巖礦鑒定在礦產勘查中的應用

劉榮霞

（甘肅省地質礦產勘查開發(fā)局第一地質礦產勘查院，甘肅 天水 741020）

礦產資源是國家能源資源的重要組成部分，做好礦產資源勘查開發(fā)和利用，不僅符合“一帶一路”政策的要求，還能夠為提高國家能源資源安全提供可靠保障[1]。礦產勘查是一項復雜、系統(tǒng)的工作，需要勘查和鑒定礦產的各種化學元素，尤其是我國礦產資源豐富，礦石類型超過3000種，如何快速勘查和鑒定礦產類型，成為困擾礦產勘查工作人員的難題[2]。巖礦鑒定在礦產勘查領域的運用能夠對礦產資源的類型、礦物之間的關聯(lián)等進行快速、準確地鑒定，為礦石化學成分分析和礦產勘查與鑒定工作提供可靠的技術支撐。

1 巖礦鑒定的概念和發(fā)展歷程

1.1 巖礦鑒定的概念

巖礦鑒定以各種礦物學原理和理論為基礎，通過對巖石進行打磨，將其制作為巖石光片、巖石薄片以及人工重砂等，并借助巖石偏光顯微鏡、反射偏光顯微鏡等分析礦產的特性，確定礦產的類型，能夠確定礦產各種礦物質的大致含量，為礦產資源的開發(fā)和利用提供參考和幫助[3]。

1.2 巖礦鑒定的發(fā)展歷程

我國巖礦鑒定的發(fā)展歷程表現(xiàn)為四個階段，分別是：

起步階段：20世紀50年代，巖礦鑒定逐漸起步，老一輩的地質工作人員采用人工實地勘查的方式采樣并分析全國各地的礦石資源，為巖礦鑒定工作提供了類型豐富的樣本資源。發(fā)展階段：20世紀80年代，從國家層面重視巖礦鑒定工作，在全國范圍創(chuàng)建了眾多巖礦鑒定工作室、實驗室等，眾多鑒定工作人員參與到巖礦鑒定工作中，并獲得了眾多顯著的成果。蕭條階段：20世紀90年代，國家事業(yè)單位改革浪潮的推動，尤其是地質單位實施裁員，導致巖礦鑒定實驗室和人員數(shù)量急劇減少，巖礦鑒定工作呈停滯不前狀態(tài)。恢復階段：進入21世紀，礦產資源勘查工作上升至國家層面，創(chuàng)建了眾多巖礦鑒定院所、實驗室等，并且各大高校地質專業(yè)都開設巖礦鑒定課程，為礦產勘查巖礦資源鑒定工作輸送了大量的應用型人才，同時為加速巖礦鑒定恢復和快速發(fā)展提供了可靠保障。

2 巖礦鑒定的特征及其在礦產勘查中的應用要素

2.1 巖礦鑒定的特征

巖礦鑒定工作的特征主要包括以下幾個方面：第一，對設備性能要求高：礦產勘查應用巖礦鑒定方法時，需要依靠先進的儀器設備，對設備性能的要求非常高，例如鑒定裝置、制片裝備等，尤其是鑒定裝置的偏光顯微鏡，并且對鑒定工作人員的操作要求嚴格。在鑒定過程中需要嚴格按照相關標準和規(guī)范進行操作，防止造成顯微鏡的損壞[4]。第二，鑒定速度慢：礦產資源巖礦鑒定過程中會受眾多因素的干擾，例如制片操作、鑒定操作，尤其是礦產樣品的化學成分比較復雜，需要實驗室的鑒定工作人員進行細致、全面的檢測和鑒定，工作量大小和鑒定時間、鑒定速度呈反相關，鑒定樣品越多，工作量越大，鑒定速度越慢，鑒定時間越久。

2.2 巖礦鑒定在礦產勘查中的應用要素

礦產勘查應用巖礦鑒定時，需要嚴格控制各個要素，按照既定的程序進行操作，具體表現(xiàn)為：

第一，樣品加工：樣品加工是礦產勘查巖礦鑒定的第一步，從現(xiàn)場采取檢測樣品，在進行試驗樣品選擇時需要避免選擇體積過大的巖石，為了方便后續(xù)試驗操作，需要選擇大小適中的樣品，并對樣品進行加工處理，將樣品制作成薄片或者粉末，如果磨成粉末需要對其細度進行控制，避免細度不足影響鑒定結果的準確性。第二，初步定性和半定量分析：當對采集的試驗樣品進行初加工后，需要采用化學分析法、反射光譜分析法，對加工之后的試驗樣品進行初步定性分析、半定量分析。具體操作時需要初步確定試驗樣品的化學成分，然后根據(jù)檢測標準、相關文獻等驗證初步定性結果，保證半定量分析結果的有效性。第三，樣品鑒定：完成上述兩個步驟后，鑒定工作人員需要根據(jù)樣品的實際情況和現(xiàn)場的試驗條件，確定最終的鑒定分析計劃和方案。根據(jù)國家鑒定標準和操作規(guī)范，對試驗樣品進行鑒定，在此過程中需要保證鑒定操作的規(guī)范性和嚴謹性。第四，鑒定結果分析和審核，當試驗樣品鑒定作業(yè)結束后，為了保證鑒定結果的可靠性和準確性，需要做好試驗樣品鑒定結果的分析和審核工作。

3 巖礦鑒定在礦產勘查的實際應用案例

本文以某非金屬礦為例，采用巖石薄片方式，探究巖礦鑒定在礦產勘查中的實際應用要點，具體表現(xiàn)為：

3.1 實驗試劑和器材

采用巖石薄片實驗前，需要做好試劑、儀器設備準備工作。本實驗需要的儀器設備包括：拋光機，型號為YBPG-250；磨片機，型號包括JKIM-125C和JKTM-250A；偏光顯微鏡，型號為Carl Zeiss Axio Scope.A1）；切片機，型號為YBQP-200。實驗需要的試劑為三氧化二鉻，光學樹脂膠。

3.2 巖石薄片制作

巖石薄片的制作步驟表現(xiàn)為：

第一步，根據(jù)實驗的實際需求，采用YBQP-200切片機將樣品切割成巖石薄片，因為本實驗的巖石樣本硬度較高，在進行切片處理時，將巖石薄片的厚度控制在3mm左右；第二步，采用JKTM-250A磨片機將切好的巖石薄片打磨成規(guī)格為2.4mm×2.4mm的正方體，將其放置在鐵板上，為了保證巖石薄片兩面厚度相同，采用金剛砂和水對巖石薄片進行打磨處理，將厚度打磨至2mm左右；第三步，采用清水對巖石薄片兩面進行清潔，把表面的雜志等清理干凈，再將其放置在鐵板上進行打磨處理，或者采用JKTM-250A磨片機進行打磨處理，并采用粒徑較小的鋼鋁石進行打磨處理，打磨結束后用清水清理，并進行烘干操作，采用樹膠將巖石薄片打磨好的一面粘在載玻片上；第四步，采用金剛砂和水，打磨巖石薄片的另一面，最終將巖石薄片的厚度控制在0.03mm左右，并采用鋼鋁石做好拋光處理。巖石薄片達到該厚度后，如果含有石英，則巖石薄片會呈微黃色，若含有石英和長石，則巖石薄片會呈白色與灰白色；第五步，當巖石薄片的厚度達到0.03mm，需要對其進行清洗和烘干處理，并在蓋玻片上滴加少量加拿大樹膠，經過加熱后將其蓋在巖石薄片上，將載玻片上的空氣排除干凈。在進行巖石薄片制作時，因為具有一定的方向感，要求在進行巖石薄片制作過程中，需要與延長方向保持平行關系。

3.3 偏光顯微鏡檢測

巖石薄片制作完成后，需要將其放置在Carl Zeiss Axio Scope.A1型偏光顯微鏡下進行觀察。觀察前需要明確偏振鏡的振動方向，并調節(jié)好偏光顯微鏡的焦距、物鏡以及目鏡，保證實驗人員能夠清晰地觀察巖石薄片的性狀，同時還需要電腦拍照，便于分析和檢驗。

3.4 結果分析

采用偏光顯微鏡觀察該巖石薄片，并借鑒礦物學原理和理論，得出最終的鑒定結果，具體結果如表1所示：

表1 本實驗巖石薄片礦物成分、含量以及特征結果表

由表1可知，巖石薄片中的礦物成分眾多，包括紫蘇輝石、角閃石、磁鐵礦、石英石、黑云母以及斜長石。由于含有15%石英，巖石薄片呈白色或灰白色；其中斜長石的含量最高，達到40%～50%之間，粒徑較大，介于0.5mm～1mm之間；黑云母的排列呈定向狀態(tài)，為片狀或鱗片狀；紫蘇輝石的含量雖然只有1%，但多色性非常突出；磁鐵礦含量為5%，表現(xiàn)為自形晶，粒徑較小，在0.5mm～1mm之間；角閃石的含量較少，有55°的夾角。

影響偏光顯微鏡觀察結果準確性的因素較多，主要包括：①偏光顯微鏡的性能，若其性能較低，將會對成像品質產生負面影響，該實驗采用的Carl Zeiss Axio Scope.A1型偏光顯微鏡性能可以滿足巖石薄片實驗的需求；②視場光欄影響：視場光欄過小、過大都會對成像亮度產生負面影響；③機械平臺的影響：機械平臺的穩(wěn)定性越高、精度越高，其成像質量越高；④調焦的影響：調焦的精度直接影響實驗結果的準確性，需要實驗操作人員熟練地掌握調焦系統(tǒng)的操作技巧；⑤照明的影響：在實驗過程中需要采用色溫高、溫度低的照明設備，能夠提高成像的銳利度與分辨率。

4 結語

礦產勘查工作中巖礦鑒定工作具有無可取代的地位，在礦產勘查中的應用能夠快速、準確地鑒定礦產的種類和含量，并且鑒定成本較低，在礦產勘查領域的運用越來越廣泛。本文采用實驗的方法，借助巖石薄片對某非金屬礦進行勘查，經過鑒定，分析巖石薄片中含有紫蘇輝石、角閃石、磁鐵礦、石英石、黑云母以及斜長石等成分。經過試驗表明，巖礦鑒定在礦產勘查領域的運用，能夠直觀、快捷地鑒定礦物品種和相關含量，值得在礦產勘查行業(yè)推廣和使用。