岩矿鉴定法在矿石特征分析中的应用研究

刘二情，王艳凯，赵力颖，程学芹，张 悦，马梦玲

（河北省区域地质调查院，河北 廊坊 065000）

矿石有两大种类，金属矿物与非金属矿物。能够提取到有用物质或者自身存在能够利用的物质的被称为矿石。不同种类的矿石含有不同的化学元素，有些矿石内包含的化学元素不止一种，是化学元素的综合体，是由于地壳运动的影响产生。矿石产生的环境与原因有很多种，矿石内的化学元素也会因为环境等因素而形成不同的组合，形成过程中受到物理原因的影响也会造成不同矿石，矿石由于受到不同的因素影响而形成不同的矿石特点。矿产企业对已知的矿石进行分析，根据矿石含的元素及元素组合，对矿石进行分类。矿产企业在进行矿石开采前，要分析矿井内的矿石，根据矿石成分选择采矿机器，利用现代化技术进行科学开采[1]。对矿石进行成分分析普遍使用的方法是岩矿鉴定法。使用偏光显微镜来观测矿石的成分与结构是岩矿鉴定法的主要方法，对岩石进行切片，放入显微镜中观察，以此来确定矿石的成分。下文主要是使用岩矿鉴定法开展实验，对矿石的成分、特点进行分析。

1 岩矿鉴定法概述

地球内部存在各种各样的物质，包含着大量不同的化学元素，这些物质在长期垂直、水平地壳运动引起的火山爆发、各大版块分裂、地震等自然现象作用下形成不同元素组成的矿石。不同元素组成的矿石形成原因各不相同，受不同地壳运动的影响，形成的矿石具备的特征、特性也不同。矿石的种类繁多，组成元素不一，需要使用岩矿鉴定法才能够明确矿石种类，并且还能够通过鉴定法了解矿石形成的原因及来源，还能进一步追溯各种矿石形成时的联系、演变关系，从而给矿石开采提供更有价值的科学参考。

本文主要是对某地区的岩石进行岩矿鉴定作为例子，分析该地区矿石的分布特点、元素特征等，进一步了解该地区形成矿石的具体化学成分，为该地区接下来有效开发利用矿石提供科学依据。

2 岩矿鉴定法的具体运用

矿产企业进行矿物开采前，要先对开采地的矿石进行分析鉴定，取得矿石的有效信息后，首先确定矿石的特性，才能根据矿石的特征使用相应的开采方法[2]。本文主要是以某地区的矿石作为例子进行实验分析，使用岩石鉴定法来研究该地区矿石的基本特征。

2.1 准备阶段

此次鉴定实验，实验人员使用的实验工具是OLYMPUSBX51型号的偏光显微镜来察看矿石中的化学物质。将矿石切片的仪器使用的是JKOP-300型号的岩石切片机。打磨机器使用的是JKTM-250A型号的磨片机，能够对矿石进行精准有效打磨。

抛光处理的仪器使用的是JKPG-250B型号的抛光机，使用抛光机进行矿石抛光时，还要添加抛光试剂，本次实验使用三氧化二铬光学树脂胶。

2.2 具体试验过程

制作岩石薄片：第一步根据实验要求，使用岩石切片机将矿石切成厚度符合标准的切片。如果需要切片的岩石是硬度较高、结构较密的品种，实验人员就必须控制切片厚度，厚度范围在3mm左右，这样能够最大限度保障数据有效准确。第二步，使用磨片机打磨切片，把矿石切片磨成适合放入显微镜中的正方形，大小控制在24mm×24mm以内。接着把制作好的切片放在铁盘上，使用水和金刚砂进行二次打磨，金刚砂要选用颗粒较大较粗的，使用这样的打磨方法切片厚度可以达到较为均匀的标准，把切片两个面的厚度控制在2mm的最佳厚度上。用清水把切片洗干净后，把切片放在铁盘上或放到磨片机上再次进行打磨，根据实验要求的厚度为打磨标准[3]。然后使用钢铝石对切片再次打磨，钢铝石颗粒较小，基本不能对切片造成损害，所以适合作为打磨切片的工具。把切片上的粉尘清洗后，把打磨好的一面进行烘干，在打磨好的那面使用加拿大树胶粘上载玻片并固定好。接着对没有粘载玻片的另一面进行打磨，使用金刚砂仔细打磨，使切片厚度达到0.03mm的标准值，然后再使用钢铝石打磨抛光。如果矿石切片打磨后，实验人员使用肉眼观察，切片是淡黄色或是稍微有些许发黄，那就表明切片的厚度没有达到实验的标准，厚度大于0.03mm，实验人员还要对矿石切片进行进一步的打磨。第三步，矿石切片打磨的质量达到实验标准，能够实验偏光显微镜进行观察时，实验人员还要对切片进行下一步处理，清洗后烘干切片。然后还要对矿石切片进行加热，这样能够把矿石切片中残留的空气排出，保障矿石切片的质量，保证切片观察得到的实验数据受到的干扰因素尽可能地减少。第四步，把制作好的矿石切片放在偏光显微镜下，在对切片进行观察前，还要对显微镜进行观察前的调整，把仪器调整好再进行观察，保证观察得到的数据真实有效[4]。只有对显微镜的偏振镜、起偏振镜的振动方向、偏光显微镜的目镜、物镜和焦距进行适当的调节，才可以保证实验人员能够通过显微镜清晰、真实地观测到矿石的特征及内部结构，显微镜成像清晰，也给电脑拍摄高清的矿石切片显微图像创造了有利条件，能更好的把切片图像保存下来。

2.3 实验结果分析

为了保证实验结果的有效性，此次实验对六种矿石进行了鉴定实验，其中PO-2、P6-3是六种矿石中最具有代表性的矿石。此次鉴定实验的结果如下：矿石一为黑云母，其在显微镜下的特点是鳞片状、片状、定向排列，具有25%的矿元素含量。矿石二为石英，其在显微镜下的是粒状，粒径是0.5mm～1mm，重结晶与裂理发育现象是较为突出的特点，具有15%的矿元素含量[5]。矿石三为斜长石，其在显微镜下也是粒状，粒径为0.5mm～1mm，特点是聚片双晶发育突出，该矿石主要是条纹长石为主要形态，形状是矿石边缘为齿状，具有40%～50%的矿元素含量。矿石四为角闪石，其在显微镜下也是粒状，粒径为0.2mm～0.3mm，夹角为56°，具有1%的矿元素含量。矿石五为紫苏辉石，其在显微镜下也是粒状，粒径为0.2mm～0.3mm，主要特征是多色性突出，具有1%的矿元素含量。矿石六为磁铁石，其在显微镜下是半自形、自形晶，粒径为0.05mm～0.5mm，具有5%的矿元素含量[6]。

第一，要先分析岩石样本切片的厚薄程度、质量对实验结果的影响。这个分析步骤是为了明确岩石切片的制作对岩石鉴定法的使用有无直接影响，如果岩石切片的厚度没有达到实验标准，切片在显微镜下观察时结果就会有偏差，造成实验结果的不准确。第二，还要深入研究影响实验仪器的各种因素，例如：显微镜使用的物镜级别不够影响实验的准确性，物镜级别太低成像的质量相应的也不高，所以实验使用的物镜要使用级别相对于一般使用的等级高一些的；调焦也是影响实验结果的一个因素，实验人员要迅速找到图像然后聚焦；除此之外，机械平台、视场光缆、照明系统等因素也是影响实验结果的原因，实验人员要根据实际操作对仪器进行调整。第三，因为在具体实验时要求把岩石薄片放置在载物台上反复数次移动，如若载物台是双层机械设置就会具有良好的稳定性，且成像质量较高。不过因为在实验时要求根据实际检测物体种类、大小还有实际采用的物镜倍率差别，来对视场光缆进行调整，以此来有助于工作人员将过大或过小的现象进行排除，进而得到比较理想的图像显像亮度。

3 结论

总而言之，使用岩矿鉴定法进行矿石分析时要关注两个重点，第一是矿石切片的质量要符合实验的标准，保证实验样品的质量；第二，显微镜仪器的目镜、物镜、聚光孔、焦距、移动平台等在选择和调整时必须要严谨符合标准，保障显微镜下成像的质量，以免造成实验结果的偏差。此次实验中进行鉴定的实验矿石一变晶结构较粗，整体呈片麻状；实验矿石二变晶结构不大，并且大部分为粒状形态，与矿石一相同为片麻状。通过鉴定实验，最后检测结果得出，此次实验矿石中含有黑云母、石英、斜长石、角闪石、紫苏辉石、磁铁矿等矿石。