地质岩石矿物分析测试技术及其运用分析

刘 冬，刘 丹

矿产品是最主要的资源，是人类社会生产、生活和科学发展所不能缺少的基本物质之一。矿产储量的勘查过程中，对于怎样迅速、正确地对岩层中的各种矿石成分进行岩性结构分析和计算，以判明矿石资源的品位和储量，再通过岩石矿物对所在区域的矿产品开发利用价值，确定对矿山企业的投资规模，有着重大的意义和历史作用。

1 岩石矿物的概述

1.1 矿物种类

在天然界中，目前已知道的石头就有三千多种。可是目前人们能掌握的也就仅仅100多种。常见的造岩矿物只有十余种，如石英、正长石、斜长石、黑云母、白云母、角闪石、辉石、橄榄石等，其余称非造岩矿物。按照含量有所不同的物质也可以分成，含氧的岩矿，一般有红铁矿、岩英、褐铁矿以及；碳酸盐类型的一般有白云岩、方解岩等；硅酸盐类的一般有橄榄石、绿帘等；硫酸钠类的一般有硫酸钙、硫酸亚铁等；此外还有含金属单质的黄岩矿等。

1.2 矿物形成

1.3 矿物的物理性质和形状特征

不一样的矿物均有各自的外表特点与物理性质，这些不一样的外层是辨别矿物的主要根据，矿物的外层，色彩是各自不一样的，有晶状、立体、条状、颗粒状等，一般看到的大多数是条状。可以通过它们的外部特征进行分析测试。

2 岩石矿物分析与鉴定的重要性

2.1 在矿产普查作业流程中起到了十分关键的角色

对岩石矿产的分类和评估工作是在当前开展地质工作之前的基础性工作，换句话说搞地质工作实际上是为更好的勘察矿产以及城市规划与发展建设，以及为环境和有关地质灾害的防范及其治理工作，提高所必需的基础地质资源及其有关信息。对岩石矿产的鉴定及其分类工作可以更好的查明和掌握当前全国各地的些重要基础地质状况，获取有关的基础地质数据信息等都具有十分关键的意义。而对岩石矿产进行分类评估，不但可以为日后的各项工程研究和设计提供所需要的资源，同时也对合理使用资源，逐步的改变质量相对低下的地貌条件和防止自然灾害，提供了其所需要的资源数据。

2.2 对岩石矿产的分类识别和有效评估

大自然中的石头矿产一般都是在某种地质作用力下，或通过某种物理的化学反应所产生的，包含许多甚至是一些微量元素的矿产。因此利用科学方法探明了其所含有何种化学元素及其矿物质的具体类型后，对判断这些石头矿产本身的利用价值或者经济价值等重要方面都起着很大意义。另外，对石头矿产加以鉴别分析方法对日后的资源利用或者普查找矿都具有十分重大的意义。由于剖析石头矿产的步骤非常复杂，因此剖析石头矿产的工作如何得以良好开展，也深刻影响了矿产勘查的进展。分析与研究岩石矿物质过程中，首先需要了解足够的基础知识，并提出具体实施方案，方案内容也需要详细而具体，才能够得出正确的分析结论，从而准确地评估岩石矿物的有关经济指标数值，促进矿物资源项目的成功实施。再者，还必须全面注重对岩石矿物的细节调查，以保证全部的矿石成分都不被遗漏，才能够使矿石资源实现其最高的经济价值。

3 地质岩石矿物分析测试技术的要点

3.1 地质岩石矿物样品分析技术

物理化学分析方法的试样，是指对地质矿产等样品物料开展的物理化学分析方法，它也被称为试样。在岩土矿产分析方法的研究主体内，试样是指化学分析方法时所称取的试样，通常只是零点几克甚至几克重，但分析方法结论却代表的是几吨之上甚至数万吨之上的岩土矿产状况，所以需要确保分析方法试样必须具备极强代表性，也就是说，试样的平均成分应该和整个矿石的一般成分一致，具备高度代表性，才可以提高分析方法结论的准确度。

因此，在分析计算前，就必须根据实际状况，进行试样选择与设计工作。通常在矿山选择了适当的取样地点后进行试样选择工作，或按照原计划设计的取样量在围岩矿体内进行原始试样选择。在岩石矿物分析方法中，以试样为研究主体，其品质影响后期的分析结论，所以要按照规定，选择具有代表性的试样。在取样收集后首先要对其进行测试，待确定符合检测条件后便可开展岩石矿物分析方法。在运送至试验室后，有专人负责对试样的有关技术指标进行分析、检测，同时进行试验分析结果录入工作，以保持记录准确。

在进行了对所采集样本的检验工作，并确定为合格以后方可对岩土矿产进行分类。相关矿石试样运送至试验室之后，实验技术人员要分析和检测试样的有关指标，并把测定成果记录下来。鉴别石头的试样通常只有几克就能够，但是必须先要粉碎矿物岩石，然后进行鉴别检测。

1）绘图计算。主要用于图形界面的绘图操作，如绘制深度信息的时间曲线。绘图操作通过Qt的绘图类QPainter等实现。

3.2 地质岩石定性测量技术

待进行了试样设计操作后，便需要完成样品定量分析、半定量分析工作，其功能主要是把岩石矿物内的有效化学成分与浓度简单、迅速地测量得出，以便指导后期化学分析项目，降低化验的盲目性，从而提高分析测试效果。但定性与定量分析只能把试样的化学成分、浓度等粗略地分析后得出，而所得到的试验结论，就无法直接应用，而只能作为依据。因此在具体分析测试过程中，就必须测定出试样内的主要成分含量、少量成分含量、微量成分含量、杂质浓度等，作进一步测定分析，也就是定量分析。

分析过程中，要严格地按照测定的规范流程来加工岩石，并同时进行定量、定性分析。如此作的主要目的，是为了增进人们对矿物岩石的认识，从而确定岩石比例。定性分析完成以后，就必须由技术人员根据实际测量到的元素浓度，选用正确的方式加以计算，并要采取相应的必要保护措施。此时最常见到的方法有生物化学分析法和发射光谱法。

3.3 正确选择测定方法

通常情况下，可以选择以下几种方式确定某种矿物元素，但具体选择什么，也必须依据情况具体判断。

按照对检测对象的具体特点选取。在明确了检测对象以后，就必须找出工作要点，以便于选用适当的理论分析检测方法。比如在高纯净物料中检测可溶性杂质组成时，最重要的条件是敏感度。而对成品的标准试术含量检测时，其准确性尤为关键。可按照侧重点，合理选用检测分析方法。

按照被测组成的具体特性选取。在通常情况下，分析方法多根据被测组成的特定特性加以选用。比如当溶液pH值超过六时，Mn2+将和EDTA进行化学反应，进而得到一定的液晶聚合物，在这种情形下，检测时选择EDTA络合滴定法比较理想。

根据被测物质组成的浓度选择。根据长期实践研究表明，一般可选择化学分析研究法进行常量物质组成检测，如重量分析法、滴定解析法等。但当试分析微量组成时，则可选择较高灵敏度的化学仪器解析法。因此，重量分析法以及化学滴定分析法都可以进行磷矿岩中磷浓度的计算。但对于硅酸盐岩体内的细微粒数，磷浓度最好通过化学吸收光度法进行检测解析。

针对共存组分的影响选择。在进行分析与测试方法选用的过程中，必须对共存组分相互之间的干扰程度、作用范围等因素加以综合考量，并尽量选择对共存组分无影响的分析测试技术。

实践测定的最关健目标是准确计算得到岩石矿元素的浓度和种类等指标，并据此科学合理的选用具体测定方法。在实践测定中必须要注意这两点：

其一，科学研究、试验人员对要测定为试样的矿石元素，要详细地比较测定和具体实际浓度数值。在具体实际测定中，既可采用容量称重的测定，又可采用仪器分析法或比色法。

其二，科研技术人员也需要充分考虑到同一个试样中存在各种矿物质、微量元素的可能性。其中硫酸钠碘测定是较为普遍的，也能够对岩石内层钙镁微量元素进行直接测定。

3.4 确定技术分析方案

选定合理的技术分析方法，也就是根据之前的测定结论，再选定合理的技术方法并加以确定。该环节十分关键而且非常复杂。在实际开展作业时，还需要顾及到对各微量元素的单独检测，以及各种分离方式之间的相互搭配和协作等，需要作业人员不仅要掌握全面的技术知识，而且还要熟练掌握相应的鉴别理论，并且还必须具有相应的实际经验。在选取鉴别方法时，研究人员还需要同时确定岩土矿物质的实际分类、测定方法。同时，在实际开展鉴别工作的具体实施流程时，根据简析和全分析的不同执行步骤，研究人员对最终选择的鉴别方法，还必须要具有良好的全面性和综合性。换言之，先将岩石矿物试样经过粉碎作业，而后再分解处理，并分为不同的小组，通过选择适当的溶剂，再按照一定操作过程规则，以组为单元依次完成计算。通过这种操作方法，既可使用传统化工手段对矿产或岩土试样完成计算，又可使用化学测量仪表对试样完成计算。

在以上工作已经全部完成的情况下，还可以提出合理的技术分析方法，但在该过程中对人员的要求也比较高，不但要掌握大量的实践经验还要能灵活运用理论知识和高水平的专业知识。在试样完全溶解以后，必须对各种分析测试方法之间产生的

偏差有个全面的考虑，以便针对具体操作规程进行试验，降低操作偏差，提高测量结果的准确度。

3.5 核查分析结果

作为整体地质学与岩体矿物分析的最后产物，分析测定结论也是整体岩体矿产分析的主要研究价值体现，对地质学找矿的走向、矿产开发的研究价值、矿山企业储备核实情况等方面，分析结论都有着很大的指导意义。所以，由于检查结论与是否正确、可靠性关系很重要，因此进行分析测定结果对审查工作也非常重要。

第一，认真查找在化学分析过程中出现的问题；第二，逐步确定并评估化学分析结果的质量，以便保证化学分析结论的质量。在分析确认结果以后，应当严格地依据相应的操作流程对分析成果进行分析、评估，直至达到相应标准。如分析测试成果不合格的，将禁止在岩土矿产成分分析以及地质部门工作中应用。所以，核实分析方法成果不仅是化学分析的重要一环，更是监测、评估整个分析测试过程质量的关键一步。

在研究人员制定了科学合理、正确的评估方法后，还要严格按照操作标准要求运行，提出合理的分析方法和操作方法。经过分析评估得出结果数据，研究人员还需要对有关数据进行仔细的审核与分析，从而保证评估、数据分析结论的准确性。在整个鉴定工作流程中，有一个非常关键的环节，便是根据分析结论，进行审查工作。通过合理、科学的检查，针对在实际认定分析工作中所存在的问题与不足，相应的完善对策措施，并认真审核结果数据，以有效地保证鉴定结论数据的精确性、合理性、科学性。

4 岩石矿物分析测试技术及其应用分析

4.1 岩石矿物样品分析

第一，需要专门的检验技术人员完成检测样本的筛选，并由他们把检验样本送往检测试验室；第二，对样品矿物的性质重量种等作出了全方位和专业性的测定和分析，并把测定和分析的成果统一录入，以作为鉴别依据。

4.2 岩石定性测量

要严密地根据所测定的流程对岩石进行加工，并同时进行定性与定量的分析。定性分析后，必须依据岩石定性检测结论选用正确的检验方式，并作好保护措施。

4.3 测定方法选择

测定方法决定了计量结论的正确性，从而影响了岩土矿物质分析方法对测量结论的准确性，所以测量工作者必须要增加对测量工作的关注，绝对不能轻视甚至忽略了岩土矿物质测定方法的选用。现实的测量工作中，对岩石矿物实行内在元素分类和浓度鉴定，是岩石矿物测定方法的首要任务，所以岩石矿物测定方法的选取工作必须要围绕着岩石矿物内在元素及其浓度展开。

第一，研究机构和试验人员须采用相应的仪器设备和技术测定矿石微量元素及含量，并将其测定后得出的矿石元素含量与实际矿石含量作比较，以确定测量方法的准确度；第二，针对矿石元素含量精准度测定要求较高测定实验结果，测量技术人员和试验人员不仅要应用重量测定进行矿石元素含量测定，还要应用容量测定等进行矿石元素含量测定，以进一步提高岩石矿物测量结果的准确性；第三，对于对矿石内部元素含量要求较低的实验，则直接应用仪器分析法等方法进行矿石含量测定；第四，检测技术人员和试验人员首先要对每一个岩体中可能出现的矿物元素做出推断和分类，从而寻找支持依据，最后再利用试验结果来证明，即推测岩体中可能存在镁元素和钙元素的概率都是60%，然后利用硫酸钠检测法，通过检测十块岩体中镁元素和钙元素的浓度，检测是不是十块岩体中有六块岩体存在镁元素和钙元素。

4.4 检测结果评估方式和分析方法选择

第一，相关人员不仅要有高水平的专业和鉴别知识，还要掌握丰富的检测结果鉴别使用经验，以减少鉴别出错率；其二，鉴定技术和有关人员在鉴定过程中，不仅要充分考虑到岩石矿物的事实及分析法，还要充分考虑到岩石矿物的化学事实及测定法，以防止对数据结果测定的步骤有误；第三，在评估技术人员和有关工作人员进行科学勘测成果鉴定时，必须要对结果测定的步骤和结论作出全方位和综合性的剖析，以选择最佳的检测成果确定方式和分析方法，并根据适当的化学方法进行成果评估，以提高对检测成果评估的准确性。

4.5 测量结果审查

第一，有关人员须严格遵循有关作业流程，对经选用合理分析鉴定方法后的岩土矿物样本，作出合理且、有效地和全面的分析；第二，有关人员要分析结论及评估结果产生前后对有关数据进行全面性和真实性审核，以确保分析结论和评估结果的正确性；第三，要把测量结论的审核贯彻到整体评估工作中，以查清每一评估环节和分析环节中可能出现的问题，并针对主要问题及其原因给出针对性的有效办法。

5 结语

综上所述，岩石矿产的分类和评估工作，对于整个地质研究业过程中起到了何等影响，所以需要我们在日常的作业流程上，应依一定的过程与规范，在坚持其准则的基础上，切实做好对岩石矿产的析和鉴别等工作。