‘壹’ 矿物鉴定和研究的物理－化学方法
当前用于矿物鉴定、研究方面最主要的物理－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，特别是对粘土矿物、碳酸盐矿物、硫酸盐矿物及氢氧化物的鉴定最为有效。
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、同质多像转变等热效应特征，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。
(一)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。
(二)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，就能对矿物作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16-1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16-1高岭石的差热曲线(1)和脱水曲线(2)
差热分析的优点是样品用量少(100～200mg)，分析用时间短(90分钟以下)，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。
一般的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，按送样要求进行加工，并正确地使用测试结果。
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。现将矿物鉴定和研究方法列表如下(表16-1)，以供选择。
表16-1矿物鉴定和研究方法的选择
学习指导
本章简单介绍了矿物的鉴定和研究方法，目的是为了我们在今后的工作中知道怎样去鉴定和研究矿物，并不要我们掌握所有的鉴定和研究方法;目前只需要掌握肉眼鉴定和简易化学试验方法就可以了;但要知道鉴定和研究矿物的步骤、正确选择鉴定和研究方法。
复习思考题
1.怎样去鉴定和研究矿物?选择矿物鉴定和研究方法的原则?
2.肉眼鉴定矿物时应注意的问题。
‘贰’ 任务了解矿物鉴定的常用方法
一、矿物鉴定的化学方法
矿物鉴定的化学方法包括简易化学分析法和化学全分析。
简易化学分析法是通过少量试剂在简便的试验操作中迅速定性地检验样品中所含的主要化学成分。常用的方法有斑点法、显微化学分析法和珠球反应。例如，斑点法通过在溶液中加入试剂并根据反应颜色确定元素种类。显微化学分析法则是在显微镜下观察反应沉淀物的晶形和颜色等特征来鉴定矿物。珠球反应是测定变价金属元素的一种灵敏而简易的方法。
化学全分析则包括定性和定量的系统化学分析。这种方法需要较纯和较多的样品，以及较长时间和较高的技术。通常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。
二、矿物鉴定的物理方法
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。主要方法有偏光显微镜和反光显微镜鉴定法、电子显微镜研究法、X射线分析法、光谱分析法、电子探针分析法以及红外吸收光谱法等。
例如，偏光显微镜鉴定法是根据晶体的均一性和异向性，以及晶体的光学性质来鉴定矿物。电子显微镜研究法则适用于研究粒度在1μm以下的微粒矿物。X射线分析法是基于X射线的衍射图样来鉴定结晶矿物的相和确定元素间的距离和排列方式。光谱分析法则是通过元素的特征谱线来进行定性分析和定量分析。电子探针分析法适用于测定微小矿物和包体成分的定性和定量分析。红外吸收光谱法则是通过矿物的特征吸收谱来推断矿物的结构和成分。
三、矿物鉴定的物理-化学方法
矿物鉴定的物理-化学方法包括热分析、极谱分析及电渗分析等。
热分析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。差热分析法是通过测定矿物在加热过程中的热效应来鉴定矿物。
这些方法各有优缺点，选择时需根据具体的研究目的和条件来决定。