岩矿鉴定在矿产勘查中的应用

刘荣霞

（甘肃省地质矿产勘查开发局第一地质矿产勘查院，甘肃 天水 741020）

矿产资源是国家能源资源的重要组成部分，做好矿产资源勘查开发和利用，不仅符合“一带一路”政策的要求，还能够为提高国家能源资源安全提供可靠保障[1]。矿产勘查是一项复杂、系统的工作，需要勘查和鉴定矿产的各种化学元素，尤其是我国矿产资源丰富，矿石类型超过3000种，如何快速勘查和鉴定矿产类型，成为困扰矿产勘查工作人员的难题[2]。岩矿鉴定在矿产勘查领域的运用能够对矿产资源的类型、矿物之间的关联等进行快速、准确地鉴定，为矿石化学成分分析和矿产勘查与鉴定工作提供可靠的技术支撑。

1 岩矿鉴定的概念和发展历程

1.1 岩矿鉴定的概念

岩矿鉴定以各种矿物学原理和理论为基础，通过对岩石进行打磨，将其制作为岩石光片、岩石薄片以及人工重砂等，并借助岩石偏光显微镜、反射偏光显微镜等分析矿产的特性，确定矿产的类型，能够确定矿产各种矿物质的大致含量，为矿产资源的开发和利用提供参考和帮助[3]。

1.2 岩矿鉴定的发展历程

我国岩矿鉴定的发展历程表现为四个阶段，分别是：

起步阶段：20世纪50年代，岩矿鉴定逐渐起步，老一辈的地质工作人员采用人工实地勘查的方式采样并分析全国各地的矿石资源，为岩矿鉴定工作提供了类型丰富的样本资源。发展阶段：20世纪80年代，从国家层面重视岩矿鉴定工作，在全国范围创建了众多岩矿鉴定工作室、实验室等，众多鉴定工作人员参与到岩矿鉴定工作中，并获得了众多显著的成果。萧条阶段：20世纪90年代，国家事业单位改革浪潮的推动，尤其是地质单位实施裁员，导致岩矿鉴定实验室和人员数量急剧减少，岩矿鉴定工作呈停滞不前状态。恢复阶段：进入21世纪，矿产资源勘查工作上升至国家层面，创建了众多岩矿鉴定院所、实验室等，并且各大高校地质专业都开设岩矿鉴定课程，为矿产勘查岩矿资源鉴定工作输送了大量的应用型人才，同时为加速岩矿鉴定恢复和快速发展提供了可靠保障。

2 岩矿鉴定的特征及其在矿产勘查中的应用要素

2.1 岩矿鉴定的特征

岩矿鉴定工作的特征主要包括以下几个方面：第一，对设备性能要求高：矿产勘查应用岩矿鉴定方法时，需要依靠先进的仪器设备，对设备性能的要求非常高，例如鉴定装置、制片装备等，尤其是鉴定装置的偏光显微镜，并且对鉴定工作人员的操作要求严格。在鉴定过程中需要严格按照相关标准和规范进行操作，防止造成显微镜的损坏[4]。第二，鉴定速度慢：矿产资源岩矿鉴定过程中会受众多因素的干扰，例如制片操作、鉴定操作，尤其是矿产样品的化学成分比较复杂，需要实验室的鉴定工作人员进行细致、全面的检测和鉴定，工作量大小和鉴定时间、鉴定速度呈反相关，鉴定样品越多，工作量越大，鉴定速度越慢，鉴定时间越久。

2.2 岩矿鉴定在矿产勘查中的应用要素

矿产勘查应用岩矿鉴定时，需要严格控制各个要素，按照既定的程序进行操作，具体表现为：

第一，样品加工：样品加工是矿产勘查岩矿鉴定的第一步，从现场采取检测样品，在进行试验样品选择时需要避免选择体积过大的岩石，为了方便后续试验操作，需要选择大小适中的样品，并对样品进行加工处理，将样品制作成薄片或者粉末，如果磨成粉末需要对其细度进行控制，避免细度不足影响鉴定结果的准确性。第二，初步定性和半定量分析：当对采集的试验样品进行初加工后，需要采用化学分析法、反射光谱分析法，对加工之后的试验样品进行初步定性分析、半定量分析。具体操作时需要初步确定试验样品的化学成分，然后根据检测标准、相关文献等验证初步定性结果，保证半定量分析结果的有效性。第三，样品鉴定：完成上述两个步骤后，鉴定工作人员需要根据样品的实际情况和现场的试验条件，确定最终的鉴定分析计划和方案。根据国家鉴定标准和操作规范，对试验样品进行鉴定，在此过程中需要保证鉴定操作的规范性和严谨性。第四，鉴定结果分析和审核，当试验样品鉴定作业结束后，为了保证鉴定结果的可靠性和准确性，需要做好试验样品鉴定结果的分析和审核工作。

3 岩矿鉴定在矿产勘查的实际应用案例

本文以某非金属矿为例，采用岩石薄片方式，探究岩矿鉴定在矿产勘查中的实际应用要点，具体表现为：

3.1 实验试剂和器材

采用岩石薄片实验前，需要做好试剂、仪器设备准备工作。本实验需要的仪器设备包括：抛光机，型号为YBPG-250；磨片机，型号包括JKIM-125C和JKTM-250A；偏光显微镜，型号为Carl Zeiss Axio Scope.A1）；切片机，型号为YBQP-200。实验需要的试剂为三氧化二铬，光学树脂胶。

3.2 岩石薄片制作

岩石薄片的制作步骤表现为：

第一步，根据实验的实际需求，采用YBQP-200切片机将样品切割成岩石薄片，因为本实验的岩石样本硬度较高，在进行切片处理时，将岩石薄片的厚度控制在3mm左右；第二步，采用JKTM-250A磨片机将切好的岩石薄片打磨成规格为2.4mm×2.4mm的正方体，将其放置在铁板上，为了保证岩石薄片两面厚度相同，采用金刚砂和水对岩石薄片进行打磨处理，将厚度打磨至2mm左右；第三步，采用清水对岩石薄片两面进行清洁，把表面的杂志等清理干净，再将其放置在铁板上进行打磨处理，或者采用JKTM-250A磨片机进行打磨处理，并采用粒径较小的钢铝石进行打磨处理，打磨结束后用清水清理，并进行烘干操作，采用树胶将岩石薄片打磨好的一面粘在载玻片上；第四步，采用金刚砂和水，打磨岩石薄片的另一面，最终将岩石薄片的厚度控制在0.03mm左右，并采用钢铝石做好抛光处理。岩石薄片达到该厚度后，如果含有石英，则岩石薄片会呈微黄色，若含有石英和长石，则岩石薄片会呈白色与灰白色；第五步，当岩石薄片的厚度达到0.03mm，需要对其进行清洗和烘干处理，并在盖玻片上滴加少量加拿大树胶，经过加热后将其盖在岩石薄片上，将载玻片上的空气排除干净。在进行岩石薄片制作时，因为具有一定的方向感，要求在进行岩石薄片制作过程中，需要与延长方向保持平行关系。

3.3 偏光显微镜检测

岩石薄片制作完成后，需要将其放置在Carl Zeiss Axio Scope.A1型偏光显微镜下进行观察。观察前需要明确偏振镜的振动方向，并调节好偏光显微镜的焦距、物镜以及目镜，保证实验人员能够清晰地观察岩石薄片的性状，同时还需要电脑拍照，便于分析和检验。

3.4 结果分析

采用偏光显微镜观察该岩石薄片，并借鉴矿物学原理和理论，得出最终的鉴定结果，具体结果如表1所示：

表1 本实验岩石薄片矿物成分、含量以及特征结果表

由表1可知，岩石薄片中的矿物成分众多，包括紫苏辉石、角闪石、磁铁矿、石英石、黑云母以及斜长石。由于含有15%石英，岩石薄片呈白色或灰白色；其中斜长石的含量最高，达到40%～50%之间，粒径较大，介于0.5mm～1mm之间；黑云母的排列呈定向状态，为片状或鳞片状；紫苏辉石的含量虽然只有1%，但多色性非常突出；磁铁矿含量为5%，表现为自形晶，粒径较小，在0.5mm～1mm之间；角闪石的含量较少，有55°的夹角。

影响偏光显微镜观察结果准确性的因素较多，主要包括：①偏光显微镜的性能，若其性能较低，将会对成像品质产生负面影响，该实验采用的Carl Zeiss Axio Scope.A1型偏光显微镜性能可以满足岩石薄片实验的需求；②视场光栏影响：视场光栏过小、过大都会对成像亮度产生负面影响；③机械平台的影响：机械平台的稳定性越高、精度越高，其成像质量越高；④调焦的影响：调焦的精度直接影响实验结果的准确性，需要实验操作人员熟练地掌握调焦系统的操作技巧；⑤照明的影响：在实验过程中需要采用色温高、温度低的照明设备，能够提高成像的锐利度与分辨率。

4 结语

矿产勘查工作中岩矿鉴定工作具有无可取代的地位，在矿产勘查中的应用能够快速、准确地鉴定矿产的种类和含量，并且鉴定成本较低，在矿产勘查领域的运用越来越广泛。本文采用实验的方法，借助岩石薄片对某非金属矿进行勘查，经过鉴定，分析岩石薄片中含有紫苏辉石、角闪石、磁铁矿、石英石、黑云母以及斜长石等成分。经过试验表明，岩矿鉴定在矿产勘查领域的运用，能够直观、快捷地鉴定矿物品种和相关含量，值得在矿产勘查行业推广和使用。