属矿产 如铜、铅、锌、铝、镁、镍、钴、钨、锡、钼、铋、锑、汞等;

(3)贵金属矿产 如金、银、铂、钯、锇、铱、钌、铑等;

(4)放射性金属矿产 如铀、钍、镭等;

(5)稀有、稀土和分散金属矿产 如钽、铌、锂、铍、锆、铯、铷、锶、镧、钕、钐、钇、锗、镓、镉、硒、碲等。

金属矿产是现代工业的重要支柱。黑色金属矿产中的铁矿是钢铁工业最基本的原料;有色金属矿产中的铜、铅、锌广泛用于电气工业、机器制造、化学工业及国防工业的各个方面;贵金属矿产中的金是货币的代表,在工业上也有很广泛的用途。

金属矿产提供工业使用的主要是金属元素。这些元素的克拉克值通常都比较低,它们必须通过成矿作用才能富集成具有工业开采价值的矿石。许多矿物都含有金属元素,但只有其中的某些矿物才具有工业价值。如开采铁的矿物只有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿4种,适合开采金的矿物主要是自然金、银金矿、碲金矿3种。

目前世界上已探明的金属矿产有59种,工业上应用最广泛的有铁、铜、铅、锌、金、钨等。金属矿产资源在地理上的分布是不均衡的。如铁矿主要分布在原苏联、巴西、加拿大、澳大利亚和美国,铜矿主要分布在智利、美国、原苏联、赞比亚和加拿大,金矿主要分布在南非、原苏联、美国和澳大利亚。

我国已探明的金属矿产有50多种,其中钨矿、锡矿的储量分别列世界的第一、二位。我国金属矿产在分布上也不均衡。如铁矿主要分布在辽宁、冀东、川西等地,铜矿主要分布在川滇、西藏昌都、山西中条和长江中下游等地区,铅锌矿主要分布在南岭、川滇和秦岭—祁连山一线,金矿主要分布在山东、青海等地,钨矿主要分布在南岭地区。

6. 透明度和透明度的测定

楼主你好: 透明度是指水样的澄清程度,洁净的水是透明的。水中悬浮物和胶体颗粒物越多,透明度就越低。通常地下水的透明度较高。透明度是与水的颜色和浊度两者综合影响有关的水质指标。 透明度是指水样的澄清程度,洁净的水是透明的。水中悬浮物和胶体颗粒物越多,透明度就越低。通常地下水的透明度较高。透明度是与水的颜色和浊度两者综合影响有关的水质指标。测定透明度的方法有铅字法、塞氏盘法、十字法等。 (1)铅字法铅字法是根据检验人员的视力来观察水样的澄清程度。采用的仪器是透明度计,它一种长33cm,内径2.5cm的具有刻度的玻璃筒,筒底有一磨光玻璃片。检验时,检验人员从透明度计的筒口垂直向下观察,以刚好能清楚地辨认出其底部的标准铅字印刷符号时的水柱高度为该水的透明度,并以厘米数表示。超过30cm时为透明水。该方法由于受检验人员的主观影响较大,照明等条件应尽可能一致,最好取多次或数人测定结果平均值。此法适用于天然水或处理后的水。更多质量检测、分析测试、化学计量、标准物质相关技术资料请参考中检所标准品对照品 www.rmhot.com (2)塞氏盘法这是一种现场测定透明度的方法。将塞氏盘沉入水中,以刚好看不到它时的水深(cm)表示透明度。塞氏盘为直径200ram的白铁片盘,板的一面用十字从中心平均分为4个部分,颜色黑白相间,正中心开小孔,穿一铅丝,下面加一铅锤。 (3)十字法 此法所用的透明度计为内径30mm,长0.5m或1.0m的具刻度的玻璃筒,筒的底部放一白瓷片,片中部有宽度为1mm的黑色十字和4个直径为1mm的黑点。将混匀的水样倒入筒内,从简下部徐徐放水,直至明显地看到十字,而4个黑点尚未见到为止,以此时水柱高度(cm)表示透明度。当高度达1m以上时即算透明。

7. 任务了解矿物鉴定的常用方法

一、鉴定矿物的化学方法

矿物鉴定的化学方法包括简易化学分析和化学全分析。

(一)简易化学分析法

简易化学分析法,就是以少数几种药品,通过简便的试验操作,能迅速定性地检验出样品 (待定矿物)所含的主要化学成分,达到鉴定矿物的目的。常用的有斑点法、显微化学分析法及珠球反应等。

1.斑点法

这一方法是将少量待定矿物的粉末溶于溶剂 (水或酸)中,使矿物中的元素呈离子状态,然后加微量试剂于溶液中,根据反应的颜色来确定元素的种类。这一试验可在白瓷板、玻璃板或滤纸上进行。此法对金属硫化物及氧化物的效果较好。

现以测试黄铁矿中是否含镍 (Ni)为例,说明斑点法的具体做法。将少许矿粉置玻璃板上,加一滴HNO3并加热蒸干,如此反复几次,以便溶解进行完全,稍冷后加一滴氨水使溶液呈碱性,并用滤纸吸取,再在滤纸上加一滴2%的二甲基乙二醛肟酒精溶液(镍试剂),若出现粉红色斑点 (二甲基乙二醛镍),表明矿物中确有镍的存在。因此该矿物应为含镍黄铁矿。

2.显微化学分析法

该法也是先将矿物制成溶液,从中吸取一滴置载玻片上,然后加适当的试剂,在显微镜下观察反应沉淀物的晶形和颜色等特征,即可鉴定出矿物所含的元素。

这种方法用来区别某些相似矿物是很有效的,例如呈致密块状的白钨矿Ca[WO4]与重晶石Ba[SO4]相似,此时只要在前者的溶液中滴一滴1∶3H2SO4,如果出现石膏结晶(无色透明,常有燕尾双晶),表明要鉴定的矿物为白钨矿而不是重晶石。

3.珠球反应

这是测定变价金属元素的一种灵敏而简易的方法。测定时将固定在玻璃棒上的铂丝之前端弯成一直径约为1mm的小圆圈,然后放入氧化焰中加热。清污后趁热粘上硼砂 (或磷盐),再放入氧化焰中煅烧,如此反复几次,直到硼砂熔成无色透明的小球为止。此时即可将灼热的珠球粘上疑为含某种变价元素的矿物粉末 (注意!一定要少),然后将珠球先后分别送入氧化焰及还原焰中煅烧,使所含元素发生氧化、还原反应,借反应后得到的高价态和低价态离子的颜色来判定为何种元素。例如在氧比焰中珠球为红紫色,放入还原焰中煅烧一段时间后变为无色时,表明所试样品应为含锰矿物,具体矿物的名称可根据其他特征确定之。

(二)化学全分析

化学全分析包括定性和定量的系统化学分析。进行这一分析时需要较为繁多的设备和标准试剂,需要较纯 (98%以上)和较多的样品,需要较高的技术和较长的时间。因此,这一方法是很不经济的,除非在研究矿物新种和亚种的详细成分、组成可变矿物的成分变化规律以及矿床的工业评价时才采用。通常在使用这一方法之前,必须进行光谱分析,得出分析结果以备参考。

二、鉴定矿物的物理方法

矿物鉴定的物理方法是以物理学原理为基础,借助各种仪器测定矿物的各种物理性质来鉴定矿物。主要方法有:

1.偏光显微镜和反光显微镜鉴定法

偏光显微镜鉴定方法是根据晶体的均一性和异向性,并利用晶体的光学性质而鉴定矿物的方法。应用这种方法时,须将矿物、岩石磨制成薄片,在透射光作用下,观察和测定矿物的晶形、解理和各项光学性质 (颜色、多色性、突起、干涉色、折射率、双折射、消光类型、消光角、延性符合以及轴性、光性符号等)。

反光显微镜 (也称矿相显微镜)主要用以观察和测定不透明矿物 (金属矿物)的光学性质 (矿物的反射率、双反射率、反射色、反射多色性、内反射等),以确定矿石矿物成分、矿石结构、构造及矿床成因方面的问题。

2.电子显微镜研究法

电子显微镜研究法是一种适宜于研究粒度在1μm以下的微粒矿物的方法,尤以研究粒度小于5μm的具有高分散度的黏土矿物最为有效。可分为扫描电子显微镜和透射电子显微镜两种方法。

黏土类矿物由于颗粒极细 (一般2μm左右),常呈分散状态,研究用的样品需用悬浮法进行制备,待干燥后,置于具有超高放大倍数的电子显微镜下,在真空中使通过聚焦系统的电子光束照射样品,可在荧光屏上显出放大数十万倍甚至百万倍的矿物图像,据此以研究各种细分散矿物的晶形轮廓、晶面特征、连晶形态等,用此来区别矿物和研究它们的成因。

此外,超高压电子显微镜发出的强力电子束能透过矿物晶体,这就使得人们长期以来梦寐以求的直接观察晶体结构和晶体缺陷的愿望得到实现。

3.X射线分析法

X射线分析法是基于X射线的波长与结晶矿物内部质点间的距离相近,属于同一个数量级(Å),当X射线进入矿物晶体后可以产生衍射。由于每一种矿物都有自己独特的化学组成和晶体结构,其衍射图样也各有其独有的特征。对这种图样进行分析计算,就可以鉴定结晶矿物的相 (每个矿物种就是一个相),并确定它内部原子 (或离子)间的距离和排列方式。因此,X射线分析已成为研究晶体结构和进行物相分析的最有效方法。

4.光谱分析

光谱分析法的理论基础是,各种化学元素在受到高温光源 (电弧或电火花)激发时,都能发射出它们各自的特征谱线,经棱镜或光栅分光测定后,既可根据样品所出现的特征谱线进行定性分析,也可按谱线的强度进行定量分析。这一方法是目前测定矿物化学成分时普遍采用的一种分析手段。其主要优点是样品用量少 (数毫克),能迅速准确地测定矿物中的金属阳离子,特别是对于稀有元素也能获得良好的结果。缺点是仪器复杂昂贵,并需较好的工作条件。

5.电子探针分析

电子探针分析是一种最适用于测定微小矿物和包体成分的定性、定量以及稀有元素、贵金属元素赋存状态的方法。其测定元素的范围由从原子序数为5的硼直到92的铀。仪器主要由探针、自动记录系统及真空泵等部分组成,探针部分相当于一个X射线管,即由阴极发出来的高达35~50kV的高速电子流经电磁透镜聚焦成极细小 (最小可达0.3μm)的电子束——探针,直接打到作为阳极的样品上,此时,由样品内所含元素发生的初级X射线 (包括连续谱和特征谱),经衍射晶体分光后,由多道记数管同时测定若干元素的特征X射线的强度,并用内标法或外标法算出元素含量。

6.红外吸收光谱

简称红外光谱,是在红外线的照射下引起分子中振动能级 (电偶极矩)的跃迁而产生的一种吸收光谱。由于被吸收的特征频率取决于组成物质的原子量、键力以及分子中原子分布的几何特点,即取决于物质的化学组成及内部结构,因此每一种矿物都有自己的特征吸收谱,包括谱带位置、谱带数目、带宽及吸收强度等。

红外吸收光谱分析样品一般需要1.5mg,最常使用的制样方法是压片法,即把试样与KBr一起研细,压成小圆片,然后放在仪器内测试。

目前红外吸收光谱分析在矿物学研究中已成为一种重要的手段。根据光谱中吸收峰的位置和形状可以推断未知矿物的结构,是X射线衍射分析的重要辅助方法,依照特征峰的吸收强度来测定混入物中各组分的含量。此外,红外光谱分析对考察矿物中水的存在形式、配阴离子团、类质同象混入物的细微变化和矿物相变等方面都是一种有效的手段。

三、鉴定矿物的物理-化学方法

当前用于矿物鉴定最主要的物理-化学方法有热分析、极谱分析及电渗分析等。其中,热分析是一种较为普遍的方法,几乎适用于各类矿物,特别是对黏土矿物,以及碳酸盐、硫酸盐、氢氧化物矿物的鉴定最为有效。

热分析法是根据矿物在不同温度下所发生的脱水、分解、氧化、同质多象转变等热效应特征,来鉴定和研究矿物的一种方法。它包括热重分析和差热分析。

1.热重分析

热重分析是测定矿物在加热过程中的质量变化来研究矿物的一种方法。由于大多数矿物在加热时因脱水而失去一部分质量,故又称失重分析或脱水试验。用热天平来测定矿物在不同温度下所失去的质量而获得热重曲线。曲线的形式决定于水在矿物中的赋存形式和在晶体结构中的存在位置。不同的含水矿物具有不同的脱水曲线。

这一方法只限于鉴定、研究含水矿物。

2.差热分析

矿物在连续地加热过程中,伴随物理—化学变化而产生吸热或放热效应。不同的矿物出现热效应时的温度和热效应的强度是互不相同的,而对同种矿物来说,只要实验条件相同,则总是基本固定的。因此,只要准确地测定了热效应出现时的温度和热效应的强度,并和已知资料进行对比,就能对矿物做出定性和定量的分析。

差热分析法的具体工作过程是,将试样粉末与中性体 (在加热过程中不产生热效应的物质,通常用煅烧过的Al2O3)粉末分别装入样品容器,然后同时送入一高温炉中加热。

由于中性体是不发生任何热效应的物质,所以在加热过程中,当试样发生吸热或放热效应时,其温度将低于或高于中性体。此时,插在它们中间的一对反接的热电偶 (铂-铑-铂热电偶)将把两者之间的温度差转换成温差电动势,并借光电反射检流计或电子电位差计记录成差热曲线。

图1-1中的实线曲线为高岭石的差热曲线,其横坐标表示加热温度 (℃),纵坐标表示发生热效应时样品与中性体的温度差 (ΔT)。高岭石的差热曲线特点是:在580℃时,由于结构水 (OH)-的失去和晶格的破坏而出现一个大的吸热谷,980℃时,因新结晶成γ-Al2O3,而显出一个尖锐的放热峰。

图1-1 高岭石差热曲线(1)和脱水曲线(2)

差热分析的优点是样品用量少 (100~200mg),分析时间短 (90min以下),而且设备简单,可以自行装置。缺点是许多矿物的热效应数据近似,尤其当混合样品不能分离时,就会互相干扰,从而使鉴定工作复杂化。为了排除这种干扰,应与其他方法 (特别是X射线分析)配合使用。

对非专业鉴定人员而言,主要是根据工作的目的、要求和具体条件,正确地选择适当而有效的测试方法 (表1-1),按送样要求进行加工,并正确地使用测试结果。

表1-1 矿物鉴定方法的选择

续表

以上介绍的是目前最常使用的方法,其他方法还很多,如中子活化分析、核磁共振、顺磁共振、穆斯堡尔效应、包裹体研究、稳定同位素研究等,需要时可查阅专门资料。

学习指导

通过学习情境的学习了解矿物鉴定的基本方法,目的是为了我们在今后工作中知道怎样去鉴定矿物,并不要求我们掌握所有的鉴定方法,目前只需要掌握肉眼鉴定和简易化学试验方法即可,但要知道鉴定矿物的一般步骤、正确选择鉴定方法。

练习与思考

1.名词解释

矿物 矿物鉴定 肉眼鉴定 仪器鉴定

2.选择题

(1)确定矿物的外部特征采用哪种方法? ()

A.肉眼鉴定法

B.显微镜

C.化学分析

D.核磁共振

(2)测定矿物的化学成分用哪种方法? ()

A.均一法

B.光谱分析

C.热分析

D.质谱分析

(3)测定矿物某种物性或晶体结构数据采用哪种方法? ()

A.冷冻法

B.简易化学分析法

C.电子显微镜

D.中子活化分析

3.简答题

(1)怎样鉴定矿物? 怎样选择矿物鉴定方法?

(2)肉眼鉴定矿物时应注意的问题?

8. 鉴别矿物方法有哪些

手标本和显微镜

9. 矿相显微镜下同时观察不透明与透明矿物的新方法

为了能在同一岩矿切片上,同一台矿相显微镜下,用来自垂直照明器的同一光源观察研究不透明与透明矿物及二者间的成因结构关系,半个世纪以来国内外一些岩矿工作者先后做过不少探索。基于当前矿床学的发展要求研究不透明与透明矿物间的结构关系,以解决矿石成因和成矿规律等问题,笔者不嫌其陋,在总结以往实践的基础上,提出一个简便易行而行之有效的新方法,以供参考。

欲同时观察同一切片内的不透明与透明矿物及其相互关系,首先必须解决制片问题。能同时在透射光下和反射光下进行观察的片子,按其磨制方法不同,历来分为两种:一是抛光的薄片,即光薄片,一是磨薄(厚0.03mm)的光片,即薄光片或透明光片。实践表明,前者较后者易于磨制,较为适用,后者加工手续繁杂,磨制的操作难度亦较大[1]

我们在前人的基础上采用的是直接抛光无盖片之薄片法。即切下岩矿片后,以磨制普通薄片的方法进行一系列加工,当磨到石英呈浅黄色或橙色时(厚约0.035mm),不加盖片进行A光,直至合乎光片质量标准即告制成。

为了保证磨片的成品率及质量,在光薄片磨制过程中须注意以下三点:

(1)岩矿片的平坦与光滑度必须高于普通薄片时,方可粘在玻璃载片上,否则A光时易于脱落。

照片2 同照片1,磁铁矿消光(正交偏光)

(3)对成矿物质成分(矿石与脉石矿物),尤其它们相互间的成因结构可以有较全面了解,加深了不透明与透明矿物间的成因关系的认识。从而提高了对矿石、矿床的认识或研究深度,促进对成矿作用和矿床形成规律的认识。

参考文献

[1]陈正.不透明矿物显微镜鉴定.北京:地质出版社.1959

[2]Cameron EN.Ore micros.1961

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