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岩矿鉴定现存问题及改进方案研究

2020-09-02 299 上传者：管理员

摘要：岩矿鉴定是指依据矿物学原理，采用不同的矿物学方式，通过观察岩石、矿石样品的物理、化学特征，来研究其结构、构造、矿物组成、岩（矿）石类型的技术方法。岩矿鉴定被广泛应用于地质调查、矿物分析、矿石特征分析等多个领域。随着现代科学技术的飞速发展，岩矿鉴定技术也取得了重大突破。文章以地质工作为例，简要阐述岩矿鉴定的概念及意义，重点分析当前岩矿鉴定中存在的问题，并提出具体可行的解决对策，旨在推动岩矿鉴定的发展。

关键词：
地质工作
岩矿鉴定
改进方式
矿物学
问题
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一、什么是岩矿鉴定

岩矿是一种自然的聚合物体，由单一或多种化学元素构成，形成于地质变化过程。自然界中化学元素的种类十分丰富，这些化学元素在不同的地质条件下会产生聚合，这也决定了岩矿种类的复杂性及岩矿构成元素的多样性。一般情况下，按照岩矿中主要的化学元素种类，可以将岩矿分为有机矿物及无机矿物。琥珀是一种有机矿物，自然界中含量较少，主要的成分为碳氢氧化物。当前已知的无机矿物种类丰富且成分较为复杂。此外，按照构成元素的数量，可以将岩矿分为单个元素矿物类型及多种元素矿物类型。如金矿、铜矿等为单个元素的矿物类型。岩矿的形成离不开岩浆的作用，岩浆内所含的元素种类、岩浆温度等因素都会影响岩矿的结构及特征。同时，地域、压力、温度等因素会影响岩浆对岩矿形成的促进作用。因此，不同地区、地质条件下岩矿的物理及化学性质有较大的的差别。基于岩矿的特征及岩矿形成的过程，岩矿鉴定是指依据矿物学原理，采用不同的矿物学方式，通过观察岩石、矿石样品的物理、化学特征，来研究其结构、构造、矿物组成、岩（矿）石类型的技术方法。在地质工作中，需要对矿石的特征进行分析，为矿石开采工作中开采设备的选择、开采方式的确定以及开采区块的划分提供专业信息支撑，保障地质工作的准确性。

二、岩矿鉴定的意义

矿石主要形成于地壳变化过程中，不同地质条件下，矿石的结构及矿物生成序列有所不同。同时，矿石组成元素复杂，除了金属元素以外，还包括非金属元素、卤族元素、稀土元素等。此外，不同矿石具有不同的特征。地质调查需要结合矿石的演化特征确定地质信息，因此需要对矿石进行观察与鉴定，在识别矿石类别的基础上进一步研究矿石的变化及地质条件对矿石形成的影响。为此，岩矿鉴定是地质调查研究的基础工作，岩矿鉴定的精准性及全面性也会在很大程度上影响地质调查研究工作的质量。岩矿鉴定的意义主要包括以下几个方面：

其一，岩矿鉴定能够准确识别矿石的类别。地质调研工作需要采集野外矿石样本，并对矿石进行初步定名，岩矿鉴定能够对矿石样本进行准确分析，为地质调研矿石定名工作提供科学性依据。

其二，岩矿鉴定通过观察透明矿物的晶体形状，粒度和光学性质、岩石结构，矿物包裹体等特征的识别与分析，为研究矿物的形成环境，岩石的成因，形成历史和形成条件，不同岩石之间的相关性提供了信息及依据。为收集其他岩石和矿物测试样品，确定测试方法和合理解释测试数据提供支持。

其三，提供矿化和蚀变的信息。通过识别岩石的后期蚀变，交代作用和成矿作用，可以为找矿提供信息和成矿作用的证据。初步鉴定可能的化石。它为进一步的化石识别，地层年龄和古生态环境研究提供了数据。

最后，进行结构研究。通过对结构性岩石成分的分析，为研究岩体和岩层中的各种结构提供了微观基础数据。岩矿鉴定还有其他方面的意义，例如，砂岩的粒度分析为研究沉积环境提供了基础。岩石微裂缝和孔隙度的观察，分析和识别为油气勘探提供了数据。

三、岩矿鉴定的流程

岩石和矿物的识别方法包括薄层识别，轻层识别，抛光层识别，显微照相，铁素体测试，截面尺寸分析，定向截面识别和重砂识别。本文主要讨论薄片的鉴定，即将岩石样品研磨成薄片，在偏光显微镜下观察透明矿物的晶体特征，测量其光学性质，从而确定岩石的中矿物组成，矿物的结构，形成顺序，结合岩石类型及其成因特征，最后确定岩石名称。另外，不透明矿物的结构和不透明矿物的元素含量只能在光片的鉴定中观察到，而光片应与矿石的鉴定联系在一起。岩石和矿物鉴定所需的专业知识也非常丰富，包括晶体学，矿物学，晶体光学，光学矿物学，遗传矿物学，岩石学（岩浆岩石学，沉积岩石学，变质岩石学），地层古生物学，矿床科学，地球化学，结构地质学，区域地质等。岩矿鉴定具有严谨性的特征，因此需要严格按照检定流程对矿石样品进行检测，以下为利用偏光显微镜进行岩矿鉴定的具体流程。

(一)选择实验仪器及实验试剂

在岩矿鉴定中，合理选择实验仪器及实验试剂是保障岩矿鉴定效果的重要环节。利用偏光显微镜进行岩矿鉴定所需的实验仪器主要为矿石切割机、磨片机、抛光机、偏光显微镜等。需要结合鉴定条件及鉴定需求，科学选择实验仪器。同时，化学试剂的使用也是岩矿鉴定的环节之一，在鉴定部分外表差不多的岩石时，可选择正确的化学试剂进行区别，比如方解石和石英，可用低浓度的盐酸滴试进行区别。

(二)岩石样品制片

岩石样品的制作主要包括切片、磨片、粘片、盖片（抛光），每一环节的操作方式及注意事项如下：

切片：该环节所使用的实验仪器为切片机，在切片前需要初步检查岩矿的硬度，如果硬度较弱，则可以直接利用切片机，以适当的角度将岩矿切片；如果矿石样品硬度过大，需要结合实际的鉴定需求及条件，合理控制矿石样品切片的厚度。如果矿石样品结构具有明显的延伸方向，需要沿着矿石样品的延伸方向进行切割。

磨片：在初次矿石样品粗磨需要经历两个流程。首先，需要将矿石样品薄片打磨为边长适中的正方形；其次，将矿石样品薄片放置在铁板上，用从粗到细的金刚砂再次打磨矿石样品薄片，保证矿石样品薄片四边厚度均匀。需要注意的是，如果矿石样品结构易碎，需要对矿石样品进行煮胶处理，提高矿石样品结构的稳定性后才能进行打磨。

粘片：在矿石样品薄片干燥、清洁的前提下，用树胶将矿石样品薄片固定在载玻片上。

盖片：在盖玻片上涂抹一定温度的树胶，从一侧开始将盖玻片改在载玻片上。此环节需要注意避免气泡的产生。

抛光：当需要鉴定不透明矿物时，可选择不盖片，在之前的制作基础上进行抛光，直接制作为光薄片。抛光之前，需要用清水清洗矿石样品薄片表面的杂质，待烘干滞后，用滴有抛光液的帆布、海军尼对岩片进行抛光。

(三)岩石样品鉴定

在使用偏光显微镜对矿石样品进行鉴定之前，实验人员需要按照鉴定工作的要求，确定检偏振镜的振动方向。为了保证通过显微镜能够清晰观察矿石样品的结构特征，实验人员需要适当调节显微镜的焦距以及放大倍率。同时，在鉴定中，可以视频录制及拍照技术，保存鉴定过程，以便于发现鉴定过程中存在的问题。

(四)鉴定流程

首先进行手标本鉴定，其次通过镜下观察岩石的结构、构造、矿物组成和含量等，准确鉴别岩石类型。在鉴定过程中，实验人员需要结合工作的经验，确定样品观察的重点。以岩浆岩的鉴定为例，火山岩是一种常见的岩浆岩，样品检测时观察的重点为斑晶、基质各自的形态大小、成分含量以及岩石的次生变化。（如下图1所示）。

图1安山岩，斑状结构，基质交织结构，斜长石斑晶为半自形板状，基质为斜长石微晶板条和隐晶质，斜长石微晶板条呈现半定向分布。

分析检测结果不仅要分析岩矿的特征，还需要依据岩矿的物理及化学特征、成矿的顺序划分不同矿床的成矿特征，继而分析矿床的成因。

四、岩矿鉴定的现存问题与应对建议

(一)存在的问题

岩石和矿石评估结果在地质研究中的综合应用还不够，许多信息还没有引起足够的重视。一方面，地质学家判断岩石和矿石评估数据准确性的能力较弱，并且缺乏全面的研究和分析。他们中的大多数人只是简单地援引别人的岩石和矿石评估结果而没有进行自主分析。另一方面，评估报告提供的许多有用信息没有得到充分应用，甚至被忽视，导致了现场宏观地质学和微观地质学的脱节，影响了地质研究的深度和水平。实际上，一些重要的微观信息，除了可以提供参考之外，甚至会直接影响勘探方向。

新技术，新方法，新设备的应用还不够充分。随着经济和科学技术的发展，岩石、矿石识别的新技术，新方法和与其配套的新设备的发展取得了很大进步。其中，显微图像分析技术可有效提高识别的精度、定量测量和统计的效率。矿物和岩石的微观特征研究以及矿物岩石的识别工作在显微分析技术的帮助下会更加准确、便捷。但在实际工作中，这些新技术，新方法和新设备尚未在大多数区域的地理调查研究中应用，尤其是野外地质勘探。

岩矿鉴定人员的专业素质不足。在完善地质工作的条件下，大部分地勘单位实验室都有专业的岩石、矿石鉴定人员。其中一些人员来自大学和学院，而某些部门则亲自培训这些鉴定师，从事这项工作的岩石和矿物鉴定师的规模也在扩大。但是，从目前的发展情况看，经过各高校专业调整后，地质人才的培养逐渐减少，岩矿鉴定专业已被取代，输送到地质勘探单位的大学生需再培训，成长周期较长导致专业鉴定人员的缺乏。例如，在甘肃省的地质工作单位中，因缺乏进行岩矿鉴定的专业技术人员，使一些退休的人员，不得不返岗工作。也正是由于缺乏专业的岩石和矿物鉴定工作人员，一些人才成立了私人岩石和矿物鉴定工作室。

(二)应对的建议

首先，加强综合信息的提取和评价结果的应用。区域地质调查项目组应重视对岩石，矿石评估结果的综合分析。在应用方面，一方面，我们不应盲目跟进室内岩石，矿石的鉴定结果；另一方面，在不进行分析的情况下，不应否定鉴定结果，而应结合宏观地质学合理地运用鉴定知识及结果，将室内和野外调查有机地结合起来，充分提取有用的信息，为区域地质研究工作服务。

其次，加强新技术和方法的应用。近年来，专项预算用于购买新设备和新软件的地区调查项目，为阴极荧光显微镜，显微图像分析系统及相关技术的应用提供了良好的物质基础。室内岩石和矿物鉴定和分析的技术方法。尽管这些新方法和新技术尚未在区域地质调查中得到广泛应用，但笔者认为，随着对岩石和矿物识别的日益重视，新方法和新技术将在传统的岩石和矿物识别中发挥重要作用。

最后，加强对岩石，矿物鉴定人员的培训。一方面，地质院校要适当增加岩石和矿物的识别专业。另一方面，业务主管部门和地质勘探单位应加强对区域勘测项目在职地质技术人员的岩石、矿石鉴定技能的培训；建立专门的岩矿鉴定队伍（室），或为区域勘测项目小组提供专门的岩矿鉴定人员；同时，专业的测试和鉴定人员还应丰富岩石和矿物鉴定的经验。

五、结束语

岩矿鉴定是地质调查研究中的重要环节，能够为地质调查提供精准的依据，从而提高地质调查工作质量。当前，岩矿鉴定中存在鉴定结果综合应用性不足、岩矿鉴定技术落后及岩矿鉴定人员综合素质较低的问题。因此，应加强岩矿鉴定综合信息的获取及鉴定结果的应用，灵活运用岩矿鉴定新技术及新方法，还需加强对岩矿鉴定人员的培训，切实提高岩矿鉴定精准性及适用性。

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