巖礦鑒定法礦石特征分析中的應(yīng)用

趙慧濤，張麗娜，胡艷宏，柳召剛

（1內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古包頭 014040；2內(nèi)蒙古自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局五一二隊(duì)，內(nèi)蒙古包頭 014040）

經(jīng)驗(yàn)交流

巖礦鑒定法礦石特征分析中的應(yīng)用

趙慧濤1，2，張麗娜1，2，胡艷宏1，柳召剛1

（1內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古包頭 014040；2內(nèi)蒙古自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局五一二隊(duì)，內(nèi)蒙古包頭 014040）

察右前旗大西溝礦區(qū)鐵礦通過巖礦鑒定法對(duì)該地區(qū)的礦石特征進(jìn)行分析，采取有代表性巖石在偏光顯微鏡下進(jìn)行薄片檢定，分析該地區(qū)礦石特征，并提供了各種相關(guān)的巖石礦物測試參數(shù)。

巖礦鑒定法；礦石特征；光學(xué)薄片；偏光顯微鏡

1 前言

巖石礦物是一種自然聚合體，其是由于地殼運(yùn)動(dòng)過程中一種或多種化學(xué)元素組成的產(chǎn)物，由于其組合方式的不同及地質(zhì)作用的復(fù)雜多變，所以巖石礦物具有多樣性的特點(diǎn)，其種類繁多，當(dāng)前已知的巖礦種類就多達(dá)三千余種。常見的巖礦中，通常都是由多種元素所組成的化合物，如含氧礦物、碳酸鹽類礦物、硅酸鹽類礦物、硫酸鹽類礦物及硫化礦物等［1］。

察右前旗大西溝礦區(qū)鐵礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市察右前旗土貴烏拉鎮(zhèn)境內(nèi)，行政區(qū)劃隸屬烏蘭察布市察哈爾右翼前旗管轄。礦區(qū)北距烏蘭察布市政府所在地集寧區(qū)10 km，距察右前旗政府所在地土貴烏拉鎮(zhèn)10 km。通過巖礦鑒定法對(duì)該地區(qū)的礦石特征進(jìn)行分析，研究分析影響因素，為地質(zhì)研究提供各種相關(guān)的巖石礦物測試參數(shù)。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器及試劑

儀器：偏光顯微鏡Leica DM2500P、巖石切片機(jī)JKOP-300、磨片機(jī)JKIM-125C、磨片機(jī)JKTM-250A、拋光機(jī)JKPG-250B。

試劑：三氧化二鉻（拋光劑）光學(xué)樹脂膠。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

1）薄片的制作。首先把巖石標(biāo)本按需要的方位用切片機(jī)切成薄板，如果巖石足夠堅(jiān)硬致密，可切成大約厚3 mm的薄板，并修理成面積約24 mm× 24 mm的正方形，將其置于鐵板上用粗粒金剛砂和水研磨，磨成兩面平行且薄厚均勻（厚約2 mm）的薄片。將此薄片用水沖洗干凈，選擇其中的一面在鐵板或磨片機(jī)的旋轉(zhuǎn)板上用細(xì)粒金剛砂研磨，在玻璃板上用細(xì)粒鋼鋁石研磨進(jìn)行拋光，再用水洗并烘干，將此面用加拿大樹膠粘貼在載玻片上。將帖附在載玻片上的試片的另一面進(jìn)行研磨，先用金剛砂和水研磨，磨至0.03 mm厚左右，再用鋼鋁石拋光。此厚度，石英和長石的干涉色應(yīng)為白色和灰白色。如果石英干涉色偏黃，說明薄片較厚，還需繼續(xù)磨薄。將磨成適當(dāng)厚度的薄片洗凈、烘干。在蓋玻片上放少量樹膠加熱，蓋在薄片上，把里面的氣泡全部趕出。制作方向性很強(qiáng)的巖石薄片時(shí)，要垂直其片理面而平行其線狀構(gòu)造（延長方向）。松脆的巖石制作薄片時(shí)，先用加拿大樹膠蒸煮使其固結(jié)再研磨。將薄片置于偏光顯微鏡下，可以清楚地觀察其礦物成分和結(jié)構(gòu)特征［2］。

2）偏光顯微鏡測試。將制作好的光學(xué)薄片放在偏光顯微鏡的載物臺(tái)上進(jìn)行觀察，確定起偏振鏡或檢偏振鏡振動(dòng)方向，確保起偏振鏡與檢偏振鏡正交，目鏡分劃板十字線與起偏振鏡、檢偏振鏡振動(dòng)方向平行。調(diào)節(jié)物鏡、目鏡、焦距，保證肉眼鏡下觀察清晰，并在電腦上進(jìn)行拍照。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 薄片在偏光顯微鏡下的呈像判斷巖型

采取的代表試樣共6件，以兩件最具有代表性的試樣薄片（P0-2，P6-3）為例來進(jìn)行分析。P0-2肉眼觀察呈灰綠色，粗粒變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，鏡下觀察呈鱗片-粗粒變晶結(jié)構(gòu)片麻狀構(gòu)造；P6-3肉眼觀察為灰白色，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，鏡下觀察呈粗粒變晶結(jié)構(gòu)片麻狀構(gòu)造。P0-2，P6-3制作成薄片在顯微鏡10×10倍，正交偏光下拍攝得到圖1、圖2。根據(jù)對(duì)圖1、圖2的分析得到如表1的實(shí)驗(yàn)鑒定結(jié)果。

由表1中判斷出的由偏光顯微鏡下的成像圖顯示的巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，礦物組合及礦物含量，P0-2可定名為黑云母斜長片麻巖拍，P6-3可定名為角閃斜長片麻巖。

圖1 P0-2試樣組織

圖2 P6-3試樣組織

表1 實(shí)驗(yàn)鑒定結(jié)果

3.2 光學(xué)薄片對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的影響

制作光學(xué)薄片是否合格是巖礦鑒定能否順利進(jìn)行的必備條件，薄片太厚會(huì)產(chǎn)生對(duì)鏡下觀察起干擾的干涉色，造成鏡下成像被干擾，影響判斷，造成實(shí)驗(yàn)誤差。

3.3 偏光顯微鏡儀器條件對(duì)鑒定結(jié)果的影響

1）偏光顯微鏡物鏡按檔次可分為約6～8個(gè)檔，最常用的為平場消色差物鏡。如鏡頭檔次太低，則成像質(zhì)量會(huì)下降。因此，建議選擇平場以上檔次物鏡。2）聚光鏡孔徑光欄盡量和物鏡的數(shù)值孔徑相符，才能得到最佳的圖像分辨率。3）調(diào)焦系統(tǒng)作為機(jī)械部分的重要部件，調(diào)焦精度也非常重要。對(duì)于生物學(xué)初學(xué)者或剛接觸偏光顯微鏡的操作者，能夠熟練使用調(diào)焦系統(tǒng)，快速找到圖像并聚焦。4）載物臺(tái)在觀察切片時(shí)，常做X、Y的移動(dòng)。如雙層的機(jī)械移動(dòng)平臺(tái)，精度和穩(wěn)定性較好，能在觀察顯微圖像時(shí)提供好的成像質(zhì)量。5）視場光欄應(yīng)根據(jù)觀察不同的被檢物體和物鏡倍率開啟到合適的位置，如開得過大或過小，顯微圖像的視場亮度會(huì)受到影響。6）照明系統(tǒng)如采用溫度低、色溫較高的照明裝置，觀察到的是分辨率和銳利度極高的顯微圖像。

4 結(jié)論

通過試驗(yàn)及礦石成像分析，對(duì)巖礦鑒定以及大西溝礦區(qū)巖石顯出以下結(jié)論：1）薄厚符合要求的薄片才能更好地進(jìn)行鏡下觀察。2）偏光鏡的工作條件的選擇必須達(dá)到要求，否則實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)誤差，不能正確鑒定。3）本地區(qū)巖石顏色以灰綠色、灰黑色為主，灰色、灰白色次之。4）巖石以細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)、鱗片—粗粒變晶結(jié)構(gòu)為主，斑狀變晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、殘余結(jié)構(gòu)次之。構(gòu)造以片麻狀構(gòu)造為主，少量塊狀、眼球狀構(gòu)造。5）組成巖石的礦物：斜長石，黑云母，紫蘇輝石，角閃石，磁鐵礦，黑色，褐鐵礦，另外含少量鈦磁鐵礦、磁黃鐵礦等金屬礦物。細(xì)粒長石、石英、黑云母、角閃石、輝石、褐鐵礦等礦物常圍繞斑晶排列。

［1］張連祥.淺談巖礦分析鑒定及評(píng)價(jià)［J］.2014（5）：125.

［2］董義.鐵礦地質(zhì)勘查的技術(shù)和方法［J］.2007，26（11）：111-113.

P585.1

B

1004-4620（2015）02-0079-02

2015-04-02

趙慧濤，男，1986年生，2009年畢業(yè)于長春工程學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)?，F(xiàn)為內(nèi)蒙古自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局五一二隊(duì)助理工程師，從事化驗(yàn)分析工作。