巖礦鑒定法在錳礦分析中的應用

高爽

【摘 ?要】巖礦鑒定法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，通過礦物的光性特征鑒定礦物。他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、最快速的一種地質分析研究手段。本文通過對工作中遇到的某錳礦區系列樣品進行巖礦鑒定，對礦區內錳礦在不同溫度下的變化給出鑒定說明，為該礦區錳礦類型及變化提供了有力依據。

【關鍵詞】巖礦鑒定法;錳礦應用;

前言：

盡管我們無法用肉眼去識別地殼運動，但它是真真切切的存在，在這一過程中會發生一定的物質變化，其中包含了許多不同類型的化學元素。因受其物質自身特征的影響，我們通常稱之為礦石，而在他們形成的過程中由于受到地質條件的影響而表現出不一樣的特征，所以，這就可以從礦石的特征著應用相關鑒定方法展開鑒定工作。

一、簡述巖礦鑒定法

1.由于受到地殼運動作用力的影響，地球中各種不同的物質會發生一定的相互作用，且長期受到物理與化學作用的影響而逐漸形成巖礦礦石。巖礦礦石在形成過程中，由于相關條件存在一定差異性，再加上受到復雜地質作用及干擾而致使它們所表現出來的特征也存在較大差異。而巖礦鑒定法主要是將巖石打磨成薄片、光片和探針片等形態，再通過偏光顯微鏡并運用晶體光學和礦相學等相關知識作為指導，從而以礦物光性特征為突破點實施鑒定。這種鑒定方法對礦物類型進行鑒定，只需要極少時間便可以完成，同時，還可以很好地對礦物間的各種關系進行清晰地描述，以便更好地為礦物開采提供更大的參考價值，也因此學運用該方法對地質特征進行分析和研究。

2探析巖礦鑒定的特點

對設備有著極高的要求。在巖礦鑒定工作中，所需使用到的設備可以分為制片和鑒定兩種不同的設備。其中制片設備相對較為簡單，而鑒定設備則主要由偏光顯微鏡和輔助設備共同組成。與錘子、軟盤和放大鏡等相比，顯微鏡就比較貴重一些，正因如此也致使巖礦鑒定工作難以實現大規模化發展。

鑒定進程緩慢。對于巖礦鑒定來講，其過程十分復雜，主要由制片和鑒定兩個不同的環節來完成。因在鑒定過程中，需要對樣品進行加工處理，所以在制片這一環節中往往需要耗費大量的時間，與此同時，鑒定工作人員也需要做好相關數據分析工作，從而致使鑒定進程較為緩慢。

二、實驗

1.樣品制備。將巖石切割呈35 mm ×25 mm，厚15 mm 的長方體，用120 號金剛砂在粗磨盤上磨平兩面，并在巖片背面寫上編號，將巖片放入烘箱內烘干。取出烘干巖片，用刷子在表面涂上一層混合膠液（混合膠液為環氧樹脂R6101 與三乙醇胺按照10∶1 比例調成）后再次放入烘箱內烘干。用120 號金剛砂粗磨，400 號金剛砂細磨至平面光滑，洗凈烘干后將載玻片用混合膠液粘在巖片上，并放入烘箱內烘干。烘干后用切片機將載玻片上巖片切薄，并使用120號金剛砂將巖片磨至厚約0.1 mm 后，用400 號金剛砂細磨至0.05 mm 左右，細磨后在玻璃板上用碳化硼3.5 精磨至0.04 mm 厚。最后采用海軍呢和氧化鉻拋光液，將探針片拋光。

2.樣品分析。將磨制好的探針片放在OLYMPUS BX53 偏反光顯微鏡下進行觀察，通過偏光顯微鏡對透明礦物進行鏡下觀察，運用晶體光學、巖石學內容，確定巖石的礦物組成，結構構造，蝕變及變質特征等。并通過反射光對不透明礦物進行測定。

3.實驗結果。20℃條件下礦物特征。通過偏光顯微鏡下鑒定，在20℃條件下，巖石具含粗粒細中粒砂狀結構，塊狀構造。礦物組成為陸源砂（50%）、菱錳礦（45%）、填隙物（5%），根據其礦物組成及結構構造，其定名為菱錳含粗粒細中粒巖屑長石砂巖。陸源砂成分包括長石端元、石英端元、巖屑端元，砂粒呈棱角狀、次棱角狀，分選性差，磨圓差，雜亂分布，粒度一般0.25 ～0.5 mm 為中砂，部分0.05 ～0.25 mm 為中砂，少部分0.5 ～0.7 mm 為粗砂。長石端元包括斜長石、鉀長石，斜長石輕高嶺土化、絹云母化、碳酸鹽化;鉀長石為正長石、條紋長石，輕高嶺土化。石英端元主為單晶石英，部分為硅質巖，少數為石英巖。巖屑端元包括粘土巖、絹云板巖、變質粉砂巖等。菱錳礦呈半自形—他形粒狀，粒度一般<0.01 mm，集合體主呈團狀集中分布;少數粒度0.01 ～0.05 mm，零散分布。填隙物由粘土質雜基、鈣質膠結物組成，顆粒支撐，孔隙式膠結。粘土質呈隱晶狀、微鱗片狀，少數已變為鱗片狀絹云母，粒度<0.05 mm，填隙狀分布。鈣質膠結物為他形粒狀方解石，填隙狀分布，粒度0.1 ～0.6 mm。2.2 100 ～600℃條件下礦物變化特征在100 ～600℃條件下，陸源砂的礦物成分、含量及結構特征未見改變。在100℃條件下，菱錳礦團塊與在20℃條件下的菱錳礦團塊比較，含量明顯減少，由45%降低到35% ～40%，且菱錳礦作為填隙物的含量增加，由少量增加到10% ～15%。在300℃條件下，菱錳礦團塊數量繼續減少到30% ～35%，菱錳礦作為填隙物的含量增加到15% ～20%。在600℃條件下，菱錳礦已全部變為錳礦，填隙狀分布于陸源砂間。在100℃條件下，填隙物多數已被菱錳礦替代，粘土質雜基已不見，只見少量鈣質膠結物殘留。在300℃條件下，填隙物已全部被菱錳礦替代，粘土質雜基、鈣質膠結物均已不見。在600℃條件下，填隙物已全部變為不透明錳礦物，錳礦物呈隱晶質集合體，由于顆粒細小錳礦種屬無法分辨。

4.討論。該區錳礦物在20℃時為菱錳礦，主呈團塊產出，隨著溫度的增加菱錳礦團塊逐漸減少，作為填隙物出現的菱錳礦逐漸增加，當溫度達到600℃時，菱錳礦全部轉變為不透明的錳礦物，通過反射光觀察，不透明錳礦呈隱晶質，顆粒邊界不清晰，礦物光性特征無法確定，無法分辨其種屬。菱錳礦與菱鐵礦、菱鎂礦光性特征相似，均為正低突起、高級白干涉色，一軸晶負光性[5]，遇茜素紅試劑、HCl 不反應，通過偏光顯微鏡對其光性特征進行分析無法準確確定其種屬，本次實驗分析是通過野外地質情況，并且巖石與H2 O2 反映起泡，確定為菱錳礦。通過實驗及礦石成像分析，可以得出：1）探針片相較于薄片的優勢在于，探針片既可以在透射光下觀察透明礦物特征，又可以在反射光下觀察不透明礦物特征，避免了同一礦樣切制呈薄片與光片兩個樣品，由于位置不同造成薄片與光片鑒定結果存在差異;2）巖礦鑒定法可以快速、直觀的確定礦物種屬、含量及礦物間的相互關系、結構構造，并清晰的判斷礦物的反應及變化，這為判斷巖石成因、礦床類型等提供了重要證據;3）巖礦鑒定法作為重要的巖石分析手段，對于一些半晶質、顯微隱晶質礦物及礦物亞類的劃分存在一定難度。

結束語：

巖礦鑒定法是采用偏反光顯微鏡，對巖石礦物的各種光學參數進行測定，是鑒定巖石礦物的重要手段。通過巖礦鑒定法對某錳礦區系列樣品鑒定分析，得出巖礦鑒定法能夠快速、準確的確定礦物及巖石名稱，并且直觀的觀察到礦物成分、結構、構造的變化，但對于隱晶質礦物、某些相似礦物亞類的識別，巖礦鑒定法依然存在不足。

參考文獻：

[1]柴琦敏. 巖礦鑒定在地質工作中的應用淺談[J]. 世界有色金屬，2019，（8）：193-195.

[2]趙慧濤，張麗娜，胡艷宏，等. 巖礦鑒定法礦石特征分析中的應用[J]. 山東冶金，2020，37（02）：79-80.