氟碳鈰礦、氟碳鈣鈰礦在巖礦鑒定及 電子探針上的對比分析

修 迪，徐 翠，何 麗，田 穎，王明明，井晶晶，馬夢玲

(河北省區域地質礦產調查研究所，河北 廊坊 065000)

0 引 言

隨著社會的發展，研究礦物的手段趨于多樣化，例如X射線粉晶衍射儀、電子探針、激光探針及質子探針等[1]。但是仍有一些傳統的方法在地質工作中仍然起到了決定性的作用，例如偏光顯微鏡下巖礦薄片、光片鑒定依然是地質學、礦物學、地球化學、構造地質學等學科研究所不能缺少的最基本也是最有用的方法之一[2-3]。但是巖礦鑒定存在一定的局限性，對于礦物亞類，由于礦物鏡下晶形、軸性、顏色等及其相似，不易區分，對于稀有礦物的鑒定也難做到精準[4-5]；由此可以看出，稀有礦物及礦物亞類的區分，是巖礦鑒定的難點；稀土礦物在巖礦鑒定中屬于較少見的礦物，氟碳鈰礦、氟碳鈣鈰礦屬于稀土礦物，也屬于礦物亞類[6]，所以在巖礦鑒定中，準確區分這兩種礦物成為難點；本文通過電子探針手段，結合偏光顯微鏡，系統對比了這兩種稀土礦物的鏡下特征，為以后在偏光顯微鏡下準確鑒定這兩種礦物提供依據。

1 兩種礦物在電子探針下的特征對比

目前在檢查稀土氟碳酸鹽礦物元素含量中最為常用的是電子探針方法，可以原位準確的獲得稀土主量元素的含量，但是由于常規分析檢出限約在0.01%～0.05%之間，對于微量元素測定較為困難[7]。氟碳鈰礦、氟碳鈣鈰礦在光學顯微鏡下較難區分，但在背散射圖像下，氟碳鈣鈰礦較暗，氟碳鈰礦呈亮白色(圖1)。氟碳鈰礦和氟碳鈣鈰礦都常見板狀、柱狀晶形(圖2、圖3)，氟碳鈣鈰礦有時呈他形粒狀(圖3)，在背散射圖下，氟碳鈣鈰礦的聚片雙晶較明顯(圖4)；本文的電子探針照片在JEOL-EPMA8230型上完成，加速電壓15 kV，束流20 nA，束斑直徑5 μm。

圖1 氟碳鈰礦和氟碳鈣鈰礦在背散射圖下的差異

圖2 氟碳鈰礦的板狀晶形(a)氟碳鈰礦的柱狀晶形(b)

圖3 氟碳鈣鈰礦的板狀、柱狀晶形(a)他形粒狀的氟碳鈣鈰礦(b)

圖4 氟碳鈣鈰礦的聚片雙晶(背散射圖)

2 兩種礦物在薄片下的特征對比

氟碳鈰礦的化學式為(Ce,La)[CO3]F，屬六方晶系，通常呈板狀(圖5a)，六方柱狀(圖6)，有時呈細粒狀集合體，或呈花瓣狀細小連晶。{1010}解理不完全，{1000}裂理發育。薄片中無色或棕褐、淡黃色，具微弱多色性，正高—極高突起(圖5a)，No=1.716 9，Ne=1.791，(+)Ne-No=0.074 1，最高干涉色為高級白(圖7a)，平行消光，負延性，一軸晶正光性。

氟碳鈣鈰礦化學式Ca(Ce,La)2[CO3]3F2，屬六方晶系，除通常所見的柱狀(圖8)、桶狀、板狀(圖5b)、三方雙錐錐狀及矛狀，有時可見他形粒狀(圖3b)晶面常見水平條紋。{0001}解理中等，有時可見裂開，多呈褐黃色，蠟黃色。薄片中無色，厚切面具多色性：No-淺黃色，Ne-金黃色， 有時間棕色的顏色環帶。No=1.672～1.679，Ne=1.754～1.771，正高突起(圖5b)，(+)Ne-No=0.082～0.092，具有高級白干涉色(圖7b)，平行消光，正延性，一軸晶正光性。具放射性，無非晶質現象[8]。

通過圖5對比可以看出，氟碳鈰礦比氟碳鈣鈰礦的突起略高，顏色比氟碳鈣鈰礦略黃。

圖5 氟碳鈰礦的板狀晶形(a)氟碳鈣鈰礦的板狀晶形(b)

圖6 氟碳鈰礦的柱狀晶形

圖7 氟碳鈰礦的高級白干涉色(a)氟碳鈣鈰礦的高級白干涉色(b)

圖8 氟碳鈣鈰礦的柱狀晶形

3 兩種礦物在光片下的特征對比

氟碳鈰礦反射率計算值7～8.6，在光片下不顯示雙反射，反射色為棕灰色，不顯多色性；內反射呈蠟黃色或褐黃色；強非均質性(黃灰—消光位顯蠟黃色內反射)；硬度：刻劃4～4.5，壓入520～590，抗磨大于方解石，小于鈉輝石；易磨光。氟碳鈣鈰礦反射率計算值6.4～7.5，在光片下顯弱雙反射，反射色為微帶土黃深灰色，顯弱多色性(棕灰或帶土黃灰—淺綠褐灰)；內反射呈土黃色；顯稍強非均質性，顏色變化不明顯，但沒均質性變化明顯(淺黃灰白—消光位，顯強烈內反射色)；具聚片雙晶(圖1)；硬度：刻劃4.5，壓入352.3～362.1，256～381，抗磨大于螢石；易磨光[9-10]。

4 結 語

本文通過電子探針手段，詳細對比了兩種稀土礦物在薄片和光片下的特征，可以看出兩種礦物在薄片下顏色、突起、晶形等都有細微差別，在光片下反射色、內反射等有細微差別，為以后在巖礦鑒定時準確鑒定這兩種物提供可靠依據。