矿物学分析精选(九篇)

第1篇：矿物学分析范文

关键词：膨胀土 矿物成分 化学成分 XRD EDX

1 前 言

膨胀土的特殊工程性质是受其矿物组成和化学成分控制的。研究膨胀土矿物组成和化学成分不仅是了解控制膨胀土工程性质的内在因素；探讨其膨胀机理所必须的，而且是膨胀土性质改良和加固，以及探讨膨胀土研究的新技术和新方法所必不可少的。膨胀土在路堤施工和路堤使用时期，其特性不仅取决于膨胀土页岩的剥蚀和潮解的性质，而且取决于其主要的粘土矿物类型以及其它物理化学性质[1][2]。本文利用X射线衍射（XRD）和X射线能谱（EDX）等技术手段，研究了鄂北膨胀土和改性膨胀土的矿物组成和化学成分以及膨胀土的结核现象。

2 膨胀土的矿物组成

X射线衍射仪可对膨胀土中的不同矿物进行准确鉴定。粘土矿物的测定可利用粘土矿物X射线衍射图谱，通过比较主要的峰值和判断其强度来达到，并可根据衍射峰的强度和半高宽定量分析某种矿物在膨胀土中的含量。

通常膨胀土的矿物成分包括粘土矿物和碎屑矿物。碎屑矿物主要成分为石英、云母和长石，其次为方解石和石膏等矿物，碎屑矿物是粗粒部分的主要组成物质。一般来说，粗粒在膨胀土中含量有限，对其胀缩性质影响不大，而影响膨胀土工程性质主要是细粒部分的粘土矿物，特别是蒙脱石类的矿物。

图1 膨胀土X射线衍射图

图1是鄂北荆门地区膨胀土风干样品的X射线粉晶衍射图，据JCPDS卡片查对，鉴定出的主要粘土矿物的伊利石、蒙脱石、高岭石、石英、正长石和斜长石。通过定量计算衍射峰的强度和半高宽等，给出的膨胀土矿物组合及含量如表1所示。从中看出，荆门膨胀土的粘土矿物以伊利石和高岭石为主，分别占总量的45%和25%，而蒙脱石含量有限，仅占7%左右。应指出的是，在鄂北地区各地段膨胀土中，不同类型粘土矿物所占比例及其组合形式各有差异，这是由于各地区在成土过程中，母岩的堆积环境以及风化程度等方面的差异所形成。

表1 膨胀土矿物成分与含量（%）

矿物成分

蒙脱石

伊利石

高岭石

石英

长石

本文结果

9

40

22

19

10

文献[3]

8~16

22~55

32~57

—

—

3 膨胀土的化学成分

美国通用电器公司生产Phoenix能谱仪（EDAX）作为扫描电子显微镜的附件配置在JSM-5610LV型扫描电子显微镜中使用，主要用于元素的定性和定量分析。为了研究膨胀粘土颗粒与石灰和粉煤灰之间的机理，将石灰和粉煤灰处理前后的土样分别进行SEM图像分析，利用EDX分析颗粒连接点成分。作者利用X射线能谱技术测定膨胀土SEM图像中任意点的化学元素组成。分析时将一束细小的电子探针打击到所要研究的点上，这样可以得到一系列的X射线光谱，通过光谱分析确定该点的化学成分，从而达到对元素定性和定量分析目的。

本文利用EDX技术分析了石灰和粉煤灰对膨胀粘土稳定性的影响。为了降低膨胀土的膨胀和收缩，将膨胀土样分别掺以9%的石灰粉和50%的粉煤灰（重量百分比）。表2给出了它们的化学成分与含量。表2显示，膨胀土的化学成分含量虽有差异，但主要是SiO2、Al2O3和Fe2O3，三种氧化物总量为84.11%，这一现象表明，在粗颗粒中石英矿物相对富集，而细小的粘土颗粒中铝硅酸盐粘土矿物相对富集。

在膨胀土的胶粒化学成分中，硅铝分子比率为3.81，表明矿物成分以伊利石为主，同鉴定结果粘土矿物成分以伊利石为主基本相吻合。在膨胀土的化学成分中，较活泼的元素K、Na、Ca、Mg等碱金属和碱土金属含量普遍较高，表明它的风化淋滤程度有限，化学风化程度较低，只要气候、水介质与氧化还原等环境条件发生改变时，还将进一步风化。如促使伊利石脱钾转变为蛭石或蒙脱石，导致膨胀土的亲水性增强，从而使膨胀土的工程性质进一步恶化。

从表2中还看出，膨胀土经石灰和粉煤灰改性处理后，增加了膨胀土中的CaO和MgO组分的含量，减小了Na2O和K2O成分含量。这对解释石灰和粉煤灰处理膨胀土的机理具有重要的意义。由于粉煤灰的主要成分是SiO2，因而导致粉煤灰改性膨胀土中的SiO2含量增加。

表2 膨胀土和改性膨胀土的化学成分与含量（%）

化学成分

Na2O

MgO

Al2O3

SiO2

K2O

CaO

TiO2

MnO

Fe2O3

SiO2/

Al2O3

纯膨胀土

2.65

3.71

22.39

50.20

2.49

1.19

1.25

4.60

11.52

3.81

膨胀土+9%石灰

1.06

4.12

11.73

45.66

1.67

31.35

0.94

3.46

膨胀土+50%粉煤灰

1.58

5.30

15.53

58.88

1.74

12.04

1.00

3.93

比较三者光谱可以发现，经石灰和粉煤灰处理后，土样颗粒胶结物中钙离子的含量明显增加，使颗粒间连接力增加，从而导致土体膨胀性和收缩性降低。经石灰处理后的土样与掺粉煤灰处理相比，其钙离子含量的增加更为明显，对膨胀土的改性效果更好。

石灰处理膨胀土的机理在于：石灰掺入后极大地增加了膨胀土中的Ca2+、Mg2+离子。众所周知，石灰遇水的消解反应和阳离子交换作用，使膨胀土中的Na+、K+离子逐步被Ca2+、Mg2+离子所替换，从而显著减小了膨胀土的塑性指数。由于膨胀土可塑性减小往往导致土体的膨胀势减小，因而减小了土的胀缩性。此外，经石灰处理后增加了膨胀土的pH值，从而进一步增加了这种离子交换能力。

粉煤灰处理膨胀土的机理在于：呈空心球状的粉煤灰颗粒，其主要成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3等，在二价和三价阳离子（如Si4+、Al3+、Fe3+等）的电离作用下，对分散的粘土颗粒产生絮凝作用，可减少膨胀土颗粒的比表面积和亲水性，从而减小膨胀土的胀缩性。

4 膨胀土的结核

对鄂北膨胀土的现场调查表明，无论何种成因类型的膨胀土或多或少含有一定数量的结核。这些结核大多组成膨胀土的粒状物质，一部分富集成层成为土中骨架，对膨胀土路堤边坡的稳定性起着重要的作用。因此，研究膨胀土中的结核及其含量有重要的工程意义。

对鄂北膨胀土块状样品剥离出若干粒状的结核，利用EDX技术对其成分进行分析。结果表明：鄂北膨胀土中的结核以铁锰质结核为主，存在少量的钙质结核。结核的生成是膨胀土在成土过程中地球化学作用的结果。它与一定的地形、气候和地下水活动等条件有密切关系。

膨胀土铁锰结核的成因可解释为在膨胀土中的氧化—还原界面上，由于存在着不同的氧化还原电位值，使其下部的铁锰被还原成Fe2+和Mn2+，由于这些元素的低价化合物比高价化合物的溶解度大，于是在水中的浓度较高，便逐渐向上部水中扩散，并被氧化而形成Fe3+、Mn3+的化合物而产生沉淀，形成铁锰结核。

鄂北膨胀土的铁锰结核形状各异，大小不等，一般粒径在20~150 mm之间，小者2~10 mm。部分富集成层或呈透镜体状，有时集中分布在裂隙或层面附近，含量变化范围5%~15%，由于含量小于20%，未能在膨胀土中起骨架作用，对提高土体的强度作用不十分明显。

5 小结

本文利用X射线衍射（XRD）和X射线能谱（EDX）等技术手段，研究鄂北中等膨胀土的矿物组成和化学成分以及结核现象，并得到以下结论：

(1) 粘土矿物相对百分含量，可用鉴定粘土矿物的X-射线衍射图谱来测定。粘土矿物相对百分含量常随地区而变化，这取决于它在沉积过程中的周围环境。鄂北荆门地区中等膨胀土的粘土矿物以伊利石和高岭石为主，该各地段膨胀土中，不同类型粘土矿物所占比例极其组合形式存在一定的差异。

(2) 鄂北荆门地区膨胀土的化学成分主要是SiO2、Al2O3和Fe2O3，三种氧化物总量为84.11%，表明在粗颗粒中石英矿物相对富集，而细小的粘土颗粒中铝硅酸盐粘土矿物相对富集，较活泼的元素K、Na、Ca、Mg等碱金属和碱土金属含量普遍较高，有可能促使伊利石转变为蛭石或蒙脱石，导致膨胀土的亲水性增强，从而使膨胀土的工程性质进一步恶化。

(3) 鄂北荆门地区膨胀土中的结核以铁锰质结核为主，存在少量的钙质结核。由于结核含量小于20%，未能在膨胀土中起骨架作用，对提高土体的强度作用不十分明显。

(4) 经石灰和粉煤灰处理后，膨胀土样颗粒胶结物中钙离子的含量明显增加，使颗粒间连接力增加，从而导致土体膨胀性和收缩性降低。经石灰处理后的土样与掺粉煤灰处理相比，其钙离子含量的增加更为明显，对膨胀土的改性效果更好。

参 考 文 献

[1] Mitchell J K. Fundamentals of soil behavior. New York: John Wiley and Sons Inc, Second Edition, 1993,131～160

第2篇：矿物学分析范文

[关键词] 岩石矿物 岩矿鉴定 岩石矿物分析

中图分类号：N93 文献标识码：A 文章编号：

岩石矿物分析鉴定是地质工作的一个重要内容，它对整个地质工作起着基础性和指导性作用。我国幅员辽阔，拥有着极其丰富的矿产资源。这些矿产资源是实现我国国民经济飞速发展的雄厚物质基础，没有它们就无法建立完整的工业体系。

1、岩石矿物的种类和特征

岩石矿物是由地壳中的一种或是多种化学元素组成的自然聚合体，是地壳中各种地质作用的产物。岩石矿物种类是多种多样的，这主要是由于自然界中不同的化学元素以及它们多样的组合方式，同时复杂多变的地质作用也促使了岩矿的多样化。

1.1矿物的种类划分

矿物分为有机矿物和无机矿物两种：前者种类比较少，主要是碳氢氧化合物，如：琥珀等。后者在地球上数量众多，由于每年都有几十至几百种新矿物被发现，据统计，目前已有三四千种。许多种矿物是我们日常生活离不开的，可以说人类时时刻刻都离不开矿物。

有机矿物的化学成分是碳氢氧化合物，无机矿物的化学成分比较复杂，门捷列夫元素周期表中的一百多个化学元素，都可以组成无机矿物。既可以是由一个元素独立存在，也可以是多个元素的组合。一个元素独立存在的矿物较普遍，如：Fe（铁）元素可以形成自然铁矿物，Ag（银）元素可以形成自然银矿物，Au（金）元素可以形成自然金矿物等。两个以上的元素组合可以形成几千种矿物，最简单的如两个元素Si（硅）和O，可以组成SiO2，由这两个元素组成的矿物可以是石英、柯石英和鳞石英等。三个元素组成的矿物就更多了，例如：CusFeS4是斑铜矿、CuFeS2是黄铜矿、CoAsS是辉砷钴矿等。

1.2矿物的形成

形成矿物的途径，一条是通过岩浆的活动。在岩浆里有着地球上的各种元素。这些元素，在岩浆的高温熔融的条件下，发生化学变化，形成了多种化合物和一些单质。由于地下各处岩浆的化学成分不一样，岩浆在冷却时，温度、压力等条件都在发生变化，而一定环境只适于一定的矿物生成，因此，由于岩浆冷却形成的矿物，种类是很多的。

1.3矿物的物理性质与形状特征

各种矿物都具有一定的外表特征和物理性质，它可以用来作为识别矿物的依据。 矿物的形状是各种各样的。有些矿物能形成整齐的晶体，如食盐是立方体，水晶是六面体，云母是六边形的片状。有些矿物则呈不规则的葡萄状、粒状、纤维状、放射状等。

1.4岩石与矿物的区别

岩石是由一种或多种矿物组成的固体，但它并不具备矿物的基本特性。岩石与矿物之间的区别就好像飞机模型和制造这些模型的材料之间的区别。正如岩石的构成要素是矿物一样，飞机模型的构成要素是轮胎、机翼、发动机和其他组成部分。岩石的基本特点是所有的岩石都是混合物。

2、岩矿分析鉴定的基本程序

2.1试样的加工

通常送到实验室进行鉴定的原始岩矿样品重量，以及矿物种类的不同，从几公斤到几十公斤不等，但是实际上用于分析的试样一般只是需要几克。所以，在岩矿鉴定工作中首先遇到的问题就是试样的加工获取。加工试样的目的，一方面是将岩矿粉碎到一定的细度，以便于分解；另一方面是用最有效、最经济的方法获得一定重量（一般为100g）的能代表原始样品组成的均匀的试样。

2.2进行定性和半定量分析

岩矿试样加工好后，必须先进行定性和半定量分析，主要是为了了解试样中含有哪些元素以及这些元素的大致含量和比率等。

2.3选择测定方法

对岩石矿物中的各种元素的测定均有多种测定方法可供选择。这就需要根据上面定性和半定量的分析结果，选择最合适的分析方法。一般从两个方面进行选择：一是根据待测定元素的含量进行选择；一般来说，对岩矿试样中含量较高（一般为1%以上）的待测元素，应采用容量法、重量法等方法进行测定，而对于含量相对较低（一般为1%以下）的待测元素，则使用比色法或是其他仪器分析方法进行测定。二是根据共存元素的情况进行选择。

2.4拟定鉴定分析方案

拟定鉴定分析方案是一个十分重要而又复杂的环节。它涉及到各个元素的测定方法和分离方法间的相互影响和配合的问题，需要较全面的岩矿鉴定理论知识和丰富的实践经验。因此，在拟定鉴定分析方案时，应同时考虑岩矿试样的分解方法、干扰元素的消除方法和具体的测定方法三个方面。

2.5分析鉴定

在具体的鉴定分析方案确定之后，就应当严格遵守有关的操作规程进行分析鉴定。

2.6审查分析结果

审查分析结果是整个岩矿分析鉴定工作的重要一环，它是在于进一步发现问题，以确保鉴定结果的准确性和正确性。这一环节也应严格遵照质量检查制度进行检查，分析结果必须符合国家规定的要求。

3、地质工作中对岩矿分析鉴定的评价

地质工作就是为矿产勘查开发规划和工程建设、以及相关的环境保护和地质灾害的预报防治工作提供基础的地质资料和信息。而岩矿分析鉴定被认为是地质工作中最基础的一项工作，它对查明认识全国的基本地质状况、获取相关地质数据信息具有基础性、超前性、公益性和指导性意义。

3.1矿物普查中对岩矿分析鉴定的评价

每种岩矿都是在一定的地质作用和物理化学条件性形成的，它们包含有一种或多种矿物，探明其中的化学元素，矿物种类，以确定岩矿的使用价值、经济价值，都需要基础的岩石矿物鉴定工作。岩石矿物分析鉴定特别是对开采和普查找矿有着极其重要意义。它能够确定岩矿的种类，分析矿床的开采量，以及开采的可能性与经济性，并能有效的提高地质勘探工作的效率。具体来说，就是在普查找矿阶段，需要进行大量的简项分析，以确定岩矿的有无和矿产的种类；在勘探阶段，更要求进行大量的简项分析和全分析，以便了解其共生元素的情况及其赋存状态，确定矿石品位以及开采的价值，从而为拟定相关的开采方案做准备。

3.2工程地质中对岩矿分析鉴定的评价

岩矿分析鉴定在工程地质勘查中也起着非常重要的作用，能够为工程建设的设计和施工，以及合理利用自然地质资源、正确改造不良地质、最大限度的避免自然灾害，提供基础的地质学资料。在工程地质中的岩矿鉴定包括对岩体的特征、化学元素和性质等进行分析，同时，水分析也是找矿工作的重要标志之一，也属于岩石矿物分析工作的一部分。

因此，岩石矿物分析鉴定工作在地质工作中占据十分重要的地位，对整个地质工作具有基础性和指导性意义。

参考文献

第3篇：矿物学分析范文

【关键词】区域成矿学；找矿；应用研究

区域成矿学作为一门有着重要意义和价值的学科，有着特定的研究对象和内容。随着区域成矿学不断完善和发展，它的实用性也越来越强，被广泛应用于地质矿产的勘测。但是其在应用的过程中，还有很多问题有待解决。只有更加深入研究这门学科，才能使它在找矿的过程中发挥更大的效用。

1.区域成矿学的研究内容

区域成矿学是一门内容非常丰富的学科，它所包含的内容涉及到了很多其它学科，对综合知识要求很高，要研究区域成矿学，首先应该了解它的研究内容：

（1）区域岩石，主要是研究岩石的组成成分、结构特点、演化过程、成矿过程。

（2）区域地球化学，主要是研究区域地壳与上地幔的矿物元素以及矿元素在区域中存在的状态。

（3）区域构造，主要包含的内容是大型构造的特征，矿物质的转换和成矿过程。

（4）区域沉积作用，主要研究沉积成岩过程中成矿的过程及成矿控制。

（5）区域岩浆活动，主要研究岩浆活动与成矿之间的内在联系。

（6）区域变质，主要研究区域变质对于成矿的影响以及对这种区域矿床的有效控制。

（7）区域地质流体，主要通过研究区域地质流体来分析成矿流体的来源和成矿类型。

（8）矿床保存，通过研究矿床形状的变化过程和变化趋势，研究保存矿床的方法。

（9）成矿谱系，通过对成矿区域、时代进行分析，研究成矿谱系。

2.区域成矿学的研究方法

由于区域成矿学的研究对象内容十分丰富，所以在研究区域成矿学时，应该采用综合性的研究方法，系统组合多门学科进行研究，主要的研究方法包括以下几种：

2.1区域成矿学的基本研究程序

区域成矿学的综合性较强，在研究的过程中应通过系统化、理论化的分析方法，对区域进行简单分析。然后再进行系统化的研究，对矿产进行全面的了解后分析其成矿规律和开发潜力，从而制定合理的开矿计划。

2.2区域成矿地质条件分析

研究区域成矿学的目的是为了通过研究区域成矿的地质条件，发现成矿规律，为开矿打下牢固基础。一般的区域地质条件分为岩石构造历史分析、空间分析、控矿因素分析三个方面，通过研究成矿各个阶段的地质条件，可发现各种因素存在的内在联系。

2.3区域成矿学的地球化学信息分析

作为区域成矿学研究成矿规律和预测成矿的基础，地球化学信息需要进行实地勘察，通过对区域各种化学元素的成分进行体统分析，实现地质勘察的基本目标。地球化学信息具有信息直观、位置相对、元素组合和分带以及复杂等特点，因此地球化学信息的研究会用到一些特殊方法：经验分析法、模型类比法、异常逐步分级法。这些分析发放的合理运用，可以提高地球化学作用于区域成矿学的研究效果。

2.4区域成矿学的地球物理信息分析

地球物理信息研究是区域成矿学的重要组成部分，基于光、声、电等多种物理现象的研究，为区域成矿学勘察仪器、勘察方法的选择提供理论化的依据。通过对客观存在的物理现象进行分析，可以获得丰富的物理信息，为矿产资源勘察、开采提供重要参考。

2.5区域成矿学的遥感信息分析

遥感技术可科学探测大范围的地理环境、迅速的获取地理资料，并且不会受到其他环境的影响，是研究区域成矿学的重要手段。自80年代以来，我国的矿区就开始采用遥感技术进行区域构造分析、成矿环境分析和成矿预测分析，取得显著效果。

3.区域成矿学实际应用分析

在了解区域成矿学的基本研究内容和研究方法后，然后分析区域成矿学在实际应用过程中的实际情况，探索新的找矿思路。要将区域成矿学的作用最大限度发挥，需要坚实的理论基础和行之有效的方法。为了达到这个目的，应该以系统化的成矿分析作为研究中心展开分析。

3.1增加区域找矿目标

以往的区域找矿都是以单个的矿床为目标，这种方法对象过于单一，严重阻碍了找矿者的思路。应该改变这种方式，将单一目标发展为系列目标，同时进行不同矿种、不同矿床的调查研究。随着我国全面展开综合性区域矿产调查，以单一矿种和单个矿床为目标的传统方法已经不能满足整体需要。以组合方式展开调查、预测，可以有效地形成成矿系统，掌握找矿工作的主动权，进行合理的分工，提高找矿效率，节约找矿成本。另一方面，找矿工作可以形成区域整体性管理，有利于找矿团队建立起综合性的找矿战略。

3.2缩小找矿靶区

过去的区域找矿流程，都是等发现示矿异常之后，才开始展开调查研究，这种方法过于被动，不利于区域找矿的高效发展。因此，应该以更好的方式替代这种方法。为了掌握找矿的主动权，应主动对各种地质异常情况进行调查分析。通过对区域的一些物理、化学、地理异常进行主动分析，缩小找矿靶区。例如，一些物理异常很可能是由地质引起的，可以将类似的异常归纳到成矿系统当中，通过分析这些异常情况，筛选信息，一步步缩小成矿范围，知道达到最终的找矿目的。

3.3展开全面研究

矿床作为地质历史的产物，具有一定的历史研究价值，区域成矿研究结果是研究地质历史的结果。通过解开历史的面纱，将矿床的发展推入一个新的阶段，发挥这些矿床的真实价值。为了更加了解这些矿床的历史，需要进行全面的调查研究，对它的形成原因、保存状态、结构类型、矿物品质进行全面分析。这样的一个过程也是在丰富找矿经验，为日后发现更有价值的矿床打下坚实的技术基础。

4.结语

基于现在的技术理论基础，我国的区域找矿还有很大的发展空间，缺乏理论化的知识依托和高超的技术支持，不利于找矿工作的展开。只有在理论和技术方面都进行全面的升级研究，才能提高区域找矿的工作效率。因此应加强技术和理论方面的投入，培养更多优秀的人才，为这个行业的发展积累实力。 [科]

【参考文献】

[1]李玉峰，祝铁生.论区域成矿学在找矿中的应用[J].民营科技，2011（05）.

第4篇：矿物学分析范文

关键词：岩石；矿物；岩矿鉴定

我国地大物博，地下储藏着丰富的矿产资源，而要想使这些矿产资源得到在经济发展中进行利用，则需要通过地质工作实现对岩矿的分析鉴定，从而使其岩矿及时的被发现，被对其进行开采，从而使其在经济发展提供重要的物质基础，而对岩矿分析鉴定在地质工作中具有非常重要的位置，其不权作为地质工作的基础，同时也具有指导性的作用，是目前我国地质工作者的一项首要任务。

1 岩石矿物的种类和特征

岩石矿物是一种自然聚合体，其是由于地壳运动过程中一种或多种化学元素组成的产物，由于其组合方式的不同及地质作用的复杂多变，所以岩石矿物具有多样性的特点，其种类繁多，当前已知的岩矿种类就多达三千余种，被我们所熟知的大概有面余种，在我们常见的岩矿中，通常都是由多种元素所组成的化合物，如含氧矿物、碳酸盐类矿物、硅酸盐类矿物、硫酸盐类矿物及硫化矿物等。

2 岩矿分析鉴定取样

为了进行地质研究的需要，需要对岩及矿石进行系统或有选择的进行取样工作，这样样品直接或通过显微镜进行观察，对其质量进行确定，在取样工作中不仅需要对一般岩石进行取样，同时还需要对矿石和砂矿进行取样。

2.1 岩矿取样主要研究内容：一是矿石的矿物成分与共生组合，矿石结构构造，矿物次生变化及其含量等，配合以物相分析，用以确定矿石氧化程度，划分矿石类型，掌握其分布规律；编制矿床或矿体的矿物及矿石类型分布图；二是矿石中各矿物组分种类与含量，可以利用目估法，也可利用点、线、面统计法，后一种方法更为精确，可以更快的求也矿物含量。另外对于一些简单的矿石和矿物，可以直接通过换法的方法求得其中一种物质的含量或是岩矿的含量。

三是需要对矿物的物质性质进行测定，如晶形、粒度、硬度、磁性和导电性等，这些数据的测定，可以使选矿加工方法和合理技术指标等问题得到有效的确定，同时也为选矿回收率及矿石的综合利用提供可靠的资料。

2.2 砂矿取样主要研究内容：砂矿取样是为查明稀散或贵金属砂矿床中有用矿物（元素）的含量、分布特点、圈定矿体、计算储量，确定砂矿的回收工艺性能等而进行的取样工作。

砂矿矿石中由于其由松散及粗细不同的沉积物所组成，其矿石中所含有的有有矿物含量变化较大，所以在取样需要使其原始样品的体积的质量都需要达到一定的标准，因此在取样过程中，需得烊较大直径砂钻进行取样，同时也可以利用刻槽法、剥层法，甚至全巷法采集样品。而对于这些较大质量的原始样品则需要在现场及实验室中进行淘洗后来对样品进行缩减，在获得精矿后再送去进行鉴定分析。分析时，主要是用重砂分析的方法确定有用矿物含量，单矿物（2～20g）或人工精矿（30～50g）化学分析作为辅助手段。重砂取样鉴定结果的质量要通过适当的内检、外检后，方预酌情处理和利用。

3 岩矿分析鉴定的基本程序

3.1 试样的加工

由于在现场中进行取样时所获得的样品重量都较大，但在实验中却不需要这么大的重量的样品，所以送到实验室的岩矿样品则需要在实验中进行加工获取试样，通常可以通过二种途径来获取试样，即将岩矿粉碎到一定的细度，另一种是通过某种方法来获取具有原始样品的试样。

3.2 进行定性和半定量分析

对于加工好的岩矿试样，同里朵利用发射光谱分析法和化学分析法来对其进行定性和半定量分析，从而对试样中的元素、元素含量和元素比率进行了解，然后才可以根据所获得的资料来对测定方法和消除干扰的措施地蚝确定，从而保证试验的准确性。

3.3 选择测定方法。

对于岩石矿物的测定方法的选择，需要根据定性和半定量分析的结果来选择适合的分析方法，通常都是会根据待测元素的含量来对测定方法进行选择，也可根据共存元素的情况来选择，但无论哪种选择方法，都必须保证选择的测定方法的适合性，只有这样才能保证结果的准确。

3.4 拟定鉴定分析方案

拟定鉴定分析方案是一个十分重要而又复杂的环节。它涉及到各个元素的测定方法和分离方法间的相互影响和配合的问题，需要较全面的岩矿鉴定理论知识和丰富的实践经验。因此，在拟定鉴定分析方案时，应同时考虑岩矿试样的分解方法、干扰元素的消除方法和具体的测定方法三个方面。

对于简项分析和全分析，所拟定的方案最好是一个综合的分析方案，即同一称样经过分解后，就能分取溶液进行数个组分的测定，既可使用化学法测定，也可使用仪器分析法测定。必须注意，任何鉴定分析方案都有其使用的局限性。当条件发生变化后，方案也应当做出相应改变。因此，随着岩矿分析技术的发展，新的分析方法和手段也会不断出现，旧的分析方法也应不断更新。

3.5 分析鉴定

在具体的鉴定分析方案确定之后，就应当严格遵守有关的操作规程进行分析鉴定。

3.6 审查分析结果

审查分析结果是整个岩矿分析鉴定工作的重要一环，它是在于进一步发现问题，以确保鉴定结果的准确性和正确性。这一环节也应严格遵照质量检查制度进行检查，分析结果必须符合国家规定的要求。

4 地质工作中对岩矿分析鉴定的评价

矿产资源开发、环境保护及地质灾害的预报防治等工作的开展都离不开地质工作，相关的地质资料和信息为这些工作的进行提供了最基础的依据，而地质工作中最基础的一项工作即是岩矿分析鉴定。通过对岩矿分析鉴定可以有效的掌握我国地质的基本状况，对相关的地质信息数据进行掌握，从而加快人类认识自然和开发地球资源，同时也为当前经济的发展提供基础的物质保障，能够更好的为公众提供地质服务。

4.1 矿物普查中对岩矿分析鉴定的评价

每种岩矿都是在一定的地质作用和物理化学条件性形成的，它们包含有一种或多种矿物，探明其中的化学元素，矿物种类，以确定岩矿的使用价值、经济价值，都需要基础的岩石矿物鉴定工作。岩石矿物分析鉴定特别是对开采和普查找矿有着极其重要意义。它能够确定岩矿的种类，分析矿床的开采量，以及开采的可能性与经济性，并能有效的提高地质勘探工作的效率。具体来说，就是在普查找矿阶段，需要进行大量的简项分析，以确定岩矿的有无和矿产的种类；在勘探阶段，更要求进行大量的简项分析和全分析，以便了解其共生元素的情况及其赋存状态，确定矿石品位以及开采的价值，从而为拟定相关的开采方案做准备。

4.2 工程地质中对岩矿分析鉴定的评价

当前我国工程建设项目不断的增加，在进工程建设的设计和施工过程中，需要进行必要的地质勘查工作，对于对岩矿分析鉴定来实现对自然资源的合一蜊 用，及时对不良地质进行及时的改造，避免自然灾害所带来的损害，保证工程建设的科学性和合理性。当前工程地质工作中，对岩矿进行鉴定主要包括对特征、化学元素和性质进行分析，同时水分析也是岩石矿物分析中极其重要的一部分。

因此，岩石矿物分析鉴定工作在地质工作中占据十分重要的地位，对整个地质工作具有基础性和指导性意义。

参考文献

第5篇：矿物学分析范文

关键词：岩矿测试；技术分析；方法

1、岩矿测试物理法

70年代以前，岩矿测试分析工作多采用经典显微镜和化学分析为主的传统方法。近20年兴起的岩矿测试物理法是以晶体化学、晶体物理学和量子力学为基础理论，并同射波谱学、结晶学和矿物学相互渗透、相互结合而确立起来的。其中包括x射线谱、电子谱、紫外光、电子谱、发光热发光谱、红外光谱、拉曼谱、激光拉曼谱、质谱、核磁共振谱和顺磁共振谱等大型仪器及技术。用以深入测试、研究晶体超显微、超x射线之微结构，以及晶体的位错、出溶、晶畴和反相、晶体的有序无序、晶体的择优取、向、晶体晶介分布规律等一系列微结构、微形貌现象。此外，对晶体化学领域中的矿物成分，离子占位、配位状态，化学键性，类质同象和多形变体等亦可提供重要信息。它标志着矿物岩石学科的一次突破性重大变革，实现了微区地质学的测试研究，取得了对矿物物理性质和化学性质的新认识，极大地丰富了矿物岩石学科的理论知识库，其延伸的应用成果必将促进工农业的大发展。

Mpv－3显微光度计法是在白光或连续波谱条件下在反射系统中对金属(或矿物)和煤岩片测定其反射率，进行色度学研究；同样，在透射系统中对具颜色的透明矿物可测其透过率(或吸收率)，同时还可获取主波长范围内的颜色，进行定量描述，以实现色度学研究。尤其值得一提的是，过去测定矿物包体有机成分通常需将包体打开，样后再行气相色谱检测，结果是全岩包体的平均有机成分。

电子显微镜法首用于粘土矿物学研究，10年来发展很快。它可对矿物微区中的微形貌、微结构现象，至在化学成分上都能提供大量地质信息。尽管电子显微镜使人类观察真实结构前进了一大步，但图像却是更大厚度原子层叠加的结果。在80年代初日本就研制了可分辨原子的透射电子显微镜，近年发展起来的扫描隧道显微镜学，使它不仅具有原子级的分辨率，而且能真实地给出导电物质表面空间三维图象，即在实验室能看到原子。因此，在表面科学、材料科学、化学及生物学等方面均有重大科学意义。

分子光谱法以测试速度快、所需样品少、非晶态物质亦能测定而著称，因而普及甚快，为矿物岩石学家所喜受。其中，红外光谱法的最大进展是色散型红外分光光度计被傅立叶转换红外光谱仪所取代，它不仅使分析速率提高两个数量级(从几分钟缩至1s，甚至仅需0，05s)，而且在全部频率范围内的分辨率相同，这就为从事矿物应变动力学的研究提供了可行性，同时还可了解其化学反应的全过程(不局限于反应前后)。

在晶体化学领域中作出较大贡献的穆斯堡尔谱，也是种研究性很强的仪器，它主要可提供形态、化学键性、离子占位和有序无序、磁性和相分析等方面的信息。此外，对研究矿物细晶或非晶态性质也有它的独到之处。北京矿床所利用此技术并在其它测试手段配合下，解决了福建郭山高岭土矿中铁的赋存状态，为实现高纯度选矿提供了科学依据。

x射线法近10年来的最大进展是四圆单晶x射线衍射仪的问世。目前，单晶x射线照相法已基本不再使用，该法解决一个单晶结构分析往往需要几个月，而配有旋进照相机的四圆x射线衍射仪仅需一个星期或更短时间，在照片上还可直接读出精度很高的晶胞参数数据，因此，倍受矿物学家推崇。目前，我国已普遍备有x射线衍射仪，但就仪器自身而言并无突破性进展，仅是与计算机联网、编写软件、成图自动化等方面实现了拓宽使用，如进行粒度分析、岩组分析和多重峰的解释、未知矿物晶系的指标化等等。

核磁共振法已被广泛用于类质同象，金属离子占位和超微细结构方面的研究。如原被认定为单斜晶系的正长石，经该法研究后发现，是由众多三斜晶系超x射线双晶所构成的，因此，现已将正长石冠以假单斜晶系之称。总之，随着对矿物岩石进行物理测试的普及和使用，极大地促进了矿物物料学科、材料学科、化学、生物医学等学科的发展。

2、岩矿分析技术法

当前矿产资源的探索已从地表转至深部，从陆地转至海洋和天体，有些地质学家已将注意力转向环境地质等诸多领域。这就使岩矿分析技术正处于第三次重大变革的前夕。化学分析仪器包括光学法中的分光光度计法、比色比浊法、荧光测定法、原子吸收光谱法、发射光谱法、电子探针和离子探针法；核技术法中包括中子活化分析技术、v辐射测量技术、下射线光谱法、x射线荧光测定法等；色谱法包括气相、液相、热解色谱法等；此外还有电化学法和热分析法。

10年来，原子吸收光谱法因方法操作简单，干扰小而被普遍采用。由于该法的检出限不甚理想，于是有人在溶液中加入有机表面活性剂，其vb的灵敏度可提高两倍，但vb在地质样品中的含量又往往偏低，使常规分析不具普遍意义。于是又有人采用原子捕集器以提高某些元素测定的灵敏度。石墨炉原子吸收光谱法，近几年在地质实验室逐渐被使用，因所需样品少，灵敏度亦高，已成为测定贵金属及稀散元素的重要手段，是个较为活跃的领域。

x射线荧光光谱法在技术上已较为成熟，成为硅酸盐分析、化探样品中的多元素测定以及铁矿、铅锌矿和锰结核等主次成分、痕量元素分析的重要手段。近几年来将其与数据处理、数字校正模型、试样制备和离子交换纸等分离技术相结合，对痕量或超痕量元素分析又开辟了新的途径。

3、对近代岩矿测试分析技术的三点看法

(1)我国近代岩矿测试分析仪器业已具备，但由于缺少协同研究使用，并未能充分发挥大型仪器的真正研究效应。笔者认为，应大力提倡不同仪器多机联用，以扩大使用功能和范围。如红外光谱与光学显微镜的联用，它可对有机包体进行逐个检测，以确定其成分。又如美国实Ames实现了电感藕合等离子体与质谱仪(ICP-MS)的联用，不仅可分析六种砷和硒，还可同时测定三十多种元素，其检出限已达到。再如气相或液相色谱仪同傅立叶红外光谱仪联用，由于所得信息量大而又准确，倍受欢迎。多机联用的潜力很大，理应提倡。

(2)一个在1990年国际会议上就反映出的新动向，即整体分析法也应引起高度重视。其实，我国在80年代后期，以多元素为龙头的近代岩矿整体分析体系业，已初步形成，其特点就是使测试仪器和分析的全过程实现自动化、智能化，甚而达到“无人操作”的程度。

(3)近代岩矿测试分析技术应大力拓宽所被研究的领域。当前我国地质系统的大型仪器设备，由于种种原因，其工作量远未饱和。因此，放开眼界，拓宽使用范围势在必行。我们虽已在环境地质或其它领域开展了许多研究工作，但在材料工程、生物工程及人类医学等诸多领域中的渗透仍显不足，在实践中必须引起足够重视。

第6篇：矿物学分析范文

[关键词]岩石矿物分析；基本流程；

中图分类号：TH365 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）10-0394-01

由于我国地域广阔，且整体跨度较大，所以决定了我国的岩石矿物的储量也十分丰富，对这些矿物中的有效成分进行提取和利用，不仅可以为我国的工业生产提供大量的原材料，还能够带动其他地质工程的发展。总体上我们可以将岩石矿物按照属性分为金属和非金属两大类，一般金属类的矿物可以用于各种冶炼工程中，为工业生产提供原材料，而非金属矿物可以通过对其化学成分的提取，为轻工业和生活领域服务。但是要想充分的开采和利用这些岩石矿物，只将其归类为金属矿物和非金属矿物是不够的，必须要通过更加细致和科学的分析方法，对其化学成分和各元素的分布情况进行分析，以发掘其开采价值和工业价值。而岩石矿物的化学分析必须按照一定的要求和步骤进行，否则其分析结果的精度和可靠性都将会受到影响。在科研人员和工程工作人员的不断探索和实践的过程中，已经形成了一套较为完善的岩石矿物分析的基本流程，对于岩石矿物的化验分析有着重要的规范和指导意义。下面，笔者将从试样的提取和加工、进行定性和半定量的分析、选择测定方法、拟定分析方案、分析审查结果、关于岩石矿物分析的误差问题几个方面，谈谈岩石矿物化学分析的基本流程，以及在各个环节中应该注意的问题。

一、试样的提取和加工

试样就是岩石矿物进行化学分析的样本材料，对试样的提取就是在矿山中选取适宜的采样点，按照计划的采用量对岩石矿物的原始样本进行采样的过程，试样是化验分析活动的目标和对象，所以其质量直接关系着分析结果的可靠性。因此，我们要充分重视试样的提取工作，一般来讲，为了保证试样的质量，要注意以下几点问题：

1.首先，采样点的布设要尽量分散，避免过于集中。采样点的位置直接决定了所采矿样的质量，所以在布设采样点的过程中，我们要认真分析该矿区的基本地质情况和地形走势，然后本着使采样点尽可能反应不同区域的岩石特征的目标，分散的布设采样点，避免因其过于集中导致的对岩石特征的认识片面。

2.其次，在试样提取阶段我们要合理的利用原有的工程点，将合理工程点直接转化为采样点，也可以直接利用原有的矿芯和岩芯。在采用的过程中，对于已经开采过的矿山，应充分利用已有的勘探工程和采矿工程，选择其中对矿石类型和工业品级揭露最完全的工程点作为采样工程点。因为利用原有的工程点进行采样，不仅可以节省很多采样的前期处理工作，还可以直接达到理想的采样深度，但是要注意的是，如果选用现成的岩芯和矿芯作为试样，切忌将其全部提取，要保有一定量的备用备查矿样，否则一旦试样存放和管理上出现问题，就会给勘察工作带来不便。

3.再次，在试样提取阶段，还应充分的考虑施工和运输条件。在不影响矿样代表性的前提下，选择施工及运输条件较好的地点作为采样点，不仅方便试样的搬运和运输，还能减少试样的遗漏以及其他存放问题的发生。但是也不能一味的迁就运输线路而更改采样点，要注意保持采样点的合理性和代表性。

4.此外，在试样提取阶段，我们还要充分的考虑化验分析的方法对于试样的量的影响，适当的增减试样的提取量以适应不同的试验要求。

试样的加工就是指样品材料从采样点获取后，不能直接的应用于化学分析试验，要根据试验的要求进行一定的处理。关于试样的加工，如果采用的操作方法不恰当，不仅会影响最终的化学分析的结果，还会给试验的操作带来相当大的不便，所以要引起工作人员的足够重视。在试样的加工过程中，要严格的按照国家对于不同的岩石矿物样品的加工要求和标准予以执行，根据试验需要的试样的量的多少，将原始样品材料进行粉碎或者整合。一般来讲，简单定性的分析试验中需要的样品量比较少，通常只需要几克的样品材料，而在试样的提取阶段，一般都超过这个数值，所以我们要对原始样品材料进行切割和粉碎处理。在这个过程中要注意的是一定要采取防护措施避免杂质掺入到试样中，因为试样本身量较少，所以即使是微量的杂质也会对其分析试验的结果产生影响。此外，对实际试样量小于试验所需试样量的时候，可以将同种试样进行整合，但是要注意的是，必须保证这两种或几种试样的采样点相同、基本成分相同、以及化验分析的实验任务相同。否则不仅会影响化验结果，还会影响其他元素化验步骤的进行。

二、进行定性和半定量的分析

第7篇：矿物学分析范文

【关键词】岩矿测试技术 物理学 晶体

1岩矿测试技术的发展现状

对于当前岩矿测试技术的研究，应该从宏观方面和微观方面进行研究。从宏观上讲，作为研究人员，应该围绕宏观地质学为出发点，开辟新的研究领域，这有异于用传统地质学对地球进行研究。例如：在宏观条件下改变研究对象的参照物，对比研究地球与宇宙中其他的星体，通过对比所得出的结论往往解决了很多之前困扰人类多年的问题。与此同时，开展地质工作对于唤醒人类认知过去、当前以及未来的环境意识均起到不可估量的作用。而相对于宏观方面来说，微观方面所涉及的研究方向是肉眼无法仔细观察的极其微小的世界，研究的面更广。从本质上看，微观研究与宏观研究基本上都是在研究中分析探寻、对比研究，得出递进或者以往结论的科学结论。因此，宏观研究与微观研究两者都是当前岩矿探测的研究方向。

1.1岩矿测试技术的发展历程

我国从1970年起，岩矿测试技术就多以化学分析和经典显微镜为主，现有的传统岩矿探测方法已经无法精确无误地对除表层以外的深层地质进行分析探测。因此，地质学者纷纷转变地质探测方向，使得岩矿探测不再只局限于陆地，更延伸到海洋和天体这两大新兴领域。之后的30余年，岩矿测试技术在科学技术的推动下得到了明显提高，为地质工作者的工作带来了很多便利。与此同时，探测设备也得到了不断完善。

1.2岩矿测试技术的总体发展现状

岩矿测试技术的日渐成熟，在国内也先后组建了岩矿测试技术研究室，国家对于岩矿测试技术的标准量化研究工作给予了高度重视。在国家科研院所岩矿测试项目的大力支持下先后修订了一系列岩矿测试技术方法标准，同时也制定了一系列重要的岩矿测试技术规范和一系列相应的标准。这些标准、规范在岩矿测试科研和岩矿调查中发挥了举足轻重的作用。从当前情况看，我国岩矿测试范围总共涉及到国土面积260万平方公里，完成的岩矿测试分析样品已经超过200万件，这也突显出我国岩矿测试技术在研究领域已经获得了较高水平的研究成果。

2岩矿测试技术的不同方法及应用

2.1岩矿测试物理法

岩矿开采行业在不断的发展，岩矿测试技术也在不断的进步，测试的准确性越来越高。我国岩矿开采行业最早所采用的是物理法，主要有显微镜分析或化学分析法，尽管此方法比较经典，但是在测试过程中却显得比较复杂。90年代后，岩矿开采行业采用的测试物理法主要有晶体物理学测试法、量子力学测试法等。通过结合同射波谱学等原理，并应用红外光谱、电子谱、核磁共振谱等技术，全面提高岩矿测试的准确性。测试岩矿所含元素时，需用到较多的大型仪器，这些测试技术与传统测试相比来说，准确度有了明显提高，测试的流程也变得多了。在岩矿测试的过程中，晶体具有有序的特点，晶体晶介的分布呈现出了特定的规律，通过分析这些规律有利于对岩矿所含的矿物成分有更多了解，并能分析出晶体离子占位、化学键的性质，突破了岩矿研究事业的技术性。近几年来，岩矿测试技术的发展，应用于工农业研究中，不仅扩充了矿物岩石学科的基础知识，还改善了土地性质，从而使矿物资源也得到了充分的利用。

2.2 Mpv-3显微光度计法

在岩矿开发中，Mpv-3显微光度计法是一种常用的测试技术，对测试条件有一定的要求，采用这一方法可以实现对色度学的研究，测试出矿物所有在主波长范围内的颜色，并进行相色谱测试，在此基础上分析出矿物质所含有机成分。

2.2.1电子显微镜法

此方法作为新型岩矿测试技术，与传统的显微镜测试有着较大的区别。这项技术自应用以来发展最快，并且矿物测试过程中能细致的观察到矿物微区的结构以及形貌，能为地质研究提供重要信息。但是，电子显微镜作为一种新型的设备，尽管它能提高矿物观察的真实性，但是却在图像处理方面存在着较大的缺陷，图像处理时甚至会出现原子层叠加现象。而日本研发的高新显微镜可以分辨原子层，并具有透射效果，能在测试中清晰的看到原子。总之，电子显微镜在矿石领域、生物领域、化学领域都有着良好的应用前景，对岩矿测试有着重要的意义。

2.2.2分子光谱法

分子光谱法在岩石测试中应用比较多，也是普及速度较快的，同时应用的范围较广，效果较好。我们可以将分子光谱法分为多种类型，应用的频率最高的为红外光谱，利用红外分光光度计来代替红外光谱仪。因此，具有较高的灵活性。分子光谱法分析的速率比较高，最快可以达到0.05 s，在整个分析过程中，分辨率与频率范围内的数值相同。所以，用分子光谱法可以提高岩矿测试的准确性，有利于岩矿行业的更好发展。

2.2.3 X射线法？

四圆单晶x射线衍射仪的问世是近10年来的最大进展。现今已经不再使用单晶x射线照相法，因为该法往往需要几个月来分析一个单晶结构，但配有旋进照相机的四圆x射线衍射仪则只需要一周甚至更短的时间，且通过照片可以直接读出精度很高的晶胞参数数据。正是这一优势，才使得很多矿物学家更加青睐该法，使其得到广泛的应用。如：在岩组分析、粒度分析、多重峰的解释等方面，均实现了计算机联网的拓宽使用，这在当前的岩矿测试中是不可忽视的。

3结语

综上所述，岩矿测试技术越来越多，也越来越先进，进而保证了测试的准确性。目前，岩矿测试技术在多个领域都发挥出了重要作用，确保了测试的整体效果。

参考文献：

[1]张小敏，姚福存.探讨岩矿测试技术状况分析及解决办法[J].科技创新导报，2015年04期.

第8篇：矿物学分析范文

［关键词］ 哥舒翰纪功碑；砂岩；矿物；文物保护

［中图分类号］G262 ［文献标识码］A ［文章编号］1005-3115（2012）02-0114-03

哥舒翰纪功碑位于甘肃省临洮县城南大街，据《旧唐书・玄宗本纪》载，陇右节度使哥舒翰于天宝八年（749）攻克被吐蕃占据的石堡城，天宝十二年（753）又大破吐蕃于洮河流域，遂置洮阳郡，“置洮阳郡，筑神策、宛秀二军”，故哥舒翰纪功碑应立于天宝十二年至十三年（753~754）。此外，临洮地理位置特殊，自古为陇上名邑，丝路重镇。历代中原王朝和西北少数民族地方政权为争临洮这块战略要地，冲突不断，甚至不惜兵戎相见，虽历经多次战火，但各民族始终能长期和睦、共建家园。哥舒翰纪功碑作为这段历史见证的重要实物，能够保存至今，实属难得，为地方考古学、历史学的综合研究提供了十分珍贵的历史信息和难得的实物资料，具有极高的文物价值。

从目前哥舒翰纪功碑保存现状看，石碑距今已有1200多年历史，方位坐北朝南，有三面砖壁维护（清代所建），顶部为硬山顶仿木结构屋檐。碑体由碑额、碑身两部分组成，通体由整块巨石雕琢，高约7.57米。原碑文据传为唐明皇李隆基御笔，隶书，12行，现大部分已剥落，清《陇右金石录》注录时尚有99字，今仅存67字。由于是户外半露天保存，碑体碑身部分与碑座岩层表面风蚀、风化程度严重，多呈片状脱落且分层、层状剥落，腐蚀病害有向岩体内部延伸、发展趋势，急需实施抢救性加固保护。

2011年7月，受临洮县文化广播影视局委托，甘肃省博物馆就省级文物重点保护单位――临洮哥舒翰纪功碑编制修复保护方案。在编写方案期间，甘肃省博物馆文物保护中心委派专业保护人员赴临洮对哥舒翰纪功碑的保存情况进行了实地考察，开始收集有关文物的基本信息，并采集了石碑碑身、碑座、碑亭墙砖及建筑用材相关样品6个；另外，采集了临洮中铺地区地表与石碑碑身、碑座相类似砂岩原生矿物2个。研究工作对这8个样品的矿物组成、成分进行了偏光显微镜薄片鉴定分析、X-射线荧光分析（SRF）、X-射线衍射分析（SRD）、扫描电镜（SEM）图谱分析，对砂岩原生矿进行了矿物偏光显微镜观察、薄片鉴定和显微照相，对矿物物理、水理性能参数进行了测定；另外，综合矿物分析结果，对分析数据、结果进行了对比、讨论。本文着重介绍此次采集样品的实验测试情况及分析结果。

一、文物保存现状及病害状况

从目前哥舒翰纪功碑当前的保存现状看，由于石碑坐北朝南，易受日晒雨淋。石碑基本结构组成分为碑体、碑座和碑亭三部分，其中，碑体包括碑额和碑身；碑座依下而上为四层砂岩岩石垒砌而成；碑亭为清代狄道州知州田自福修建，在对碑体起到维护作用。由于一直采取户外露天半露天保存，长期遭受环境影响、侵蚀，碑身、碑座岩层表面风化、风蚀特征明显，碑文大部分已脱落，脱落边缘漫漶不清，而且文字脱落随着表面风化有蔓延的趋势。从石碑病害状况看，岩层表面多为片状脱落，局部变现为分层、层状剥落，风化层厚度为1~2厘米，石碑保护形势严峻，刻不容缓。此外，1996年在对石碑进行维护时，曾采用水泥材料对碑身、碑座局部残缺、缝隙部位实施加固、修补等措施，不同程度地改变了石碑原貌，石碑保存现状及病害状况（见表1）。

二、石碑及砂岩矿物组成测定

（一）石碑材质

石碑制作材质为砂岩，制作原料为就地取材。因为在临洮中铺一带的地表含有较丰富的砂岩地层。从砂岩矿层形成看，砂岩属于沉积岩，通常由石粒经过水冲蚀沉淀于河床上，经千百年的堆积变得坚固而成，后因地球地壳运动从而形成矿山；从砂岩组成及化学成分看，砂岩由石英颗粒（沙子）形成，结构稳定，通常呈淡褐色或红色，主要含硅、钙、黏土和氧化铁；从砂岩岩层结构、形态看，砂岩作为沉积岩，主要由砂粒胶结而成的，其中砂粒含量要大于50%，绝大部分砂岩是由石英、钾长石组成。

此外，从碑体岩层矿物组成、成分分析结果对哥舒翰纪功碑制作材质得到了印证，分析结果表明：哥舒翰纪功碑材质属于细砂岩，主要矿物成分为石英、斜长石和钾长石。石碑及临洮砂岩岩石矿物组成对比分析结果（见表2）。

（二）砂岩矿物组成

研究工作对矿物构成进行了实验测试，测定结果表明：临洮地表砂岩为细粒长石石英砂岩，其矿物组分包括石英、斜长石、钾长石、黑云母、绿泥石和电气石等碎屑物，砂粒粒度主要介于0.05~0.25毫米，以次棱角状-圆状为粒状碎屑物的主要形态，而胶结物中钙质的含量高，易与酸能强反应。实验测定结果（见表3）。

（三）砂岩矿物化合物测定

研究工作采用日本理学ZSX Primus ⅡX荧光光谱仪对砂岩矿物化学成分进行了定量测定，仪器隶属国土资源部兰州矿产资源监督检测中心（甘肃省中心实验室），测定条件：端窗式Rh靶，高频变频，额定电压60千伏，电流150毫安，测试时间200秒。临洮地层砂岩矿物化学成分测定结果（见表4）。

（四）物理性质

研究工作对临洮砂岩岩石物理、水理与力学性质相关参数进行了实验测定，实验结果表明，临洮砂岩的孔隙度较大，吸水性强，抗风化能力较差。实验测定结果（见表5）。

三、岩层矿物结构与形态分析

（一）薄片偏光显微分析

岩石薄片分析是通过偏光显微镜来鉴定岩石和矿物。一般是将矿物或岩石标本磨成薄片，在偏光显微镜下观察矿物的结晶特征，来确定岩石的矿物成分，研究其结构、构造及风化特征。薄片实验仪器隶属于国土资源部兰州矿产资源监督检测中心（甘肃省中心实验室），分析采用德国蔡司Zeiss Axioskop 40型偏光显微镜。

薄片鉴定结果表明，岩石结构为细粒砂状结构的块状构造，碎屑物中的矿物成分成熟度较高，岩层矿物组分分布均匀，具有长轴无定向性。石英碎屑晶面亮净，但普遍消光不均匀；斜长石的聚片双晶细密；钾长石属格子双晶发育的微斜长石，晶面相对亮净。此外，矿物中胶结物组分较复杂，而且在局部较富集，主要以钙质为主，含少量硅质和铁质；钙质胶结物完全以晶面亮净的亮晶方解石的形态分布于碎屑物颗粒之间，方解石的颗粒大小为0.02~0.3毫米；硅质胶结物主要以石英碎屑的自生加大形态存在；微量铁质胶结物以隐晶质集合体的形态分布在碎屑物的边缘，从而使岩石整体外观颜色呈褐色。

矿物结构薄片结果，碎屑物主要包括石英（Q）、斜长石（Pl）、钾长石（Kf）和黑云母（Bi），胶结物主要为钙质方解石（Cal）形成基底式―孔隙式胶结类型。

（二）矿物X-射线衍射分析

分析工作采用德国Bruker AXS D8型X射线衍射仪，仪器隶属于兰州理工大学材料学院，其测试条件为：Cu・Ka靶，管压40千伏，管流40毫安，宽度0.02度，扫描速度2.0度/米。

实验对采自临洮砂岩与石碑碑身、碑座、墙砖及墙体所用建筑材料样品进行X-射线衍射分析，分析结果表明：临洮砂岩与石碑碑身、碑座的岩石矿物及墙砖黏土矿物组成基本相同，而墙砖矿物成分以硅酸盐类黏土矿物为主；另外，在早期修建碑亭时，曾经使用石灰石作为碑墙墙体的建筑用材，目前这种建筑工艺一直在使用而且较为普遍。样品X-射线衍射分析结果（见表6）。

（二）矿物电镜分析

分析工作对临洮地层砂岩矿物结构进行了电镜分析，采用日本电子JSM-6700扫描电镜对渗透加固前后的结构进行观察和研究，仪器隶属兰州理工大学材料学院，测定条件：高倍模式图像采集（LEI），加速电压5.0千伏。

临洮砂岩岩层SEM分析结果表明：岩石岩层结构中的碎屑物和胶结物分布均匀，矿物碎屑物中长石、石英砂粒与钙质等胶结物结合较好，岩石砂粒结构清晰，层次分明，且立体感强烈；岩层矿物间或矿物内密布有微孔隙与空洞十分发育，这些孔隙和空洞的存在保证砂岩岩石具有良好的吸水性能，同时水能沿孔隙通道活动，造成石碑表面盐类的聚集。另外，由于岩层结构具有较高的孔隙度，若外部保存环境因素温湿度频繁变化时，尤其是温湿度日较差值波动较大时，容易发生冻融现象，使岩层结构遭到破坏。

第9篇：矿物学分析范文

【关键词】岩石矿物；测定；光谱分析

基于光谱知识模型的识别技术方法是建立在一定的光学、光谱学、结晶学和数理基础上的信号处理技术方法。它能克服上述两种方法的缺陷，在识别地物类型的同时，还能精确地量化地表物质的组成和其他物理特征。

1.岩石矿物成分

岩石抵抗风化能力的大小，主要由岩石中矿物成分来决定。一般地说，硅酸盐矿物的风化顺序与矿物从岩浆中结晶出的顺序（即鲍文系列）有关。地下深处岩浆中最早结晶的矿物在地表条件下最先分解，而在岩浆中最后结晶的矿物石英抗风化能力最强。因而含铁镁矿物多的基性岩、超基性岩比含硅铝矿物多的中、酸性岩易于风化[1]。就岩石矿物成分而言，单矿岩近于各向同性，它们的颜色、导热率和体胀系数都较一致，不易为物理风化作用所破碎。而复矿岩中的不同矿物具有不同的结晶格架稳固性，有些矿物的晶格很容易被破坏，不稳定的元素脱离晶格而移走，岩石的完整性很快遭到破坏。岩浆岩和变质岩形成于地下深处高温高压环境，当它们暴露于地表常温常压条件下，与在近地表环境下形成的沉积岩相比则较不稳定，易于风化，所以花岗岩露头上常有较多的松散砂粒，而砂岩露头往往比较完整。

2.岩石矿物光谱分析方法

提取矿物岩石信息的研究大体包括两个方面：①从岩石矿物的特征光谱研究人手，结合化学成分、晶体结构和物化知识进行相关性分析；②以物理模型为基础，结合矿物光谱知识进行分析。矿物识别和信息提取技术可分为三种类型：①基于单个吸收特征；②基于完全波形特征；③基于模拟模型。岩石矿物的单个吸收特征包括：吸收波段位置（λ）、吸收深度（H）、吸收宽度（w）、面积（A）、吸收对称性（d）、吸收峰数目（n）和排列次序，利用这些特征参数可以直接识别矿物和岩石类型。由于混合光谱的存在，光谱特征往往发生飘移和变异，利用单个吸收特征识别矿物岩石就受到较大的限制。基于整个波形识别的方法是在标志光谱（光谱库中的光谱）和像元光谱组成的二维空间中建立测度函数，根据标志光谱和像元光谱的相似程度进行判别。测度函数有相似系数法、距离法等，最常用的是光谱角填图法。由于受光谱分辨率的影响，光谱的差异有时不明显。另外距离法存在固有的缺陷，难以选择合理的分割阈值，实现对所有地物精确识别[2]。

3.岩石矿物的成分测定——以硅酸盐岩石为例

3.1方法提要

试样经偏硼酸锂熔融，用5%硝酸（或盐酸）提取，加入钴内标，用电感耦合等离子体光谱仪测量。

3.2试剂

除特殊说明外，所用试剂均为分析纯，实验用水为去离子水。

（1）硝酸（ρ=1.40g/mL）。

（2）盐酸（ρ=1.19g/mL）。

（3）偏硼酸锂按重量1：1取碳酸锂和硼酸，混磨均匀后备用。

（4）无水碳酸钠（优级纯）。

（5）硝酸溶液[用硝酸（2.1）配制]φ（HNO3）=5%。

（6）钴内标元素溶液

称取9.8767gCo（NO3）2·6H2O溶于水中，加入适量硝酸（2.1）（约66.7mL），水稀释至1000mL，溶液中含钴2mg/mL[介质为c（HNO3）=1mol/L]。

（7）标准储备液：

单元素的标准物质（溶液）均溯源到国家标准，标准物质的有效期均为一年。

（8）混合标准溶液的配制：

本标准同时测定的17个元素的混合标准溶液是模拟硅酸盐组成，用上述储备液人工配制的。为了避免元素与介质之间的干扰，将17个组份分成两组[3]。

3.3仪器和设备

（1）铂坩埚30mL。

（2）马弗炉最高温度1200～1300℃。

（3）等离子体光量计。

3.4分析步骤

3.4.1试样溶液的制备

称取0.1000g试样于铂坩埚（3.1）中，加0.5g偏硼酸锂试剂（2.3），搅拌均匀后，放人马弗炉（3.2）中，待炉温升至1000℃时，熔融10min，取出铂坩埚，立即将坩埚底接触冷水，使铂坩埚中熔融体骤然遇冷形成龟裂，将坩埚放入50mL小烧杯中，加入约50mL（2.5）硝酸溶液，坩埚底放入一根长短合适的用塑料套管密封住的小铁棒，在电磁搅拌下，提取完全，将溶液移入100mL容量瓶中，并加入5mL含内标元素钴（2.6）的溶液，使样品溶液中内标元素钴的浓度为100μg/mL，然后以硝酸（2.5）溶液稀释至刻度，待测，将铂坩埚放入盐酸溶液中煮沸，洗出（此盐酸溶液浓度约为50%，溶液中绝对不能含有硝酸），待下次再用。

3.4.2试样溶液的测量

将试样溶液在ICPQ-100型等离子体光量计上测量，方法为内标法。

4.结论

总之，通过分析影响整体光谱特征识别的因素还有实际地物光谱变异、观测角度、矿物颗粒大小等。因此，完全波形识别的方法，也有局限性。本文以硅酸盐岩石为例用电感耦合等离子体光谱仪测量对岩石矿物的成分进行测定与分析，达到预期的效果。

【参考文献】

[1]万余庆，课克龙，周日平编.高光谱遥感应用研究[M].科学出版社，2006.11：98-100.