試論巖礦鑒定及其在地質(zhì)工作中的應(yīng)用

張愛　解瀚濤

摘要：巖礦鑒定是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)地質(zhì)工作，對(duì)提高地質(zhì)工作質(zhì)量、加強(qiáng)綜合研究、開展學(xué)術(shù)交流以及進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查、礦產(chǎn)勘查工作等均具有重要意義，是地質(zhì)工作者應(yīng)該而且必須掌握的技術(shù)。本文詳細(xì)論述了巖礦鑒定的概念，我國巖礦鑒定的進(jìn)展歷程，巖礦鑒定在巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖中分別側(cè)重研究哪些內(nèi)容，以及巖礦鑒定在地質(zhì)工作中的應(yīng)用與重要性，分析了目前我國巖礦鑒定工作中存在的主要問題及其原因，并提出了加強(qiáng)改進(jìn)巖礦鑒定工作的對(duì)策和建議。

關(guān)鍵詞：巖礦鑒定；結(jié)構(gòu)構(gòu)造；地質(zhì)工作

地質(zhì)工作是一項(xiàng)專業(yè)性和實(shí)踐性很強(qiáng)的科學(xué)工作，無論是地質(zhì)調(diào)查還是地學(xué)研究都涉及廣泛的專業(yè)知識(shí)和各個(gè)方面實(shí)際工作技巧。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，地質(zhì)科學(xué)自身的完善和發(fā)展，尤其是化學(xué)和物理學(xué)的飛速發(fā)展，先進(jìn)的化學(xué)分析方法和元素測試新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，但偏光顯微鏡下巖礦薄片鑒定依然是其他地質(zhì)研究方法中不可取代的基本方法，這是因?yàn)槠怙@微鏡下能夠直觀的看到巖石礦物的形態(tài)大小、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、成分含量、礦物之間的相互關(guān)系、成因信息，這些都是不管多先進(jìn)的分析測試技術(shù)都無法替代的。

1.巖礦鑒定的概念及我國巖礦鑒定的發(fā)展階段

1.1巖礦鑒定的概念

巖礦鑒定，應(yīng)用各種礦物學(xué)原理與方法，通過礦物的光、電、聲、熱、磁、重、硬度、氣味等以及其主要的化學(xué)成分特征，對(duì)巖石、礦物樣品、包括光（薄）片、砂片、碎屑、粉末進(jìn)行觀察、鑒定以區(qū)別其礦物類別，以及研究巖石、礦石的主要礦物組成、礦物成生序列，結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、巖（礦）石類型的技術(shù)方法。包括薄片鑒定、光片鑒定、拋光薄片鑒定、顯微照相、費(fèi)氏臺(tái)測定、薄片粒度分析、定向薄片鑒定以及重砂鑒定，本文主要討論薄片的鑒定，即將礦物或巖石標(biāo)本磨制成薄片，在偏光顯微鏡下觀察透明礦物的結(jié)晶特點(diǎn)，測定其光學(xué)性質(zhì)，確定巖石的礦物成分，研究它的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，分析礦物的生成順序，確定巖石類型及其成因特征，最后定出巖石的名稱。另外，光片的鑒定只能觀察不透明礦物含量及內(nèi)容，應(yīng)用于礦石的鑒定，也要附帶薄片。

巖礦鑒定需要的專業(yè)技術(shù)知識(shí)也非常廣泛，包括結(jié)晶學(xué)、礦物學(xué)、晶體光學(xué)、光性礦物學(xué)、成因礦物學(xué)、巖石學(xué)（巖漿巖巖石學(xué)、沉積巖巖石學(xué)、變質(zhì)巖巖石學(xué)）、地層古生物學(xué)、礦床學(xué)、地球化學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、區(qū)域地質(zhì)學(xué)等。

1.2我國巖礦鑒定的發(fā)展階段

我國巖礦鑒定的發(fā)展分為四個(gè)階段：

（1）起始階段：20世紀(jì)50年代，老一輩的地質(zhì)工作者們親自到野外進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，采集樣品并鑒定，野外與室內(nèi)的結(jié)合，為后期巖礦鑒定的發(fā)展提供了大量的樣本，具有重要的意義。

（2）發(fā)展階段：20世紀(jì)50～80年代，伴隨1：20萬及1：5萬區(qū)調(diào)的展開，需要采集大量薄片樣品，全國各地都成立了自己的巖礦鑒定科室，巖礦鑒定人員分配到項(xiàng)目中，一同出野外踏勘并采集樣品，野外與室內(nèi)、宏觀與圍觀的結(jié)合，使我國巖礦鑒定工作得到迅速發(fā)展，取得了許多優(yōu)異的成果。

（3）蕭條階段：20世紀(jì)90年代，隨著國家事業(yè)單位改革，職工下崗政策的出現(xiàn)，地質(zhì)單位也實(shí)行了人員裁減，巖礦鑒定組多數(shù)解體或急劇萎縮，部分年輕鑒定人員流失，再加上老一輩巖礦鑒定工作者逐漸退休，致使巖礦鑒定也陷入低潮，成果相對(duì)較少。

（4）恢復(fù)階段：21世紀(jì)以來，雖然地質(zhì)工作逐步復(fù)蘇，全國各地質(zhì)單位也在各大高校招聘了一批地質(zhì)專業(yè)高校畢業(yè)生，但專門從事巖礦鑒定方面的人才還是非常少，也鮮少見有關(guān)巖礦薄片鑒定的討論和成果發(fā)表，單位區(qū)調(diào)礦調(diào)項(xiàng)目的薄片樣品多外送至有關(guān)鑒定院所或請(qǐng)退休鑒定人員鑒定，因此相關(guān)高校和地質(zhì)單位今后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)巖礦鑒定方面人才的培養(yǎng)。

2.巖礦鑒定在地質(zhì)工作中的應(yīng)用

2.1巖礦鑒定在巖漿巖中的主要鑒定內(nèi)容及應(yīng)用

（1）侵入巖

侵入巖的結(jié)晶程度較高，粒度較粗，薄片鑒定主要觀察其結(jié)晶程度、礦物顆粒的形態(tài)大小、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、成分含量、礦物顆粒問的相互關(guān)系以及巖石的次生變化。巖石的分類命名要嚴(yán)格按照QAPF雙三角圖解進(jìn)行。侵入巖的特征結(jié)構(gòu)是半自形粒狀結(jié)構(gòu)（圖1），是由巖漿結(jié)晶作用形成，其特點(diǎn)是礦物的自形程度比較高，具有一定的長寬比。侵入巖還有他形粒狀結(jié)構(gòu)等粒結(jié)構(gòu)、不等粒結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu)、文象結(jié)構(gòu)、蠕蟲結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)等，構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造，還有斑雜構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造等。

（2）火山巖

火山巖包括火山熔巖和火山碎屑巖。巖石命名要簡單明了，體現(xiàn)成分和成因，為地質(zhì)調(diào)查提供巖性巖相劃分依據(jù)。

火山熔巖多數(shù)由斑晶和基質(zhì)組成，少數(shù)無斑晶。斑晶礦物結(jié)晶早，自形程度好，常見溶蝕現(xiàn)象，有時(shí)具反應(yīng)邊和暗化邊；基質(zhì)礦物為地表驟冷形成，結(jié)晶程度低，常為隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)，玻璃質(zhì)易發(fā)生脫玻化，逐漸轉(zhuǎn)化為結(jié)晶物質(zhì)。薄片鑒定主要觀察斑晶基質(zhì)各自的形態(tài)大小、成分含量以及巖石的次生變化。火山熔巖的常見結(jié)構(gòu)為斑狀結(jié)構(gòu)（圖2），基質(zhì)結(jié)構(gòu)主要有微晶結(jié)構(gòu)、霏細(xì)結(jié)構(gòu)、隱晶結(jié)構(gòu)、球粒結(jié)構(gòu)、球顆結(jié)構(gòu)、微嵌晶狀結(jié)構(gòu)、微文象結(jié)構(gòu)、交織結(jié)構(gòu)、玻晶交織結(jié)構(gòu)、粗面結(jié)構(gòu)、間粒結(jié)構(gòu)、間隱結(jié)構(gòu)、玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)等；構(gòu)造主要有塊狀構(gòu)造、流紋構(gòu)造、珍珠構(gòu)造、氣孔構(gòu)造和杏仁構(gòu)造、石泡構(gòu)造和球泡構(gòu)造等。

火山碎屑巖主要觀察火山碎屑物的粒度、成分、形態(tài)、結(jié)構(gòu)構(gòu)造以及火山碎屑巖的類型。火山碎屑物主要包括巖屑、晶屑、玻屑、漿屑。巖屑晶屑多呈棱角狀、屬剛性碎屑；玻屑有呈凹面棱角狀、雞骨狀、月牙狀等剛性的，也有呈壓扁拉長狀、撕裂狀等塑性的；而漿屑屬塑性碎屑。火山碎屑巖的結(jié)構(gòu)主要有集塊結(jié)構(gòu)、火山角礫結(jié)構(gòu)、凝灰結(jié)構(gòu)（圖3）、塑變碎屑結(jié)構(gòu)、碎屑熔巖結(jié)構(gòu)、沉凝灰結(jié)構(gòu)，構(gòu)造主要有塊狀構(gòu)造、角礫斑雜構(gòu)造、假流動(dòng)構(gòu)造、層理構(gòu)造、粒序構(gòu)造。火山碎屑巖由于礦物成分不穩(wěn)定，孔隙度發(fā)育，容易發(fā)生次生變化形成一些有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的非金屬礦產(chǎn)，例如，膨潤土、沸石、瑪瑙等。

2.2巖礦鑒定在沉積巖中的主要鑒定內(nèi)容及應(yīng)用

（1）陸源沉積巖

陸源沉積巖包括礫巖、砂巖（圖4）、粉砂巖和粘土巖，薄片中主要觀察碎屑的形態(tài)大小、成分含量、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、分選性、磨圓度、膠結(jié)類型、顆粒支撐類型。巖石命名嚴(yán)格按照QFR圖解。對(duì)砂巖進(jìn)行粒度分析，為沉積環(huán)境研究提供依據(jù)；對(duì)巖石的微裂縫及孔隙度進(jìn)行觀察、分析和鑒定，為找油氣提供資料等。

（2）內(nèi)源沉積巖

內(nèi)源沉積巖包括碳酸鹽巖（圖5）、硅質(zhì)巖、鋁質(zhì)巖、錳質(zhì)巖、鐵質(zhì)巖、磷質(zhì)巖和蒸發(fā)巖，本文主要討論碳酸鹽巖，其命名采用結(jié)構(gòu)成因分類。薄片中主要觀察粒屑（內(nèi)碎屑、生物碎屑、包粒、球粒、團(tuán)塊）的形態(tài)大小、成分含量，泥晶基質(zhì)、亮晶膠結(jié)物的形態(tài)大小、成分含量，粒屑膠結(jié)物的結(jié)構(gòu)類型，粒屑碳酸鹽巖的膠結(jié)類型。碳酸鹽巖還具有生物骨架結(jié)構(gòu)、晶粒結(jié)構(gòu)和殘余結(jié)構(gòu)等。碳酸鹽巖的幾種特殊構(gòu)造有疊層構(gòu)造、鳥眼構(gòu)造、示底構(gòu)造、縫合線構(gòu)造。對(duì)可能存在的化石進(jìn)行初步鑒定，為進(jìn)一步的化石鑒定、地層時(shí)代及古生態(tài)環(huán)境的研究提供資料。

2.3巖礦鑒定在變質(zhì)巖中的主要鑒定內(nèi)容及應(yīng)用

變質(zhì)巖（圖6）中薄片主要觀察粒度、礦物成分、含量、形態(tài)、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、變質(zhì)礦物共生組合、變質(zhì)程度以及變質(zhì)相。變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)有變余結(jié)構(gòu)和變晶結(jié)構(gòu)。變余結(jié)構(gòu)是指重結(jié)晶不徹底，原巖中的礦物成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造部分被保留下來，一般出現(xiàn)于低級(jí)變質(zhì)巖石中，常可直接查明原巖礦物成分及成因類型，研究結(jié)構(gòu)構(gòu)造對(duì)恢復(fù)原巖有一定意義，對(duì)判斷原巖所經(jīng)歷的變質(zhì)環(huán)境、方式及強(qiáng)度、變質(zhì)巖形成史提供依據(jù)。變晶結(jié)構(gòu)是巖石在變質(zhì)作用過程中重結(jié)晶所形成的結(jié)構(gòu)，一般是全晶質(zhì)的，同一世代的礦物沒有明顯的先后結(jié)晶順序，礦物顆粒排列緊密、彼此鑲嵌或相互包裹。變晶結(jié)構(gòu)主要有等粒、不等粒變晶結(jié)構(gòu)，全自形、半自形、他形變晶結(jié)構(gòu)，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，齒狀粒狀變晶結(jié)構(gòu)，角巖結(jié)構(gòu)，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，纖狀變晶結(jié)構(gòu)，包含、篩狀、穿插變晶結(jié)構(gòu)，次變邊結(jié)構(gòu)。變質(zhì)巖的構(gòu)造主要有變余構(gòu)造和變成構(gòu)造。變余構(gòu)造指變質(zhì)巖中仍保留的原巖的構(gòu)造特征。變成構(gòu)造包括斑點(diǎn)狀構(gòu)造、板狀構(gòu)造、千枚狀構(gòu)造、片狀構(gòu)造、片麻狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造和條帶狀構(gòu)造。

3.目前巖礦鑒定工作中存在的問題和改進(jìn)的方法

3.1目前巖礦鑒定工作中存在的問題

（1）野外有些樣品的采集缺乏代表性，致使所采集的樣品不能反應(yīng)整個(gè)地質(zhì)體的信息。（2）我國目前各地質(zhì)單位都缺乏巖礦鑒定的專業(yè)技術(shù)人員。巖礦鑒定是一門非常細(xì)致，專業(yè)技術(shù)性又特別強(qiáng)的科學(xué)，需要懂得各門地質(zhì)學(xué)科，鑒定過程中需要平心靜氣，而且?guī)r礦鑒定的培養(yǎng)是一個(gè)漫長的過程，需要時(shí)間的慢慢積累。老一輩的巖礦鑒定工作者已陸續(xù)退休，而年輕的巖礦鑒定工作者人員不僅數(shù)量少，而且經(jīng)驗(yàn)相對(duì)缺乏。（3）野外工作與室內(nèi)鑒定沒有很好地結(jié)合起來。現(xiàn)在的巖礦鑒定人員大都不出野外參與地質(zhì)調(diào)查，而野外的地質(zhì)人員也很少參與室內(nèi)巖礦鑒定，所以就導(dǎo)致了室內(nèi)鑒定與野外調(diào)查不同程度地相脫節(jié)。

3.2目前巖礦鑒定工作中需要改進(jìn)的方法

（1）加強(qiáng)野外地質(zhì)工作人員的責(zé)任心，嚴(yán)格按項(xiàng)目規(guī)范采集合理的樣品。（2）加強(qiáng)巖礦鑒定工作人員的培養(yǎng)，一是各大高校多開展相關(guān)的課程，二是各地質(zhì)單位多重視巖礦鑒定技術(shù)的培訓(xùn)，三是作為巖礦鑒定工作人員自己也應(yīng)該多努力學(xué)習(xí)相關(guān)的專業(yè)知識(shí)。（3）加強(qiáng)巖礦鑒定人員與野外地質(zhì)工作人員的有機(jī)配合，巖礦鑒定人員也應(yīng)該出野外進(jìn)行實(shí)地踏勘，野外地質(zhì)工作人員也應(yīng)該參與室內(nèi)巖礦鑒定，二者要多溝通多研究。

4.結(jié)語

巖礦鑒定是地質(zhì)工作中一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容，指導(dǎo)野外地質(zhì)工作。綜上，通過對(duì)巖礦鑒定的概念、主要鑒定內(nèi)容的分析，我們知道了巖礦鑒定的重要性，面對(duì)目前我國巖礦鑒定工作中的種種問題，我們更應(yīng)該重視，積極努力的加以改進(jìn)，為我國地質(zhì)工作水平的提高，為找礦工作的順利實(shí)現(xiàn)做出更大的貢獻(xiàn)。