X射线粉晶衍射法在变粒岩鉴定与分类中的应用

变粒岩的鉴定通常以显微镜鉴定技术为主,但在显微镜下区分颗粒细小的长石、石英及绿泥石、蒙脱石、云母等层状硅酸盐矿物十分困难,仅通过显微鉴定技术对变粒岩进行定名可能产生较大误差,这对地质填图和原岩恢复工作会造成一些偏差,导致得出错误的地质结论。随着X射线衍射分析技术的发展,该技术已广泛应用于矿物学和岩石学的研究,本研究将结合X射线粉晶衍射技术,对显微镜下难以区分的细小矿物进行鉴定。共选用23件变粒岩样品,利用X射线粉晶衍射分析和显微镜岩石薄片鉴定技术,对变粒岩矿物组分进行检测,用X射线粉晶衍射矿物半定量分析结果验证岩石薄片鉴定结果准确性。显微镜岩石薄片鉴定结果与X射线粉晶衍射物相分析结果对比显示,10件样品定名一致,其余13件样品详细定名有差异。通过分析产生差异的原因,可以认为显微镜岩石薄片鉴定优势在于能确定岩石结构和构造,以及常见矿物组分;X射线粉晶衍射法的优势在于能检测出显微镜下较难区分的细小石英和长石颗粒的相对含量,并能检测出颗粒较小的绿泥石、蒙脱石及云母等层状硅酸盐矿物,该方法对含量较少、颗粒较细的矿物检测效果较好。实验证明将显微岩石薄片鉴定技术和X射线粉晶衍射技术相结合,才能更准确对变粒岩进行定名,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.     

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.     

一种特殊的玉器材料蛇纹石化纯橄榄岩

对一种特殊的玉器材料采用珠宝玉石常规鉴定、岩石薄片偏光显微镜鉴定、红外光谱分析和X射线粉晶衍射分析的研究,其玉石材料为蛇纹石化纯橄榄岩。提出了使用放大镜检查与红外光谱分析相结合的综合鉴定方法。     

电子探针波谱法在辉石种属鉴定中的应用

变质岩中辉石显微镜下以高正突起、辉石式解理和干涉色为主要鉴定特征.辉石族矿物有斜方辉石和单斜辉石2个亚族,其中斜方辉石亚族有7种辉石类型,单斜辉石亚族有12种辉石类型.为了验证岩石薄片鉴定结果的准确性,往往是利用X射线粉晶衍射技术进行比对分析.岩石中有几种辉石及辉石类型,X射线粉晶衍射方法则无法区分.本次研究是利用电子探针波谱技术对矿物主量元素进行分析,通过所测样品微区化学成分含量推测矿物名称.25件样品微区化学成分分析结果统计显示：MgO为8.36%~17.34%,FeO为27.57%~39.77%,SiO₂为47.94%~52.70%;次要成分含量：Cr₂O₃为0.01%~6.28%,Na₂O为0.00%~0.19%,Al₂O₃为0.43%~3.11%,CaO为0.38%~1.94%,MnO₂为0.09%~0.79%;总量为99.64%~100.00%.化学成分与紫苏辉石组分相当,可以确定所测样品为紫苏辉石.     

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。     

X射线荧光光谱分析技术在大理岩鉴定与分类中的应用

大理岩的鉴定与分类主要依靠岩石薄片鉴定及X射线衍射(XRD)矿物半定量检测技术。工作中发现,岩石薄片鉴定技术及XRD矿物半定量检测技术所测得矿物组分含量很少一致,这就需要引入其他技术对岩石薄片鉴定及XRD矿物半定量检测结果加以验证。本文利用X射线荧光光谱仪(XRF)对野外采集的32件大理岩样品进行全岩化学成分分析,以岩石化学成分为基础,分析岩石杂质系数、镁质系数和钙质系数特征,对大理岩进行分类。结果表明:方解石大理岩、白云石大理岩、菱镁矿大理岩的镁质系数值分别为0.01~0.13、0.40~0.46、0.97~0.98,钙质系数值分别为0.78~0.84、0.30~0.49和0.01~0.02,不同类型大理岩的钙质系数和镁质系数明显不同,可以作为划分大理岩类型的主要依据。当岩石中SiO_2+Al_2O_3含量大于35%(杂质系数大于为1.20),不能定为大理岩,只有岩石中SiO_2+Al_2O_3含量小于30%(杂质系数小于1.00)时,可定为大理岩。杂质系数、镁质系数和钙质系数的应用,能够校正岩石薄片鉴定法及XRD矿物半定量法矿物含量检测不一致的问题,使大理岩分类定名更加准确。     

建立X射线粉晶衍射数据库的排序

矿物X射线物相鉴定,实际上就是把欲鉴定试样的X射线粉晶衍射数据与已有的标准X射线粉晶衍射数据进行对比.为了使这种对比过程有规律地进行,一个合乎逻辑的方法是利用电子计算机使检索过程完全自动化.广泛利用电子计算机进行矿物X射线物相鉴定,是今后发展的必然趋势.它可以大大提高效率,而且只要程序编制恰当,其结果也是可靠的.本文着重介绍使用APPLEⅡ型微机建立矿物X射线粉晶衍射数据库的排序问题.     

丹东绿玉石的宝玉石学特征研究

通过偏光显微镜、电子探针、X射线粉末衍射、傅里叶变换红外光谱、X射线荧光光谱、微量元素测试等对丹东绿玉石样品进行了常规矿物学、谱学特征研究。结果表明,丹东绿玉石是以蛇纹石为主要矿物,镁橄榄石、白云石、水镁石、绿泥石、伊利石为次要矿物的蛇纹石化镁橄榄石矽卡岩。     

辽宁宽甸绿色云母玉的宝石学特征及颜色成因探讨

近期,笔者获得来自辽宁东部宽甸地区的绿色玉石,为研究该样品的宝玉石学特征及其颜色成因,采用常规的宝石学鉴定方法及偏光显微镜、红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、X射线粉末衍射仪、X射线荧光光谱仪、光纤光谱仪等测试仪器,对其进行了宝石学、矿物学、光谱学特征及主要化学成分和微量元素的研究。结果表明,该玉石的主要矿物组成为白云母,质量分数达98%以上,具鳞片变晶结构,少量的红色矿物为金红石;Cr3＋类质同象替代白云母中的Al3＋是该样品产生绿色的主要原因,依据国家珠宝玉石名称的标准,应将该样品定名为云母玉。     

墨绿色钠长石玉的初步研究

以墨绿色钠长石玉样品为研究对象,采用常规的宝石学测试、偏光显微镜、电子探针、X射线粉末衍射等分析方法,从宝石学特征、矿物组成、结构特征、有序度等方面,对该钠长石玉进行了较全面的研究。结果表明,墨绿色钠长石玉的折射率为1.53（点测）,密度约为2.64g/cm^3;其薄片中矿物晶体的形态主要呈半自形-他形粒状、短柱状和纤维状,结构主要有糜棱结构和纤维粒状变晶结构,主要矿物组成为钠长石和角闪石。电子探针的化学成分分析显示,样品中钠长石的An值小于0.006,说明钠长石的成分很纯;所含的角闪石种类主要为镁钠铁闪石。由X射线粉末衍射峰数据计算出钠长石的结构有序度极接近于1,其为完全有序的低钠长石,形成温度低于300℃。本文填补了钠长石玉研究中的一些空缺,为钠长石玉的系统性和综合性研究提供一些有意义的理论成果。     

谱学研究在印章石中的应用:以昌化石为例

在野外地质工作、显微镜下观察、电子探针分析和差热分析的基础上,运用X射线衍射分析、红外光谱分析对印章石(以著名的昌化石为例)进行了谱学分析。昌化石主要矿物成分为高岭石族矿物,主要为迪开石及高岭石-迪开石过渡矿物。通过X射线衍射图谱分析计算其结晶度指数(HI)表明,高岭石族矿物的结晶有序度存在明显的高低变化。红外光谱特征显示,其中属于外部羟基振动的3 697cm-1谱峰强度(A)与属于内部羟基振动的3 620cm-1谱峰强度(B)的比值随着结晶度指数的降低有逐渐升高的趋势,且比值A/B的大小可以大致用来区分高岭石和迪开石:一般高岭石比值大于1,而迪开石小于1。差热分析的结果也印证了高岭石族矿物有序度高低变化的现象,如:高岭石族矿物在加热到400℃～700℃时会出现一个强烈尖锐的吸热峰,吸热峰的强度及温度与其有序度的高低存在正相关性。当主要组成矿物成分为较纯净的迪开石时,其有序度相对较高,透明度也较好;当主要矿物成分为高岭石-迪开石过渡矿物时,其有序度较低,透明度也较差。X射线衍射分析和红外光谱都是研究分析印章石的有效方法,但X射线分析通常为有损分析,且仪器使用条件相对较高;而红外光谱则可以无损且具有扫描时间短等...     

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。     

墨绿色仿翡翠品的宝石学特征

我国玉器市场的繁荣发展,使得玉器优劣并存,导致大量墨绿色“石材”充斥市场,充当翡翠销售.在广东玉器加工批发集散市场上收集了多种墨绿色仿翡翠原料,挑选具有代表性的4件原料进行测试分析.通过宝石显微镜观察、折射率、密度以及红外光谱、X射线粉末衍射、偏光显微镜薄片鉴定等测试方法进行对比研究.该4件样品的密度、折射率与翡翠一致,红外反射光谱与绿辉石非常相似,但其结构特征、矿物组成明显区别于翡翠.综合国标判定,该4件样品均为仿翡翠品.笔者提醒,常规宝石学测试和红外光谱测试不易区分此类制品,而加强基础性研究、提高镜下鉴定能力是防范检测风险的有效途径.     

俄罗斯科拉半岛铬云母玉的宝石学特征

在2010年,美国图桑的矿物宝石化石展销会上出现了一种新的玉石品种,其产自俄罗斯科拉半岛的铬云母玉。利用偏光显微镜、X射线粉末衍射仪、激光诱导离解光谱仪、红外光谱仪等测试方法对俄罗斯科拉半岛铬云母玉样品进行了分析与研究,初步确定其矿物组成、结构特征及宝石学性质。结果表明,该铬云母玉的主要矿物组成为铬云母、石英、长石,并含有少量的蓝晶石、十字石、高岭石、黄铁矿等;具有不等粒变晶结构和片麻状构造。与东陵石（即含铬云母的石英岩）的矿物组成和宝石学特征对比后,提出以铬云母的质量分数20%作为铬云母玉与东陵石的分类界限,其相应的宝石学和物理性质也可以对二者加以区分。