淺談幾種鑒定礦物的方法

【摘要】本文通過淺談巖礦鑒定法、重砂鑒定法、EPMA電子探針三種礦物鑒定方法，從原理、優勢及不足三個方面對三種鑒定方法做了討論，為合理利用礦物鑒定方法提供依據，為三種鑒定方法的相互補充提出建議指導。

【關鍵詞】巖石礦物；巖礦鑒定；重砂鑒定；EPMA電子探針

巖石礦物是一種自然聚合體，是由于地殼運動過程中一種或多種化學元素組成的產物，其種類繁多，目前已知的巖礦種類多達三千余種。常見的巖石礦物多由不同的化學元素組成，包括有氧礦物、碳酸鹽類礦物、硫酸鹽類礦物、硅酸鹽類礦物以及硫化物礦物等。鑒定礦物的方法包括巖礦鑒定法、重砂鑒定法、EPMA電子探針等，巖礦鑒定及重砂鑒定是傳統的鑒定方法，EPMA自70年代中期成熟以來，逐漸成為鑒定礦物的重要手段。

1、巖礦鑒定法

巖礦鑒定是將巖石磨制呈薄片、光片、探針片，通過偏、反光顯微鏡，運用晶體光學、礦相學知識，對透明礦物的形態、解理、多色性、吸收性、糙面、突起、干涉色、消光、延性、光性等分析，對不透明礦物的反射率、反射色、雙反射及反射多色性、內反射、均質性及非均質性、硬度、礦物的浸蝕反應等分析，通過這些礦物特征確定礦物。

對于多數造巖礦物及常見不透明礦物，光薄片鑒定相較于多數測試手段是最經濟、快捷、有效的，它不但能快速確定礦物，并且礦物間的共生、反應和變化等諸多關系都能從中體現，這為探索巖石類型、巖石成因、礦床類型等提供證據，是最直觀、最實用、最簡便的一種地質分析研究手段。

但是，巖礦鑒定對于一些半晶質、顯微隱晶質礦物在區分時有一定的限制。如粘土礦物、磷質礦物、錳質礦物等。對于一些礦物亞類，由于礦物亞類極其相似，應用偏光顯微鏡不易區分，如一些角閃石亞類、斜方輝石亞類、單斜輝石亞類等。對于不透明礦物，元素替代現象常見，種屬繁多，相似礦物較多，并且有些礦物含量很少，顆粒較小，完全通過反光顯微鏡這一項測試分析確定所有礦物有一定的難度。

2、重砂鑒定法

重砂鑒定是運用結晶學與礦物學知識，采取一定的方法對重砂礦物的物理性質、光學性質、化學性質、力學性質等進行綜合研究以確定礦物的名稱和特性。礦石或巖石經外動力地質作用或人工破碎后，呈砂粒級的單礦物顆粒或碎屑按照礦物的比重、磁性、電性、礦物表面性質、礦物化學性質等分離后，在雙目鏡下確定礦物的外形、粒度、顏色、條痕、光澤、透明度、解理、斷口、硬度、展性與脆性、連體與包體等，對一些有用礦物或疑難礦物會運用油浸法、微化分析、比重測定、發光性測定等方法研究分析。

重砂鑒定對礦物鑒定有重要作用，尤其是對重礦物的鑒定，有很好的找礦指示作用。重礦物的特點是顆粒細小、比重較大（比重>3）、物理化學性質比較穩定，在某些特征巖石中含量較少，如自然金、金剛石、基性—超基性火成巖中的鋯石、稀土礦物等，想要研究巖石中這些礦物的特征及含量，重砂鑒定是最有效的方法。

由于重砂鑒定的前期工作比較繁瑣，對于巖石中含量較少的輕礦物，在破碎、淘洗等過程中容易遺漏。同巖礦鑒定一樣，對于礦物亞類的區分也有很大難度。

3、EPMA電子探針分析

EPMA電子探針是通過研究礦物的化學成分，確定礦物化學式識別礦物。根據莫塞萊定律，測定激發源轟擊樣品產生的特征X射線的波長及強度，即可確定樣品中含有的元素種類及含量，對礦物做定性分析或定量分析，其包括點分析、線分析、面分析。電子探針分析又分為能譜分析、波譜分析兩部分，能譜分析具有速度快、結果直觀、對樣品損傷小、操作方便的特點，但其分辨率相對波譜差，測試的準確性差，因此能譜主要用于對礦物做定性及半定量分析；波譜分析相較于能譜分析雖然速度較慢，但由于其分辨率高，測試準確度高可以對樣品做定性及定量分析。

電子探針能以1μm3左右的空間分辨率對光片或探針片上的礦物一面觀察、一面進行分析以準確測定礦物的化學成分從而得到礦物分子式，過程中不破壞樣品，使其成為最有效和最常見的礦物鑒定手段。對于巖礦鑒定及重砂鑒定無法確認的微細礦物、不易區分礦物、稀有礦物均能測試并確定礦物。另外，電子探針分析對于新礦物的發現、礦物環帶結構的研究、系列礦物的分析研究等均發揮了重要作用。

電子探針是通過確定礦物分子式來識別礦物的，因此對于分子式相同的礦物，要通過巖礦鑒定或其他手段確認礦物，如黃鐵礦（FeS2；等軸晶系）、白鐵礦（FeS2；斜方晶系），紅柱石（AlAl[SiO4]O；斜方晶系）、藍晶石（Al2[SiO4]O；三斜晶系）等。對于隱晶質礦物，由于空間分辨率的影響電子探針還不能準確測定。另外電子探針分析對于K、Na等元素計數率的穩定性差，使得在測定造巖礦物時分析誤差很大。由于X射線構成的背景導致EPMA的檢測極限不理想，這對于一些微量元素的測定有很大影響。在地學研究中，有時還需要了解存在元素的價態，如Fe2+和Fe3+得測定，這對于EPMA來說還是個難題。

4、結語

綜上所述，巖礦鑒定主要用于判別造巖礦物、常見不透明礦物及礦物間的相互關系等；重砂鑒定主要是對重礦物的分析研究；EPMA電子探針是對礦物化學成分的研究，三種鑒定礦物的方法均有其優勢及不足，測試樣品時，合理利用各種方法的優勢，互相填補各種方法的不足，用最有效的方法對樣品進行測試。

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作者簡介：徐翠，女，1986-，本科，實驗測試分析工程師，主要從事實驗測試技術工作。