第一章

不透明礦物在反光顯微鏡下的鑒定第四篇礦物鑒定2/1/20231§1反光鏡的構造和使用礦相顯微鏡是主要用來觀察和研究金屬礦物的一種光學儀器。可以用它來鑒定礦物、研究礦石的工藝性質，為選擇選礦方法和確定選礦工藝流程提供依據；檢查選礦產品，為解決選礦過程中的實際問題提供依據。2/1/20232礦相顯微鏡的構造礦相顯微鏡由機械部分和光學系統兩大部分組成。機械部分由鏡座、鏡臂、鏡筒、旋轉（載）物臺和調節螺旋組成。光學系統由光源、垂直照明器、物鏡和目鏡四個部分組成。2/1/20233§2不透明礦物的光學特征按觀察條件分為以下四類：垂直入射自然光下面觀察：反射力、反射色垂直入射平面偏光下觀察：雙反射(色)垂直正交偏光下觀察：偏光性(色)、內反射(色)斜照光(或暗視域照明)下觀察：內反射(色)2/1/20234自然光與偏振光光波是一種電磁波，其振動方向垂直于傳播方向，是一種橫波。根據光波的振動特點，可分為自然光和偏振光。自然光的特點：在垂直光波傳播方向的平面內作任意方向的振動，且各個方向的振幅相同。偏振光：自然光經一定作用后，可以轉變為只在某一固定方向上振動的光波。如自然光發生雙折射后分解成為振動方向相互垂直的兩種偏光，或自然光通過偏光片后變成單偏光。2/1/20235均質體和非均質體根據晶體的光學性質不同，可以把物質分為均質體和非均質體兩大類。均質體：光學性質在各個方向都相同的物質。一切非晶質礦物和等軸晶系的晶體都是均質體。如玻璃、樹膠、螢石等。非均質體：光學性質隨方向不同而有所變化的礦物。除等軸晶系之外的其他各晶系的礦物都是非均質體。如方解石、輝銻礦、銅蘭等。2/1/20236一、垂直入射自然光及平面偏光下的觀察1、反射力礦物對投射到其磨光面上光線的反射能力。反射力是不透明礦物的最主要鑒定特征，其大小用反射率表示：R＝Ir/Ii×100%反射率的大小可用一定方法進行測定，最常用的測量方法是光電光度法。即把光度轉變為電信號(如電流)加以測量和觀察。普通條件下用簡易比較法觀察礦物反射率的大致范圍。常用標準礦物：黃鐵礦(54.5%)、方鉛礦(43.2%)、黝銅礦(30.7%)、閃鋅礦(17.5%)。2/1/202372、反射色礦物光面對垂直入射光反射所呈現的顏色。是礦物表面選擇性反射色光的結果。礦物的顏色是礦物表色和體色的綜合體現，對不透明礦物而言，其顏色主要取決于表色，反射色與其顏色相近；透明、半透明礦物的顏色主要取決于體色，故反射色與其顏色不同。不同的觀察者對礦物顏色有不同的色感，在描述上有很大的主觀因素。因此有時對礦物的顏色可以采用顏色系數來定量描述。觀察礦物反射色時的注意事項：2/1/202383、雙反射和雙反射色在單偏光鏡下非均質性礦物的光片，礦物亮度發生變化的現象叫雙反射。有些非均質性礦物，在旋轉360度時，不僅有亮度變化，還有顏色或色調濃淡的變化，稱作雙反射色。雙反射產生的原因：非均質性礦物的反射率隨切面方向的不同而不同，不同切面不同方位的反射率也不同。雙反射的大小可用雙反射率δR及相對雙反射率ΔR來表示。礦物雙反射現象是否明顯，主要取決于ΔR的大小。δR＝Rg+RpΔR＝2δR/(Rg+Rp)2/1/20239二、正交偏光鏡下的觀察在礦相顯微鏡中，加進前偏光鏡和上偏光鏡，并使前、上偏光鏡的振動方向相互垂直，叫做正交偏光。在完全正交下整個視域是黑暗的。在正交偏光下觀察的光學性質有偏光性和偏光色、內反射和內反射色。2/1/2023101.偏光性和偏光色礦物的偏光性包括礦物的均質性和非均質性。均質性：均質體礦物的任意方向切面和非均質體的礦物垂直光軸的切面，在正交偏光鏡下旋轉360°時，光面的黑暗程度不變的這種性質。非均質性：非均質體礦物的任意切面方向(不包括垂直光軸的切面)在正交偏光鏡下旋轉360°時，發生四明四暗有規律交替變化的現象，稱作非均質性。在明亮時出現的顏色叫偏光色。2/1/202311礦物的非均質性按照顏色和亮度變化的明暗程度分為以下四級：特強：四明四暗顯著，偏光色鮮明顯著：四明四暗清楚清楚：正交鏡下四明四暗不明顯，在不完全正交下清楚微弱：在不完全正交下隱約可見但通常只分作強非均質性和弱非均質性兩級。2/1/2023122.內反射和內反射色當光照射到礦物光面上，部分光折射透入礦物內部，這部分透射光遇到礦物體內的解理、裂隙或包裹體、空洞不同介質界面時，光線反射透出光面所呈現的現象，稱為內反射。內反射所呈現的顏色，為內反射色。礦物的內反射取決于其透明度。2/1/202313內反射的觀察方法：1)斜照光法：入射光斜射到半透明礦物，遇到傾斜度合適的包裹體、解理縫等界面，再從礦物內部反射出來進入物鏡，此時光線使礦物內部照亮而顯得有透明感。該方法靈敏度較低，適合內反射顯著的一些礦物，如藍銅礦、赤銅礦等。2)正交偏光法：在正交偏光鏡下，由于物鏡的聚斂作用，使射入光片的光各種各樣的方向和入射角，在礦物內部遇到各種界面時，振動方向發生旋轉，其振動方向不再與上偏光鏡垂直，故也能觀察到內反射現象。3)粉末觀察法：用鋼針刻劃礦物光面，然后在斜照光下觀察礦物粉末。2/1/202314§3不透明礦物的其他物理性質一、礦物的晶體形態和結晶習性同一晶形，由于切面方位不同而可出現不同的形態(如下圖)。因此要得出某一礦物的實際晶形，必須觀察一系列的切面形態后，才能恢復其立體形態。礦物的結晶習性，在光面上的表現大致可分為等軸形和延伸形兩類。2/1/202315二、解理和裂開礦物的解理和裂開在光面中表現為一組或幾組平行的裂隙。光片中所出現的解理組數，取決于礦物解理的組數和切片的方位。2/1/202316三、礦物的硬度是礦物鏡下鑒定的一個重要性質。礦相顯微鏡下測試礦物硬度的方法常用的有刻劃硬度、抗磨硬度(拋光硬度)和壓入硬度等三種。2/1/2023171.刻劃硬度一般用銅針和鋼針作為標準，將礦物的硬度分為低(<3.0)、中(3.0～5.0)、高(>5.0)三個等級。刻劃硬度的測定只能在低或中倍物鏡下進行，并先用銅針進行刻劃。2/1/2023182.抗磨硬度當片中有幾種不同礦物連生時，由于各礦物硬度不同，抗磨硬度也就不一樣，在同一光片上硬礦物相對突起，軟礦物相對凹下，軟硬顆粒之間的接觸處，形成一小斜面，導致細小亮線的產生。提升鏡筒時，亮線向軟礦物方向移動；下降鏡筒時，亮線向硬礦物方向移動2/1/2023193.壓入硬度目前在礦相鏡下測定不透明礦物的壓入硬度值，多采用金剛石錐或硬質合金錐在負荷下壓入礦物的光面，根據壓痕大小、形狀和壓入深度來測量礦物抗壓硬度的大小。礦物的顯微壓入硬度不是一個常數，與礦物的化學成分、內部構造、測量條件等因素有關，一般在一定范圍內變化。測量時應以15～30個為宜。2/1/202320§4金屬礦物的簡易鑒定和綜合鑒定金屬礦物的顯微鏡研究，首要任務是要迅速、準確地鑒定礦物。這是礦石和選礦產品工藝性質研究的基礎。2/1/202321一、常見金屬礦物的簡易鑒定根據常見礦物各自較為突出的與其他礦物截然不同的幾個鑒定特征，迅速、準確地鑒定礦物的方法，稱為金屬礦物的簡易鑒定。自然界中常見的金屬礦物只有30～40種，掌握它們的主要鑒定特征，并綜合考慮各項性質，就能迅速、準確地進行鑒定工作。因此需要熟記常見礦物的主要鑒定特征，掌握簡易鑒定方法。2/1/202322二、金屬礦物的綜合鑒定系統地測定未知礦物的物理性質(主要是光學性質)、化學性質和形態特征，然后查對“金屬礦物顯微鏡鑒定表”，以確定礦物名稱，即為金屬礦物的綜合鑒定。綜合鑒定相對比較復雜，一般對不常見的或具有特殊意義的常見礦物，才需進行綜合鑒定。2/1/202323金屬礦物顯微鏡鑒定表是礦物綜合鑒定的主要工具。最常見的有：“表格分組式鑒定表”和“順序排列式鑒定表”。表格分組式鑒定表：根據礦物反射率的大小，以四個標準礦物(黃鐵礦、方鉛礦、黝銅礦、閃鋅礦)的反射率從高到低分為5級。根據刻劃硬度又將每個級別的礦物劃分為高、中、低3個礦物組。按5級3組組合，一共有15個鑒定表，每個鑒定表有10欄。2/1/202324第一欄：礦物名稱、化學組成、晶系第二欄：反射率第三欄：反射色和相對色變第四欄：雙反射和雙反射色第五欄：均質性和非均質性及偏光色第六欄：內反射和內反射色第七欄：硬度第八欄：浸蝕反應第九欄：輔助鑒定特征第十欄：主要鑒定特征及與類似礦物的區別2/1/202325鑒定未知礦物時，首先用簡易比較法與4種標準礦物的反射率進行比較，確定未知礦物的反射率級別，其次用金屬針測定未知礦物的刻劃硬度。根據這兩項結果確定未知礦物在哪個表。觀察和測定未知礦物的其他鑒定特征，與該表中所列礦物的鑒定特征進行對比，綜合分析，最后確定未知礦物的名稱。2/1/202326第三章

松散礦物顆粒鑒定及其他鑒定方法簡介2/1/202327§1松散礦物顆粒鑒定的方法和步驟松散礦物顆粒鑒定表：根據比重進行礦物分組，一般用三溴甲烷(比重2.9)、二碘甲烷(比重3.2)、和克列里奇液(比重4.2)將礦物分為4個比重組；根據礦物硬度將礦物分作3個亞組：<3.0、3.0～7.0、>7.0；確定礦物比重和硬度范圍后，再根據礦物的條痕色、可溶性折射率等其他物理性質特征，查閱相應礦物的鑒定特征，最后確定礦物名稱。2/1/202328§2其他鑒定方法簡介一、電子顯微鏡研究任何顯微鏡的用途都是將物體放大，使物體上的細微部分清晰地顯示出來，幫助人們觀察用肉眼直接看不見的東西。可見光的波長范圍為3900-7600?，而光學顯微鏡的分辨率不可能高于2000?。為進一步提高分辨率，唯一的可能是利用短波長的射線。電子的波動性被發現后，很快就被用來作為提高顯微鏡分辨率的新光源，即出現了電子顯微鏡。目前電子顯微鏡的放大倍數已達到數十萬倍，這是光學顯微鏡所無法達到的。2/1/202329電子顯微鏡由電子光學系統、真空系統和供電控制系統三大部分組成。應用范圍：主要用于固體材料的定性、定量微區成分分析，以及這些材料的微區形貌、微區內成分分布特征等的觀察和分析。它的微區、無損傷分析特點是它的最大優越之處。2/1/202330二、掃描電子顯微鏡掃描電鏡是介于透射電鏡和光學顯微鏡之間的一種微觀性貌觀察手段，優點是：①有較高的放大倍數，20-20萬倍之間連續可調；②有很大的景深，視野大，成像富有立體感；③試樣制備簡單。在礦相學方面主要用來觀察礦石的微觀結構和鑲嵌關系，分析礦石的成因和工藝性等問題。日立S-2460N掃描電子顯微鏡2/1/202331三、X射線衍射分析如果晶體中的原子排列是有規則的，那么晶體可以當作是X射線的三維衍射光柵。在X射線一定的情況下，根據衍射的花樣可以分析晶體的性質。是近代以來晶體結構分析的主要設備。多功能X射線光電子譜儀

2/1/202332四、電子探針電子探針是指用聚焦很細的電子束照射要檢測的樣品表面，用X射線分光譜儀測量其產生的特征X射線的波長和強度。由于電子束照射面積很小，因而相應的X射線特征譜線將反映出該微小區域內的元素種類及其含量，所以利用電子探針分析方法可以探知樣品的化學組成以及各元素的重量百分數。電子探針的最大優點是可以將電子放大成像與X射線衍射分析結合起來，將所測微區的形狀和物相分析對應起來(微區成分分析)。2/1/202333電子探針和掃描電鏡在電子光學系統的構造基本相同，它們常常組合成單一的儀器。用電子探針可以進行定性和定量分析。例如點分析：用于測定樣品上某個指定點的化學成分；線分析：用于測定某種元素沿給定直線分布的情況；面分析：用于測定某種