岩矿鉴定法在锰矿分析中的应用

高爽

【摘  要】岩矿鉴定法是将岩石磨制呈薄片、光片、探针片，通过偏反光显微镜，运用晶体光学、矿相学知识，通过矿物的光性特征鉴定矿物。他不但能快速确定矿物，并且矿物间的共生、反应和变化等诸多关系都能从中体现，这为探索岩石类型、岩石成因、矿床类型等提供证据，是最直观、最实用、最简便、最快速的一种地质分析研究手段。本文通过对工作中遇到的某锰矿区系列样品进行岩矿鉴定，对矿区内锰矿在不同温度下的变化给出鉴定说明，为该矿区锰矿类型及变化提供了有力依据。

【关键词】岩矿鉴定法;锰矿应用;

前言：

尽管我们无法用肉眼去识别地壳运动，但它是真真切切的存在，在这一过程中会发生一定的物质变化，其中包含了许多不同类型的化学元素。因受其物质自身特征的影响，我们通常称之为矿石，而在他们形成的过程中由于受到地质条件的影响而表现出不一样的特征，所以，这就可以从矿石的特征着应用相关鉴定方法展开鉴定工作。

一、简述岩矿鉴定法

1.由于受到地壳运动作用力的影响，地球中各种不同的物质会发生一定的相互作用，且长期受到物理与化学作用的影响而逐渐形成岩矿矿石。岩矿矿石在形成过程中，由于相关条件存在一定差异性，再加上受到复杂地质作用及干扰而致使它们所表现出来的特征也存在较大差异。而岩矿鉴定法主要是将岩石打磨成薄片、光片和探针片等形态，再通过偏光显微镜并运用晶体光学和矿相学等相关知识作为指导，从而以矿物光性特征为突破点实施鉴定。这种鉴定方法对矿物类型进行鉴定，只需要极少时间便可以完成，同时，还可以很好地对矿物间的各种关系进行清晰地描述，以便更好地为矿物开采提供更大的参考价值，也因此学运用该方法对地质特征进行分析和研究。

2探析岩矿鉴定的特点

对设备有着极高的要求。在岩矿鉴定工作中，所需使用到的设备可以分为制片和鉴定两种不同的设备。其中制片设备相对较为简单，而鉴定设备则主要由偏光显微镜和辅助设备共同组成。与锤子、软盘和放大镜等相比，显微镜就比较贵重一些，正因如此也致使岩矿鉴定工作难以实现大规模化发展。

鉴定进程缓慢。对于岩矿鉴定来讲，其过程十分复杂，主要由制片和鉴定两个不同的环节来完成。因在鉴定过程中，需要对样品进行加工处理，所以在制片这一环节中往往需要耗费大量的时间，与此同时，鉴定工作人员也需要做好相关数据分析工作，从而致使鉴定进程较为缓慢。

二、实验

1.样品制备。将岩石切割呈35 mm ×25 mm，厚15 mm 的长方体，用120 号金刚砂在粗磨盘上磨平两面，并在岩片背面写上编号，将岩片放入烘箱内烘干。取出烘干岩片，用刷子在表面涂上一层混合胶液（混合胶液为环氧树脂R6101 与三乙醇胺按照10∶1 比例调成）后再次放入烘箱内烘干。用120 号金刚砂粗磨，400 号金刚砂细磨至平面光滑，洗净烘干后将载玻片用混合胶液粘在岩片上，并放入烘箱内烘干。烘干后用切片机将载玻片上岩片切薄，并使用120号金刚砂将岩片磨至厚约0.1 mm 后，用400 号金刚砂细磨至0.05 mm 左右，细磨后在玻璃板上用碳化硼3.5 精磨至0.04 mm 厚。最后采用海军呢和氧化铬抛光液，将探针片抛光。

2.样品分析。将磨制好的探针片放在OLYMPUS BX53 偏反光显微镜下进行观察，通过偏光显微镜对透明矿物进行镜下观察，运用晶体光学、岩石学内容，确定岩石的矿物组成，结构构造，蚀变及变质特征等。并通过反射光对不透明矿物进行测定。

3.实验结果。20℃条件下矿物特征。通过偏光显微镜下鉴定，在20℃条件下，岩石具含粗粒细中粒砂状结构，块状构造。矿物组成为陆源砂（50%）、菱锰矿（45%）、填隙物（5%），根据其矿物组成及结构构造，其定名为菱锰含粗粒细中粒岩屑长石砂岩。陆源砂成分包括长石端元、石英端元、巖屑端元，砂粒呈棱角状、次棱角状，分选性差，磨圆差，杂乱分布，粒度一般0.25 ～0.5 mm 为中砂，部分0.05 ～0.25 mm 为中砂，少部分0.5 ～0.7 mm 为粗砂。长石端元包括斜长石、钾长石，斜长石轻高岭土化、绢云母化、碳酸盐化;钾长石为正长石、条纹长石，轻高岭土化。石英端元主为单晶石英，部分为硅质岩，少数为石英岩。岩屑端元包括粘土岩、绢云板岩、变质粉砂岩等。菱锰矿呈半自形—他形粒状，粒度一般<0.01 mm，集合体主呈团状集中分布;少数粒度0.01 ～0.05 mm，零散分布。填隙物由粘土质杂基、钙质胶结物组成，颗粒支撑，孔隙式胶结。粘土质呈隐晶状、微鳞片状，少数已变为鳞片状绢云母，粒度<0.05 mm，填隙状分布。钙质胶结物为他形粒状方解石，填隙状分布，粒度0.1 ～0.6 mm。2.2 100 ～600℃条件下矿物变化特征在100 ～600℃条件下，陆源砂的矿物成分、含量及结构特征未见改变。在100℃条件下，菱锰矿团块与在20℃条件下的菱锰矿团块比较，含量明显减少，由45%降低到35% ～40%，且菱锰矿作为填隙物的含量增加，由少量增加到10% ～15%。在300℃条件下，菱锰矿团块数量继续减少到30% ～35%，菱锰矿作为填隙物的含量增加到15% ～20%。在600℃条件下，菱锰矿已全部变为锰矿，填隙状分布于陆源砂间。在100℃条件下，填隙物多数已被菱锰矿替代，粘土质杂基已不见，只见少量钙质胶结物残留。在300℃条件下，填隙物已全部被菱锰矿替代，粘土质杂基、钙质胶结物均已不见。在600℃条件下，填隙物已全部变为不透明锰矿物，锰矿物呈隐晶质集合体，由于颗粒细小锰矿种属无法分辨。

4.讨论。该区锰矿物在20℃时为菱锰矿，主呈团块产出，随着温度的增加菱锰矿团块逐渐减少，作为填隙物出现的菱锰矿逐渐增加，当温度达到600℃时，菱锰矿全部转变为不透明的锰矿物，通过反射光观察，不透明锰矿呈隐晶质，颗粒边界不清晰，矿物光性特征无法确定，无法分辨其种属。菱锰矿与菱铁矿、菱镁矿光性特征相似，均为正低突起、高级白干涉色，一轴晶负光性[5]，遇茜素红试剂、HCl 不反应，通过偏光显微镜对其光性特征进行分析无法准确确定其种属，本次实验分析是通过野外地质情况，并且岩石与H2 O2 反映起泡，确定为菱锰矿。通过实验及矿石成像分析，可以得出：1）探针片相较于薄片的优势在于，探针片既可以在透射光下观察透明矿物特征，又可以在反射光下观察不透明矿物特征，避免了同一矿样切制呈薄片与光片两个样品，由于位置不同造成薄片与光片鉴定结果存在差异;2）岩矿鉴定法可以快速、直观的确定矿物种属、含量及矿物间的相互关系、结构构造，并清晰的判断矿物的反应及变化，这为判断岩石成因、矿床类型等提供了重要证据;3）岩矿鉴定法作为重要的岩石分析手段，对于一些半晶质、显微隐晶质矿物及矿物亚类的划分存在一定难度。

结束语：

岩矿鉴定法是采用偏反光显微镜，对岩石矿物的各种光学参数进行测定，是鉴定岩石矿物的重要手段。通过岩矿鉴定法对某锰矿区系列样品鉴定分析，得出岩矿鉴定法能够快速、准确的确定矿物及岩石名称，并且直观的观察到矿物成分、结构、构造的变化，但对于隐晶质矿物、某些相似矿物亚类的识别，岩矿鉴定法依然存在不足。

参考文献：

[1]柴琦敏. 岩矿鉴定在地质工作中的应用浅谈[J]. 世界有色金属，2019，（8）：193-195.

[2]赵慧涛，张丽娜，胡艳宏，等. 岩矿鉴定法矿石特征分析中的应用[J]. 山东冶金，2020，37（02）：79-80.