X射线粉晶衍射法在片麻岩鉴定与分类中的应用

利用偏光显微镜岩石薄片鉴定和X射线粉晶衍射物相分析技术,对34件片麻岩样品矿物组分进行检测.两种方法分析结果比对显示,有18件岩石样品定名一致,其余16件岩石样品详细定名有差异.偏光显微镜鉴定技术的优势在于能准确定出岩石构造和结构,能鉴定出更多的金属矿物、电气石、榍石、磷灰石、绿帘石,有效区分白云母和黑云母;X射线粉晶衍射法优势在于更准确区分出岩石中层状硅酸盐矿物绿泥石、蒙脱石和云母,确定钾长石、钠长石和石英矿物种类与含量.研究表明：片麻岩鉴定应该把偏光显微镜岩石薄片法与X射线粉晶衍射矿物半定量技术结合起来,才能更好地确定片麻岩的矿物组分,为地学研究提供更符合客观实际的技术数据和分析结论.     

X射线粉晶衍射仪在大理岩鉴定与分类中的应用

大理岩主要有方解石大理岩、白云石大理岩和菱镁矿大理岩三种。以往大理岩是依据偏光显微镜下观察岩石结构构造及矿物成分进行分类定名,由于方解石、白云石、菱镁矿都属于三方晶系,具有闪突起、高级白干涉色、一轴晶负光性和菱形解理等相同晶体光学特征,偏光显微镜下区分十分困难。为了准确鉴定大理岩中碳酸盐矿物种类及其相对含量,本文利用岩石薄片偏光显微镜和X射线粉晶衍射技术对32件大理岩岩石样品进行分析测试。岩石薄片鉴定结果表明:大理岩造岩矿物主要有方解石、白云石、菱镁矿、石英、斜长石、白云母、黑云母、绿泥石、黏土和金属矿物。根据岩石结构构造及矿物组分特征,可把32件大理岩样品划分为方解石大理岩、长英质方解石大理岩、石英绿泥白云石大理岩、白云石大理岩、云英质白云石大理岩和菱镁矿大理岩等15个类型。X射线粉晶衍射分析表明:大理岩造岩矿物主要有方解石、白云石、菱镁矿、石英、斜长石、钾长石、云母、绿泥石、滑石和蒙脱石。综合分析认为:岩石薄片偏光显微镜鉴定技术很难区分方解石、白云石和菱镁矿等碳酸盐矿物,以及细小的石英、钾长石和斜长石、滑石和白云母等鳞片状硅酸盐矿物;X射线粉晶衍射分析技术不仅能准确检测出大理岩中方解石、白云石和菱镁矿等碳酸盐矿物种类及相对含量(方解石、白云石和菱镁矿的X射线衍射主峰有明显差异,d值分别为0.303 nm、0.288 nm和0.274 nm),而且能够有效鉴别岩石中粉砂级斜长石、钾长石与石英(三种矿物的X射线衍射主峰d值分别为0.319 nm、0.324 nm、0.334 nm);且能区分蒙脱石、绿泥石、云母和滑石等层状硅酸盐矿物(四种硅酸盐矿物的X射线衍射主峰d值分别为1.400 nm、0.705 nm、0.989 nm、0.938 nm)。综合岩石薄片偏光显微镜鉴定和X射线粉晶衍射分析结果,最终确定32件大理岩样品划分为22个岩石类型。研究认为:仅根据岩石薄片偏光显微镜鉴定或X射线粉晶衍射技术其中一种方法不能准确鉴定大理岩岩石,应将大理岩岩石野外观察、岩石薄片鉴定和X射线粉晶衍射技术结合起来,才能准确确定大理岩岩石类型。     

X射线粉晶衍射法在板岩鉴定与分类中应用

以往对板岩的分类和定名主要以显微镜下观察到的岩石结构构造及矿物成分为依据,但在工作中发现显微镜下区分细小的砂屑矿物、碳酸盐矿物和粘土矿物种类十分困难,仅利用显微鉴定技术对板岩进行分类定名必然产生很大的误差,这给地质填图及原岩恢复工作带来了极大困难.为此在板岩岩石分类命名工作中,笔者利用X射线粉晶衍射法对22件板岩样品进行分析,结果发现该方法既能准确鉴定出显微镜下不易区别的石英与长石细小碎屑物质和碳酸盐矿物种类,又能检测出云母、绿泥石、蒙脱石和高岭石鳞片状矿物,岩石中矿物组分检出率明显比用显微镜观察高出很多.实践证明,只有把显微鉴定技术与X射线粉晶衍射法有机的结合起来,才能准确鉴定板岩的种类和解决定名不准确的难题.     

X射线粉晶衍射仪在千枚岩鉴定与分类中的应用

以往千枚岩是依据显微镜下观察岩石结构构造及矿物成分进行分类定名.实际上千枚岩中鳞片状绿泥石和黑云母以及微粒石英、钾长石和斜长石在岩石薄片中区分十分困难.为了准确鉴定千枚岩中鳞片状和微粒状造岩矿物种类及其相对含量,利用X射线粉晶衍射半定量技术对19件千枚岩岩石进行分析测试.研究结果显示：利用云母、绿泥石、石英、钾长石和斜长石等造岩矿物X射线衍射峰的明显差异,结合X射线衍射全谱拟合半定量分析测试技术,能快速检测云母、绿泥石、石英、钾长石和斜长石等造岩矿物种类与含量.实践证明,将千枚岩岩石野外观察、岩石薄片鉴定和X射线粉晶衍射技术紧密结合起来,才能准确定出千枚岩岩石的名称.     

X射线衍射-X射线荧光光谱-电子探针等分析测试技术在玄武岩矿物鉴定中的应用

玄武岩的鉴定通常采用显微镜镜下判定,鉴定结果容易受到鉴定人员的专业水平和主观因素、切片方位的影响,光性特征有差异,再者颗粒细小的矿物还受到光学显微镜本身放大倍数的限制也很难准确鉴定。当前的鉴定方法已由传统的显微镜向现代分析仪器(X射线衍射仪、电子探针、X射线荧光光谱仪等)综合研究方向发展。本文采用X射线粉晶衍射(XRD)和显微镜镜下观测相结合的方法,对安徽女山玄武岩(未经蚀变)和团山玄武岩(经过蚀变)进行鉴定,并采用X射线荧光光谱仪(XRF)和电子探针对鉴定结果进行验证。结果表明:女山玄武岩用显微镜鉴定主要由基质(74%,斜长石44%+辉石30%)和斑晶(13%)组成,还含有少量金属矿物(8%)及较大颗粒石英捕掳晶(5%);其中,基质部分的斜长石经XRD分析可进一步确定为拉长石,辉石主要为普通辉石(单斜辉石),少量金属矿物为钛铁矿。团山玄武岩用显微镜鉴定主要由基质(75%,斜长石50%+辉石25%)和斑晶(9%)组成,还含有少量绿泥石充填的杏仁体;其中,基质部分的斜长石经XRD分析可进一步确定为微斜长石,蚀变矿物为蒙脱石而非薄片鉴定中的绿泥石。综合XRD和相关技术鉴定结果可确定,女山玄武岩主要矿物为拉长石、辉石、钛铁矿;团山玄武岩主要矿物为微斜长石、辉石、蒙脱石。研究显示,单独的显微鉴定技术在含蚀变矿物的玄武岩鉴定中会产生较大偏差,而结合XRD等多种分析测定技术可以快速鉴定出矿物种类,尤其对颗粒较小的矿物鉴定的准确度更高。     

X射线粉晶衍射仪在辽宁瓦房店金伯利岩蚀变矿物鉴定中的应用

瓦房店金伯利岩热液蚀变强烈,原岩矿物组分几乎蚀变殆尽,显微镜下对蚀变矿物鉴定相当困难.利用X射线粉晶衍射技术对蚀变金伯利岩物相进行系统检测,结果显示：42号岩管金伯利岩主要矿物为蛇纹石、金云母和滑石,有少量方解石、锐钛矿、磷灰石、石英、钛铁矿、钙钛矿、榍石、磁铁矿和绿泥石;石灰窑1号无矿金伯利岩岩管主要矿物为蛇纹石、金云母和白云石,有少量方解石、锐钛矿、磷灰石、滑石、磁铁矿和绿泥石;9号无矿金伯利岩岩脉主要矿物为方解石和石英,有少量绿泥石和重晶石;51号贫矿金伯利岩岩管主要矿物为蛇纹石和金云母,方解石化作用不均匀,白云石化作用普遍,有少量锐钛矿、滑石、磁铁矿、绿泥石、磷灰石、钛铁矿、石英;30号贫矿岩管样品风化严重,主要矿物为蒙脱石,有少量方解石、滑石、蛇纹石、榍石、磷灰石.实践证明,采用X射线粉晶衍射仪鉴定金伯利岩蚀变矿物组合是一种非常可行的技术手段.     

扫描电镜能谱法测定独居石中铈、镧、钍等元素的含量

粒度细小的独居石、锆石等矿物在变质岩中含量少,利用岩石薄片偏反光显微镜鉴定技术一般不易确认,X射线粉晶衍射分析通常也检测不出此类微量矿物.利用电镜能谱分析技术能够检测出矿物主要组成元素,并能给出所测元素的浓度值.运用Casino程序和Quanta程序,据元素的浓度值可以计算出矿物中各元素的质量分数（%）.本次研究利用扫描电镜能谱仪检测了6个样品中微量矿物,结果表明：6个样品中主要元素组成为O、Ce、Nd、La、Al、P、Ca、Si、Ag、Th,与独居石矿物化学组成一致,可以判定所检测的6个样品为独居石.     

X射线粉晶衍射仪在山东蒙阴金伯利岩蚀变矿物鉴定中的应用

山东蒙阴金伯利岩组成矿物以蚀变矿物为主,X射线粉晶衍射仪鉴定结果显示无矿金伯利岩矿物组分为方解石、白云石、石英、钙锆钛矿,标志性矿物为白云石和钙锆钛矿;贫矿金伯利岩矿物组分为蛇纹石、方解石、钙铝榴石、磁铁矿和金云母,标志性矿物为钙铝榴石;富矿金伯利岩矿物组分为蛇纹石、方解石、绿泥石、磷灰石、磁铁矿和金云母,标志性矿物为绿泥石和磷灰石。采用X射线粉晶衍射仪鉴定金伯利岩蚀变矿物组合,寻找蚀变矿物组分变化与金伯利岩含矿性的关系,利用标志性的蚀变矿物判断金伯利岩无矿、贫矿还是富矿,是非常有意义的。     

滑石中石棉的鉴定方法研究

如何鉴定出滑石中含有的微量石棉,多年来一直困扰着分析界的人士.笔者经过多年的实践和大量资料的积累,以透射偏光显微镜观察和X-射线粉晶衍射为主要方法,以油浸法为辅助方法,对滑石中含有的各种微量石棉,进行快速准确的鉴定.本文列出了各种石棉的X-射线粉晶衍射特征数据.并以滑石中含有的透闪石石棉为例,详细论述了这一鉴定方法的科学性及合理性.若样品为块状岩石,则需要先在偏光显微镜下观察,再进行X射线粉晶衍射进-步验证.若样品为粉末状,则需要先进行X射线粉晶衍射分析,再进行油浸薄片观察.     

湖南临武黑色石英岩质玉矿物组成特征及成因初探

石英岩质玉是一种市场上常见且产地较多的玉石品种,本文基于前人石英岩质玉的研究基础,通过常规宝石学测试、红外光谱测试、偏反光显微镜下观察,以及采用X射线粉晶衍射、X射线荧光光谱、电感耦合等离子体质谱仪对样品的宝石学特征、矿物组成进行分析,并对其成因进行讨论。结果表明:该地区黑色石英岩质玉多为中-细粒粒状结构,偏光显微镜观察可见多种变晶/变余结构;成分中主要矿物石英平均含量为44.7%,次要矿物云母、长石平均含量合计31.0%,黏土矿物平均含量为12.7%,另含有有机碳以及红柱石、铁铝榴石、黄铁矿等铁质矿物;结合样品结构、构造特征及矿物化学成分分析可知,样品为典型副变质岩系的中、低温热液交代型区域变质岩,属绿片岩相,原岩为富铝且富含石英、长石的沉积岩,其形成的构造环境属大陆边缘构造。本研究为该地区石英岩质玉的矿物组成鉴定提供了多手段技术支撑。     

红外光谱-显微共焦激光拉曼光谱研究天然红宝石和蓝宝石中含水矿物包裹体特征

天然红宝石和蓝宝石的包裹体中常见典型的含水矿物包裹体,这些含水矿物包裹体容易受外界环境升温而发生改变。微量含水矿物包裹体变化会对红宝石和蓝宝石的物理和化学性质产生明显影响,该性质为宝石热处理的鉴定提供了检测思路。本文采集了天然红宝石和蓝宝石样品,用显微镜放大观察包裹体特征,结合红外光谱与显微共焦激光拉曼光谱测试研究了含水矿物包裹体的特征。结果表明:天然红宝石和蓝宝石样品中含水矿物包裹体的外观轮廓清晰,晶形完整;红外光谱在2000～3700cm~(-1)附近显示出2105～2110cm~(-1)和1977～1985cm~(-1)硬水铝石和3619cm~(-1)和3696cm~(-1)高岭石等水(H_2O或—OH等)的特征吸收峰;拉曼光谱中可见角闪石、云母、磷灰石和长石等结晶度较好的典型含水矿物包裹体的特征拉曼位移。该系列特征揭示了红宝石和蓝宝石样品中含有水的特征,可作为红宝石和蓝宝石天然成因且未经过热处理的鉴定依据。     

X射线衍射-扫描电镜等技术研究秘鲁铜硫矿石选矿工艺矿物学特征

秘鲁铜硫矿石的主要回收对象是铜和硫矿物,由于铜矿物嵌布复杂、粒度过细以及与各种脉石矿物或金属矿物交生关系紧密,利用传统工艺矿物学研究方法如化学分析、光学显微镜检测等较难准确定量其工艺矿物学参数。本文采用化学分析、X射线衍射、扫描电镜、偏光显微镜及矿物参数自动分析系统(MLA)等技术手段,研究秘鲁铜硫矿石的化学成分、矿物组成和主要矿物的嵌布特征、粒度分布及单体解离特性等,并对影响选矿指标的主要矿物学因素进行分析。结果表明:矿石中主要元素为Cu(0.65%)和S(9.53%)。矿石中黄铁矿(16.57%)含量较高,形态较为规则,与其他矿物之间的交生关系相对简单,粒度普遍偏粗,其中粒径大于0.30mm的黄铁矿占95.06%。铜矿物主要以不规则粒状、皮壳状、网脉状、纤维状、尘粒状、斑点状分布于脉石中或与黄铁矿、闪锌矿、磁铁矿等金属矿物交生紧密,粒度极不均匀,使得铜矿物解离难度加大,且矿石中云母(12.51%)、绿泥石(3.74%)、滑石(3.34%)、高岭石、蒙脱石(3.59%)等黏土质矿物含量较高,在磨矿过程中易发生泥化从而恶化分选环境。根据该类型矿石的工艺矿物学特性,本文建议采用"粗磨-部分优先浮铜-铜硫混浮-混合精矿再磨再选分离"的工艺流程,可得到质量高的铜、硫精矿。     

X射线荧光光谱-X射线粉晶衍射-偏光显微镜分析12种产地铜精矿矿物学特征

我国是世界上最大的铜精矿进口国,研究不同产地铜精矿的矿物学特征,能支撑铜精矿原产地分析及相关固体废物属性鉴定。本文研究对象为来自8个国家12个矿区的进口铜精矿样品,采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线粉晶衍射(XRD)以及偏光显微镜进行综合分析,探寻这些矿区铜精矿的元素组成、矿物组合特征,探讨不同成因类型铜精矿的矿物学差异。X射线荧光光谱分析表明铜精矿样品主要元素为Cu、Fe、S、O,普遍含有Zn、Si、Al、Mg、Ca、Pb;X射线粉晶衍射物相分析表明铜精矿样品主要物相为黄铜矿,其次常含有黄铁矿和闪锌矿等物相;偏光显微镜光片鉴定表明铜精矿样品金属矿物中黄铜矿的含量在88%~98%之间,观察到黄铜矿与闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿共生,闪锌矿与斑铜矿、砷黝铜矿共生,黄铜矿、砷黝铜矿和斑铜矿共生等连生体矿相。结合铜精矿不同成矿类型分析表明,斑岩型、矽卡岩型、火山成因块状硫化型铜矿床样品中常见黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿,并分别含有黑云母、草酸钙石、硫酸铅特征矿物;铁氧化物铜金矿床样品主要矿物为黄铜矿,常见磁黄铁矿、滑石特征矿物。通过本文采用多种技术表征不同产地铜精矿样品元素含量、物相组成、矿相组成的差异,能够全面分析不同产地铜精矿样品的矿物学特征,对进口铜精矿的风险识别和管控具有重要意义。     

自动矿物分析技术在鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿矿物鉴定和赋存状态研究中的应用

鄂尔多斯盆地是我国重要的砂岩型铀矿成矿区之一。铀矿物赋存状态研究对砂岩型铀矿的成因认识、找矿勘查及选冶开采具有重要意义,但其矿物组成复杂,铀矿物粒度细小、种类繁多且赋存状态多样,致使研究初始的鉴定阶段就存在难点。目前普遍使用放射性照相法和电子探针(EMPA)两种方法开展铀矿物鉴定分析工作。放射性照相可一次性得到光片中所有铀矿物赋存位置、赋存状态和放射性形态,但无法鉴定矿物种类,耗时较长且需在暗室中进行;电子探针可得到铀矿物背散射图像和各元素含量,但在高倍数下薄片中寻找含量少、粒度小的铀矿物费时费力,并且在黑白背散射图像中无法快速判断伴生矿物种类。本文以鄂尔多斯盆地北缘-南缘-西缘砂岩型铀矿为研究对象,将自动矿物分析系统(AMICS)运用于砂岩型铀基础研究中,结合扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)鉴定出研究区铀矿物有铀石、晶质铀矿、沥青铀矿和硅钙铀矿,黄铁矿和钛氧化物与铀矿物关系密切,识别出其他伴生矿物还有石英、金红石、长石、云母、高岭石等。本文建立的AMICS-SEM-EDS分析方法,实现了铀矿物及其共生矿物组合的快速识别鉴定和赋存状态研究。