岩矿分析与鉴定需要哪些仪器

1. 正确处理原有技术方法与新的技术方法之间的关系

矿产勘查技术方法和一切事物一样都处于不断的发展变化之中。特别在当今科学技术日新月异的时代，找矿技术方法的发展变化就更为迅速。从客观条件分析，一方面随着矿产勘查工作的深入，找矿难度逐步加大，为了能继续发现与探明新的矿床，勘查工作者总是不断研究一些新的技术方法来进行找矿。另一方面，由于整个科学技术的进步，为勘查技术方法的发展又创造了有利条件。正由于这方面原因，矿产勘查技术方法在近若干年来有了迅速发展。于是就产生一个问题，就是在找矿实践中如何对待新老方法技术问题，如何正确处理新技术方法与原有技术方法之间的关系问题。这里有几种情况:

(一)积极采用高新技术方法

当代矿产勘查工作的一个重要趋势，就是迅速引入电脑计算技术和遥感技术等先进的高新技术。当今自然科学发展的一个重要趋势是由定性研究走向定量研究。地质科学也不例外。早在莱伊尔时代，通过他依据古生物化石的统计对第三纪地层的划分就开始了地质学与数学相互结合的萌芽。100多年来，这种结合日益扩展与紧密，逐步形成了数学地质这门学科。进入20世纪60年代之后，数学地质和电子计算机开始引入我国地质工作和地质学研究，并逐步形成一支独立的力量，有力地推动了地质勘查和地质研究向定量化方向发展。目前，计算机及计算机技术的应用已广泛深入到地质工作的每一个领域，深入到矿产勘查的各个阶段，贯穿于全过程中并在下列主要领域取得很好的效果:

(1)各种地质地球物理、遥感、地球化学、观察和测量仪器的数字化与计算机化，以及探矿工程设备采用计算机技术，大大提高了观测的精度、灵敏度和操作的自动化程度，既提高了质量和速度，又减轻了劳动强度，还可以帮助我们从宏观方面更好地认识地壳中之矿产及其成矿分布规律。

(2)各种野外观测数据的计算机处理，使地质工作面貌发生了深刻的变化。运用计算机技术，使各种信息处理、数理统计得到广泛应用，一方面大大加快了信息与数据的处理速度;另一方面，也是更为重要的方面，能帮助我们更为全面地、客观地认识客观地质矿产情况，从而有助于正确地作出有关的判断与决策。

(3)各类岩矿分析测试与鉴定仪器，尤其是大型仪器已经绝大多数实现了数字化与计算机控制，使分析鉴定的精度和效率达到前所未有的程度，帮助我们在微观世界里获得更多的自由。

(4)运用电子计算机和数学方法建立多种模型指导找矿和对矿产资源进行定量评价和定量预测。

(5)计算机成图及图示技术已较为普遍地得到采用。使用计算机可以方便地对地质图件进行制作、修编、复制与储存。

(6)计算机技术在地质工作管理中也广泛采用并取得显著效果。如地质勘查项目登记管理，地质矿产勘查工作的计划、财务、人事、劳动、统计、设备材料管理，储量管理，地质资料、情报管理，机关文书档案管理，办公自动化，等等。

(7)开始出现各种地质专家系统。人工智能地质勘查领域的开发正在不断出现新成果。

(8)地质矿产信息系统将在电子计算机的帮助下逐步趋于统一与完善，从而可使分散的、局部的成果转化成有认识的网络，使各种信息能够更有效地交换、综合与加工，从而形成新的经验与知识，进一步促进矿产勘查工作的发展。

遥感遥测技术是近20年来发展很快的先进技术。该技术是利用电磁波的理论，应用现代化设备和先进技术方法，不必直接接触被测物体，就可以从卫星轨道上(航天遥感)或从飞机、飞艇、气球上(航空遥感)远距离收集地球上或地球某一测区所需要收集的信息。这种技术应用范围很广。找矿即其中应用领域之一。目前用于地球资源勘查的航天遥感有:多波段扫描(MSS)、反束光导摄像(RBV)、热红外扫描(IR)以及测视雷达(SLR)等。目前用于找矿的航空遥感方法有:全色照相、多波段照相、热红外扫描、测视雷达、红外热辐射测量、微波辐射等。通过电子计算机及先进的图像处理技术，对遥感所获信息进行科学认识，可以帮助我们解决许多与找矿有关的地质问题。首先，从宏观上可以帮助查明区域构造的大致轮廓，如大的盆地、大的岩体、地层的展布及主要构造线方向等，这对于我们了解区域地质背景将有帮助。因为不同地体或块体可能赋存的矿产往往是很不同的。盆地可以为找油气、煤等沉积矿产指明方向;岩浆岩体、火山机构则可为找与岩浆作用有关的矿产提供条件;一些大型剪切带、大型推覆体等构造对指明找矿靶区很有帮助。其次，许多大型和超大型矿床往往分布在两个不同性质的地质构造单元之间接合部位或过渡地带。而利用遥感技术、影像解译可以帮助我们发现分属不同构造单元的接合部位，从而可以为我们找矿从区域宏观上指明方向。第三，许多内生金属矿床因围岩蚀变而产生褪色带或因硫化矿氧化而成红褐色的铁帽带，通过遥感测量因颜色差异而能显示出来，从而可以为我们提供具体的找矿靶区和找矿标志。第四，通过遥感可以直接发现某些矿产，如地热。

(二)用新技术代替旧技术

新技术在找矿中作用和效果无疑要优越于旧技术，所以用新的技术方法代替旧的技术方法是历史发展的必然趋势，是不可阻挡的潮流。如在石油勘查中使用的地震仪器已经经历了光点地震仪、模拟地震仪和数字地震仪三代。在20世纪50年代和60年代前期，油气勘查中使用的是光点地震仪。60年代中期到70年代中期，由于模拟地震仪技术性能较光点地震仪为先进，从而代替了光点地震仪。70年代中期，开始使用数字地震仪，到70年代末、80年代初我国油气勘查用的地震仪已均实现了数字化。现在数字地震仪本身也在不断改善之中。石油地震仪器每一次换代与进步，都大大地提高了油气勘查工作的效率和质量，都有力地促进了油气勘查工作的发展。

(三)新、老技术方法并存

这种情况是一方面积极使用新技术新方法，同时继续使用仍然有效的老方法技术。

在矿产勘查实践中，长期以来形成了一套工作方法与找矿技术，如地质人员依靠铁锤、罗盘、放大镜这三件宝到野外进行地质观察研究，利用探槽、探井、坑道和钻孔来揭露地质现象与矿化情况。这样一些传统方法虽使用时间亦已很久，但是它们在今天以及今后相当长一个时期内还是需要与有效的。因此在科学技术现代化水平已大为提高之时，在广泛采用遥感、电脑等高新技术的同时，也不应摒弃它，而应继续合理地使用它。某些新老方法技术并存使用还有这样一种原因，即它们具有各自的适用性。以地球化学探矿为例，最初的采用次生晕法和水化学法，尔后逐步采用扩大分散流法和原生晕法，但由于这些新老方法在不同地质地貌条件地区有各自的适应性，所以新方法并不能全部来代替原有的方法。

又如，化探找金方法中的直接找金与间接找金方法也将并存采用。以往在找金矿时，由于分析测试技术及其他方面的原因，运用化探找金通常利用指导元素(As，Hg，Sb，Bi，Cu，Pb等)异常来进行，也就是间接找金，可以收到一定效果。1980年河南省地质实验室试验痕量金分析法获得成功，经过一段时间小范围应用，到1986年方法已臻完善，金检出限达0.3×10^－9，便在全国化探工作中进行推广。由于分析水平提高，金异常很弱的一些品位低或埋藏深的金矿也能被发现。于是直接利用金的化探异常来找金不仅成为可能，而且获得极大的成功。1976年到1980年化探找金发现矿床(点)5处，1983年发现16处，1986年上升为60处，1989年进一步上升为115处(图24)。目前，“以金找金”的方法在扩展，而利用其他指示元素找金的方法也仍在采用。

图24 1981～1990年化探找金发现矿床(点)示意图

新老技术方法之所以能在一定时期内并存还可能由于思想认识方面的原因和财力方面的原因，由于经济条件所限，而不能使新技术全面推广，以致在一定时期内出现新老技术并存的局面。如钻探技术方面就有这种情况。

钻探技术方面，20世纪50年代普遍采用的是铁砂钻进，后期发展了钢粒钻进并逐步取代了铁砂钻进。进入60年代和70年代以来，又先后发展了合金钻头钻进、金刚石钻头取心钻进和金刚石绳索取心钻进。特别是近20年来，世界各国地质钻探技术又发生了重大变革，其重要标志之一就是从单一的金刚石岩心取心钻探发展为多种技术方法的综合应用。在这个发展进步过程中，西方国家于70年代以前在地质钻探中使用金刚石岩心钻进的比例就高达90%，其中绳索取心的比例又占80%以上。而我国主要由于财力方面的限制和认识上的原因，金刚石钻进的比例目前也就是75%左右，其中绳索取心约占金刚石钻进中的30%，硬质合金钻头钻进还占相当比例，甚至落后的钢粒钻进至今仍未完全淘汰。

在推广新技术方法方面由于种种原因，各个地区和各个部门发展也是不平衡的。有的部门情况好一点，有的部门差一点。如在推广金刚石、绳索取心钻进方面，以冶金部门的地质队伍为最好。1988年，他们的金刚石钻探比例达91%，其中绳索取心占60%，因而获得全国地质行业中最高的钻探效率(表33)。

表33 1988年几个部门金刚石钻探及金刚石绳索取心钻探技术经济指标

当然，在继续使用传统方法技术或工具时，也要注意这些方法技术自身的改进与提高。实际上原有的传统方法技术和手段都在不断地改进。罗盘在改进，地质锤在改进，放大镜也在改进;钻探技术也在全面地改进和提高，钻机由手把式改为油压式，开始是铁砂钻进，尔后出现了钢粒钻进、合金钻进、金刚石钻进;从人工钻取心到采用绳索取心钻进;由回转钻进到采用冲击回转钻进，等等。坑探工程也由单纯单一操作发展为既有手工操作，也有半机械化和机械化施工。

相对于前述原有的传统方法，地球物理探矿方法和地球化学探矿方法则是较为先进的技术方法。自20世纪中叶以来，特别是第二次世界大战以后，为适应资源勘查的需要，物探和化探方法在世界各国勘查工作中获普遍采用与推广，大大提高了找矿效果和矿产勘查工作的经济效益。但是随着科学技术的进步和找矿难度的加大，物探和化探本身也需要不断实现提高自身的现代化水平，不断开发一些新的方法，不断开发研制一些新的技术、高水平的技术，以促进物探、化探自身的进步，并在矿产勘查中发挥更大的作用。

化探方面从利用次生晕找矿到既利用次生晕又利用原生晕找矿。化探工作过程中高效率的方法、高精度多元素分析技术和利用电子计算机进行数据处理与解释推断等，大大提高了工作效率与找矿效果。随着应用量的增加，运用化探方法找矿已形成一套完整的工作程序，即区域扫描、异常检查、异常详查和探矿工程验证四个阶段。现在，化探不仅广泛应用于金属矿产普查，而且在油气勘查中获得日益广泛的应用。

物探技术方法国内外也有许多新进展。在新方法方面，电法已成为寻找石英脉型和伟晶岩型矿床的一个重要方法，接触极化曲线法等电化学方法则能大致确定矿体内矿物组分与矿物储量，利用地震法找煤已获得成功，发展井中物探寻找井底盲矿和金属矿，地震研究也有重要进展，在电阻率法、高分辨率地震、大地电磁测深等方面也有新进展。在物探新技术方面，主要趋势是采用微电子元件和更多地采用完善多分量测量。此外通过改进与研制新仪器提高灵敏度和发现弱异常的能力来寻找隐伏矿和深部矿;通过建立地质－地球物理模型来进行矿产预测。

(四)采用适用技术

采用适用技术就是既不继续使用旧的技术方法，又不普遍推广使用最新的先进技术，而是从本国的国情出发，从本地区、本部门的实际情况出发，采用与本国、本地区或本部门财力和人员技术文化素质相适应的技术。在我国目前适用技术的比例还是比较大的。中国的方法技术在第三世界发展中国家普遍受到欢迎，原因也在此。

2. 矿物识别方法和工作流程

目前，矿物识别制图的方法是特征谱带识别和基于相似性测度的识别：①利用岩石矿物的特征谱带构造识别技术，该方法相对直观，简单可行，但是单一的特征往往造成岩石矿物的错误识别，其精度难以达到工程化应用的需求，同时对成像光谱数据的信噪比、光谱重建的精度要求较高；②从岩石矿物光谱的整体特征出发，与成像光谱视反射率数据进行整体匹配、拟合或构造模型进行分解，这也是目前研究的重点，能有效地避免因岩石矿物光谱漂移或光谱变异而造成的单个光谱特征的不匹配，并能综合利用弱的光谱信息，避免局部性特征（如单一特征构建的识别方法）造成识别的混淆，识别的精度高。
对于成像光谱上百个波段而言，数据量非常之大，尤其在目前无论是航空成像光谱数据，如AVIRIS、CASI、HyMap等，还是在轨的航天成像光谱数据，如Hyperion航带都普遍比较窄，一般在3～10km，给大面积应用带来很多不便，增加了大面积数据处理的难度，并使工作量在目前微机配置的条件下成倍增加。因此，无论是从岩石矿物光谱的局域特征还是整体特征开展对矿物的识别，在保证识别精度要求的条件下进行工程化的处理，必须探索新的技术流程。
在对成像光谱数据特征与识别方法的比较研究中，结合工作实际以及进行工程化处理的初步要求，在确保识别精度的条件下，设计出标准数据库光谱+光谱-特征域转换+矿物识别方法的技术流程。该流程的主要作用：
（1）直接开展蚀变矿物的识别与信息提取：在对试验区岩石类型、构造、热液活动以及矿产综合研究的基础之上，提炼与矿化关系密切的蚀变矿物，利用标准库的光谱或野外实测光谱作为参考光谱。
（2）进行光谱域与特征域的转换，实现数据减维与数据压缩，降低工作量，提高工作效率：成像光谱数据波段上百，不同的航带宽度与记录长度使单次处理的数据量达1Gbytes，中间过渡文件单航带可达10Gbytes；在以前的处理中常常将航带分割成较小的区域进行处理后再进行拼接，利用MNF技术可以将整个光谱域空间转换到特征域空间，消除原有光谱向量间各分量之间的相关性，从而去掉信息量较少噪声较高的向量，使数据处理从成百的光谱域集中到去噪的特征域中进行，减低数据量，缩短数据处理时间，提高数据处理的效率。
（3）特征分离，增加不同矿物的可分性，提高矿物识别的精度：在成像光谱数据MNF变换并剔除噪声波段的特征域空间中，不同的波段被赋予了不同的物理或数学意义，地物的光谱特征在特征域发生分离，地物的细微特征得到放大，增加了数据的可分性。
4.4.2.1 光谱特征域转换
光谱分辨率的提高，一方面提高了数据的分类识别的精度以及应用能力，另一方面，增加了数据的容量，也使数据高冗余高相关。有效的数据压缩与特征提取势在必行。一般地，利用传统的主成分变换进行相应的变化，衍生出一系列的成像光谱数据压缩与特征提取方法，如MNF变换（Kruse，1996；Green et al.，1998），NAPC（Lee et al.，1990）、分块主成分变换（Jia et al.，1998）以及基于主成分的对应分析（Carr et al.，1999）等。空间自相关特征提取（Warner et al.，1997）、子空间投影（Harsanyi et al.，1994）和高维数据二阶特征分析（Lee et al.，1993；Haertel et al.，1999）也得到相应的重视。利用非线形的小波、分形特征（Qiu et al.，1999）也在研究之中。
主成分分析（PCA）是根据图像的统计特征确定变换矩阵对多维（多波段）图像进行正交线性变换，使变换后新的组分图像互不相关，并且把多个波段中有用信息尽可能地集中到少数几个组分图像中（图4-4-1）。一般地，随着主成分阶次的提高，信噪比逐渐减小。但在波段较多时并不完全符合这一规律。
为改善主成分在高光谱维中的数据处理能力，相应地利用最大噪声组分变换（MNF）的方法（甘甫平，2001；甘甫平等，2002～2003）。该方法是利用图像的噪声组分矩阵（ΣNΣ-1）的特征向量对图像进行变换，使按特征值由大到小排序的变换分量所包含的噪声成分逐渐减小，而图像质量顺次提高。Σ为图像的总协方差矩阵，ΣN为图像噪声的协方差矩阵。MNF相当于所有波段噪声方差都相等时的主成分分析，因此可分为两步实现，第一步先将图像变换到一个新的坐标系统，使变换后图像噪声的协方差矩阵为单位阵；第二步再对变换后的图像施行主成分变换。此改进的算法称为“噪声调节主成分变换（NAPC）”。
对P波段的高光谱图像
Zi（x），i=1，2，…，p （4-4-1）
可以假设
Z（x）=S（x）+N（x） （4-4-2）
这里，ZT（x）=｛Z1（x），…，Zp（x）｝，S（x）和N（x）分别为Z（x）中不相关的信息分量和噪声分量。因此，
Cov｛Z（x）｝=∑=∑S+∑N （4-4-3）
∑S和∑N分别为S（x）和N（x）的协方差矩阵。因此，可以定义第i波段噪声分量，
Var｛Ni（x）｝/Var｛Zi（x）｝ （4-4-@4）
选择线形转换，MNF变换可以表示为
成像光谱岩矿识别方法技术研究和影响因素分析
在变换中，确保
成像光谱岩矿识别方法技术研究和影响因素分析
同时，为使噪声与信息分离，S（x）分别与Z（x）和N（x）正交。
图4-4-1 MNF变换的特征值曲线
MNF有两个重要的性质，一是对图像的任何波段作比例扩展，变换结果不变；二是变换使图像矢量、信息分量和加性噪声分量互相垂直。乘性噪声可通过对数变换转换为加性噪声。变换后可针对性地对各分量图像进行去噪，或舍弃噪声占优势的分量。MNF变换的特征值曲线如图4-4-1。
4.4.2.2 特征分离
在MNF变换后的特征域中不同波段具有不同物理与数学意义。比如变换后的第1波段表示地物的亮度信息，第7 波段或第8 波段表示地形信息。在MNF变换中，通过信号与噪声分离，使信息更加集中于有限的特征集中，一些微弱信息则在去噪转化中被增强。同时在MNF转换过程中，使光谱特征向量集汇聚，增强分类信息。
图4-4-2是一些矿物光谱通过MNF变换前后的曲线剖面图，从右图可见信息与噪声分别有序地集中在一些有限的波段内。通过舍弃噪声波段或其他处理，相应地降低或消除噪声的影响。同时信息也比原始数据更易区分。
4.4.2.3 矿物识别
矿物识别主要选用光谱相似性测度的方法。基于整个谱形特征的相似性概率的大小，能有效地避免因岩石矿物光谱漂移或光谱变异而造成的单个光谱特征的不匹配，并能综合利用弱的光谱信息。
图4-4-2 矿物光谱MNF变换前后特征比较
基于整个光谱形特征的识别方法主要有光谱角技术、光谱匹配滤波、光谱拟合与线形分解等。利用大气校正后的重建光谱数据，可选择性地利用上述矿物识别技术开展端元矿物的识别。光谱角方法可直接选择端元矿物进行匹配，最终生成二值图像，简单易行，在阈值合理可靠的前提下能够获取较高的识别精度。
在成像光谱岩矿地质信息识别与提取方法中，光谱角技术是一种较好的方法之一（王志刚，1993；刘庆生，1999）。光谱角识别方法是在由光谱组成的多维光谱矢量空间，利用一个岩矿矢量的角度测度函数（θ）求解岩矿参考光谱端元矢量（r）与图像像元光谱矢量（t）的相似性测度，即：
成像光谱岩矿识别方法技术研究和影响因素分析
这里，‖*‖为光谱向量的模。参考端元光谱可来自实验室、野外测量或已知类别的图像像元光谱。θ介于0到π/2，其值愈小，二者相似度愈高，识别与提取的信息愈可靠。通过合理的阈值选择，获取矿化蚀变信息的二值图像。
4.4.2.4 阈值的选择与航带间信息的衔接
无论是光谱角技术还是光谱匹配以及混合光谱分解，都存在对非矿物信息的分割，因此阈值的选择是一个必须面临的重要问题。这不仅关系到所识别矿物的可靠度，也关系到矿物分布范围大小的界定。同时由于是分航带提取，不同航带间因大气校正的误差和噪声的影响而使同一地物的光谱特征存在差异，可能使所提取的矿物空间展布特征在航带之间所有诊断和一致性，增加了制图的困难。因此对于阈值的选择，需遵循以下原则：在去除明显假象信息、保留可靠的矿化蚀变信息情况下考虑整体的一致性以及航带的过渡性。
4.4.2.5 技术流程
结合成像光谱数据预处理，根据实际应用情况，可以总结出成像光谱遥感地质调查工作的技术流程，如图443所示。
编辑于 2020-01-19
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矿物识别方法和工作流程
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任务了解矿物鉴定的工作过程
一、矿物样品的采集 样品采集是矿物鉴定的基础工作，是为了获得工作对象。采集样品时应注意其代表性、典型性及目的性。样品的采集要根据其分布情况及均匀程度选取适当的大小规格，以便研究矿物的宏观及微观特征、结构构造特点以及共生、变化关系，并注意颗粒大小及嵌布关系等特征。此外，还需要采集用于测定化学成分、内部结构、形态及物理性质等方面的样品。根据对矿物研究的目的性及矿物在岩石或矿石中的分布状况决定采集样品的数量。对于晶形完善或晶面复杂的矿物晶体，在采集时必须小心谨慎，切勿随意损坏。 二、矿物的分选方法 在对某种矿物进行成分、结构或物性研究时，常常需要把这种单矿物从集合体中挑选出来。试样的纯净与否，是决定研究结果是否正确的关键，而从矿物集合体中选取极为纯净的单一矿物是非常复杂的工作，往往因为分选对象的不同而采用不同的方法。 在分选之前，常常必须进行“碎样”。也就是将矿物集合体进行破碎，以便使所需的矿物与其他矿物分开。数量多时可采用破碎机破碎，数量不多也可用铁钵人工破碎。破碎粒度主要视矿物单体的粒度而定，一般情况下需要粉碎至0.2～0.4mm之间。在粉碎的同时，必须用适当的筛网过筛，以便进行粒度分级并防止“过粉碎”。在通常情况下，过筛后0.2mm以上的样品需达1千克或更多些，以便保证从中提取足够数量的单矿物。 样品破碎后，接着就是把所需矿物从碎样中分选出来。如需要的试样数量不多，则可在双目镜下用针逐粒挑选；如需要的试样数量比较多，并且手选困难又费时，则可用其他仪器进行分选。主要方法有下列几种: 重力分选 根据矿物密度的不同，可以采用淘洗和重液分离 (有时需用离心机分离); 磁力分选 根据矿物的磁性强弱不同，利用磁铁、电磁铁进行分选; 浮游分选 根据矿物对浮油剂的不同吸附性进行分选； 介电分选 根据矿物的介电常数 (ε)不同来分离矿物，例如黑钨矿 (ε=15)、铌钽铁矿 (ε=20)、方解石 (ε=6.3)、无色透明石英 (ε=4.5)等分选效果良好； 形态分选 根据矿物的形态不同 (如呈片状、柱状或粒状)来分离矿物。 矿物分选工作，尽管目前已经有许多方法，但仍不能解决矿物分选的全部问题。特别对细小矿物及高密度矿物的分选尚属困难。 近年来，电磁重液分选、高频介电分选、超声波浮选、重力分选 (矿泥摇床)和重液变温分选等方法得到推广使用。其中电磁重液分选法可将非磁性矿物按密度进行分离，它甚至可使密度大的金和铂分开；高频介电分选目前只限于对数十种矿物的分离，要求矿物最小粒度大于15～20μm；重力分选仪所分离的矿物最细可达10μm；超声波浮选主要是利用超声波产生空蚀现象使细小矿物崩解，同时利用适当捕集剂，以产生浮游分选矿物的目的；重液变温分选主要用于分离某些物理性质较相近或同一种矿物之不同世代个体的分选上。 经上述种种方法分选出的单矿物样品，为了保证其纯净度，最后必须经过双目镜下的检查和挑纯。 三、矿物的肉眼鉴定 矿物的肉眼鉴定是借助肉眼和放大镜、体视显微镜以及一些简单的工具 (如小刀、磁铁、条痕板等)对矿物的外表特征 (如晶形、颜色、光泽、条痕、透明度、解理、硬度、密度等)进行观察，从而鉴定矿物的简便方法。一个具有鉴定经验的人，利用肉眼鉴定方法，就能正确地把上百种常见矿物初步鉴定出来。肉眼鉴定法对于结晶粗大，并具显著特征的矿物，效果较好。 肉眼鉴定看起来简单，但要达到快速准确，需要经过一定的训练。特别是对细粒矿物的晶形、解理的观察，需要反复实践和对比，积累经验，才能熟练掌握。肉眼鉴定矿物有一定的局限性，某些特征相似的矿物，或者是颗粒很细小的矿物和胶态矿物，往往难以鉴别，必须采用其他方法。但是肉眼鉴定仍然是进一步鉴定和研究的基础。因为通过肉眼鉴定，可以初步估计出矿物的种或族，由此决定选用什么方法进行精确的鉴定和研究。因此，肉眼鉴定矿物是一个地质工作者必须熟练掌握的基本技能。 四、仪器鉴定 用肉眼鉴定仍然确定不了的矿物，就需要借助一定的仪器设备进行鉴定。借助仪器对矿物进行鉴定的方法很多，应根据研究目的，按照有效、准确和快速的原则进行选择。 借助仪器鉴定矿物的方法包括: 1)检测矿物化学成分的方法:简易化学试验、光谱分析、原子吸收光谱分析、激光光谱分析、X射线荧光光谱分析、极谱分析、化学分析和电子探针分析； 2)通过测定矿物某种物性或晶体结构数据从而可定出矿物种属的方法:密度测定、热分析、显微镜观察、电子显微镜观察、X射线分析、红外光谱分析、穆斯堡尔效应； 3)研究矿物形貌的方法:测角法、电子显微镜观察； 4)其他专门方法:包裹体研究、稳定同位素研究等。
9浏览2020-01-16
面对一种不知名的矿物你从哪些方面进行观察，用什么方法研究
肉眼鉴定矿物主要是根据矿物的颜色、光泽、条痕、解理、硬度的特点来进行鉴定工作。那么肉眼鉴定矿物所需的简易工具有：瓷板（用来刻划条痕）、小刀（用来刻硬度）、放大镜（用来看解理特点等）。有时还可以随身带一小瓶盐酸、小磁铁。 肉眼鉴定矿物所需的简易工具：小刀、放大镜、磁铁、瓷板。 绝大多数矿石是多种矿物紧密连生的混合物，在手标本上鉴别较困难，往往不可能全部识别清楚。因此，矿石中矿物的鉴定、矿物粒度测定、矿物解离度测定、矿石结构分析以及选矿产物的矿物学分析等工作常用显微镜来完成。 在选矿过程中大部分脉石矿物在可见光中透明，而大多数重要的金属矿物经常是不透明的。在鉴定和研究透明矿物工作中，应用最广泛且成熟而有效的方法就是根据透明矿物晶体光学原理，利用偏光显微镜进行研究。这种研究法是将矿石或岩石磨成0．03mm厚的薄片，在镜下观察可见光通过晶体时所发生的折射和干涉现象，测定矿物晶体的光性常数，如晶形、颜色、解理、突起、干涉色、双折射率、消光类型和消光角、延长符号、双晶、轴性、光性正负、光轴角等，并有成套完整的光性数据可供查阅，从而达到鉴定矿物，研究矿石的结构和构造等目的。 在鉴定和研究不透明金属矿物时，应用最多的是反光显微镜又称矿石显微镜或矿相显微镜，其类型较多，各有特点，新型显微镜不仅可偏、反两用，并附有许多供定量测定使用的附件。反光显微镜的主体结构和基本原理与偏光显微镜相同，但前者带有一个垂直照明器。 用反光显微镜鉴定矿物，要将矿石磨制成光片，置于镜下，光源通过照明器内的反射器，将光线向下反射到矿石光片表面上，再从光片表面向上反射到目镜，即可观察和鉴定不透明矿物的光学性质。如观察晶体的形态和结晶习性、解理和裂理、双晶、环带构造、连晶、粉末颜色、硬度、塑性、颜色及多色散、反射率、双反射效应、均质性和非均质性、偏光色、内反射、旋转性质以及对标准浸蚀试剂的反应和各种元素的显微化学试验等。
27赞·746浏览2017-09-01
如何利用矿物鉴定矿物？
物理方法：用矿物的一些物理性质来区分矿物，这是最简单实用的方法，是我们在野外鉴定的主要方法，这些物理性质主要有：1）形状：片状、肾状、鲕状、菱形、立方状、板状、致密状、短柱状等。2）颜色 矿物的颜色是最容易引起注意的。分为三种：自色—矿物本身所固有的颜色。它色—矿物中混入杂质，带色的气泡所导致的颜色。假色—由矿物表面氧化膜、光线干涉等作用引起的颜色。3）条痕：矿物粉末的颜色。将矿物在白瓷板上刻划后留下粉末的颜色。它可以消除假色，减弱他色，保存自色，但矿物硬度一定要小于白瓷板。具体简单的物理方法区别，准备2个道具，第一是一把小刀，第二是一块白色瓷砖。石英：玻璃光泽 透明，解理较好，硬度比小刀大，小刀划不出明显的痕迹出来长石:玻璃光泽 比石英硬度稍小 比较常见，主要是钠长石和钾长石滑石：白色，半透明，硬度很低，可以用指甲画出痕迹出来，放在舌头上还有种粘的感觉。萤石：具很强荧光，用小刀可以刻出明显痕迹。长石分两大类——正长石（钾长石）和斜长石，二者区别在于两组解理的夹角，正长石等于90度，斜长石小于90度 一般颜色多样，有些正长石显肉红色，是由于含有铁的原因黄铁矿：浅黄铜黄色，表面常具黄褐色锖色。放在白色瓷砖上划出的条痕绿黑或褐黑。强金属光泽菱铁矿：一般为晶体粒状或不显出晶体的致密块状、球状、凝胶状。颜色一般为灰白或黄白黄铜矿：很容易和金矿混淆。从它的颜色和条痕当中鉴别出来，它和黄铁矿相像，但是硬度不如黄铁矿。鉴定时，指甲刻不出明显痕迹，但如果是金矿的话，指甲可以划出痕迹。 参考资料： 地质学基础
443浏览2019-11-08
矿物标本资源整理技术规程
前言 为提高矿物标本的可用性,特制定《矿物标本资源整理技术规程》,用以规范化国家科技基础条件平台标本资源的整理工作,使标本整理同标本的科学研究紧密结合起来。 本规程对矿物标本的整理提出了从去包装、清理、观察、研究、鉴定、定名到资料整理过程的共14项内容,对各项内容的工作方法作了简要说明,内容较全面并具有较强的实用性。 本规程附录A—附录C为规范性附录,附录D为资料性附录。 本规程由国家自然科技资源共享平台提出。 本规程起草单位:中国地质大学(北京)。 本规程起草人:何明跃。 本规程由国家岩矿化石标本资源共享平台负责解释。 1 范围 本规程规定了矿物标本整理的内容、步骤和方法。 本规程适用于自然科技资源平台建设矿物标本资源的整理。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款,通过本规程的引用而成为本规程的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版不适用于本规程,然而,鼓励根据本规程达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本规程。 GB/T9649.9—2009 地质矿产术语分类代码 第9部分:结晶学及矿物学 GB/T17366—1998 矿物岩石的电子探针分析试样的制备方法 北京分析仪器厂,北京师范大学物理系.核磁共振波谱仪及其应用.北京:科学出版社,1974 陈允魁.红外吸收光谱法及其应用.上海:上海交通大学出版社,1993 迪安JA.分析化学手册.北京:科学出版社,2002 李哲,应育浦.矿物穆斯堡尔谱学.北京:科学出版社,1996 潘兆橹.结晶学及矿物学.北京:地质出版社,1993 (苏联)索洛多夫尼柯娃著,邓常思译.矿物鉴定指南及鉴定表.北京:地质出版社,1957 王嘉荫.普通矿物鉴定.北京:商务印书馆,1952 王濮,潘兆橹,翁玲宝等.系统矿物学.北京:地质出版社,1982 谢广元.选矿学.徐州:中国矿业大学出版社,2001 袁耀庭.野外矿物鉴定手册.北京:煤炭工业出版社,1958 曾广策.简明光性矿物学.武汉:中国地质大学出版社,1989 张国栋.材料研究与测试方法.北京:冶金工业出版社,2001 中国科学院地质研究所编.薄片内透明矿物鉴定指南.北京:科学出版社,1970 Criddle A J,Stanley C J.Quantitative data file for ore minerals,3rd ed.Chapman ﹠ Hall, London,1983 Dunn P J,Mandarino J A.Formal definitions of type mineral specimens.Mineralogy and Petrology,1998,38,(1),77～79 Ernest H Nickel,Joel D Grice.国际矿物学协会新矿物及矿物命名委员会关于矿物命名的程序和原则.岩石矿物学杂志,1999,18(3):273～285 Joseph A Mandarino.矿物标本类型(形式)的正式定义.岩石矿物学杂志,1987,6(4):372～373 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本规程: a.矿物(mineral):主要是由地壳及其邻层中化学元素通过地质作用形成的(也包括宇宙中形成的)天然单质或化合物。它们具有一定的化学组成和内部结构,在一定的物理化学条件范围内稳定,是组成岩石和矿石的基本单元。 b.矿物标本的整理(mineral specimen neaten):是矿物标本收集(主要是采集)后,为了进一步对标本进行科学研究的准备工作。根据矿物标本资源描述标准将矿物标本分为标本、薄片、光片、模型(模具)及其他。 c.新矿物的矿物标本(type mineral specimen):用以确定矿物种的考证样品。新矿物的标本称为标准标本。可根据所提供测试数据的情况分为以下三种: ——全型标本(holotype):由作者提出的单一标本,该标本能取得所有原始描述中的数据。 ——附型标本(cotype):由作者确定的,可以取得原始描述中的定量级数据的那些标本。附型标本只是用以提供定量数据,而不是所有必须的数据。 ——补型标本(neotype):当全型及附型标本遗失后,虽经一切办法找原标本仍无结果时,修订者或重新研究者所选定的标本,用以代表失落的标本,即使该标本经过实验研究与原有全型与附型标本化学式及晶胞常数有微细差别,但只要确定属于同种,也可作为补型标本。所有补型标本须经国际矿物学协会新矿物及矿物命名委员会(CNMMN)、国际矿物学会(IMA)批准。 4 矿物标本的整理 4.1 概念 对获得的矿物标本进行整理的工作包括标本的清理、修复、编号、登记、建档以及与该标本有关的图像、资料的收集归档工作。 4.2 整理工具 手套、刷子、小錾子、尖针、小铁锤、小号水枪、放大镜、摩氏硬度计、未上釉的瓷板、磁针、小刀、黏结剂、记录本、记录笔、编目卡片。 4.3 标本编号的工具 油漆、油漆刷、胶布、编号笔。 4.4 标本盛放的材料 ——软纸、海绵和棉花:包装材料,避免矿物原始晶体受到损坏,亦可作为细小完整晶体的包装用。 ——标本盒:盛放矿物标本。 ——玻璃瓶:主要用于存放易潮解、易氧化的矿物标本及较小的矿物标本。 4.5 工作环境的要求 整理标本的场地要有足够的空间、相应的工作台,可以将标本展开摆放,同时整理室还要有良好的通风和采光设备。 4.6 整理的内容与方法 4.6.1 去包装 拆除包装箱,顺序拿出每件标本,对照装箱登记单,核对每件标本包装上的编号及野外记录号,按序排放。 4.6.2 清理标本 用细软的刷子清除标本表面的灰尘、泥土等附着物(可利用小錾子、尖针等剔除)。再把标本清洗干净,将原始标签一同放入托盘内。 4.6.3 标本观察与研究 利用肉眼(可借用放大镜、双目镜)观察和研究矿物的形态、表面物性特征,共生及伴生矿物之间的时空分布特点。选定切光(薄)片的部位以及测试方法。若所选测试方法是对单矿物进行分析,则需要选单矿物,单矿物样品纯度越高越好,步骤包括破碎和分选,后者可分为手选、重选、浮选、磁选及电选等。 4.6.4 标本鉴定和研究 将一个矿物标本正确无误定名,鉴定工作需要运用各种矿物鉴定方法并结合野外定名或原始资料,与已知矿物查对,正确定名。对未知矿物提出进一步鉴定方案。鉴定报告需

3. 找矿靶区验证

找矿靶区验证是检验成矿预测正确性的重要工作。验证方法有地质填图、剖面测制、轻型山地工程、样品采集与分析等。

1.地质填图

选取有代表性的预测找矿靶区开展矿区地质填图。主要对湖泊及周围的湖相沉积物和基岩开展路线地质调查。选取的找矿靶区有：双湖特别区鄂雅错、改则县才玛尔错、革吉县纳屋错及日土县结则茶卡等。野外工作用图采用中国人民解放军总参测绘局提供的1∶10万地形图，同时以1∶5万TM432，TM741卫星影像图像图作参考。成图比例尺为1∶10万。

找矿靶区湖水取样按GF 93-02《盐湖矿产矿床地质勘探规范》（试行）的要求进行。工作中使用橡皮筏，采用特制的取样器进行取样。表面卤水面积在50～100 km²的湖泊，采用2～4 km线距，点距为2 km的观测点网密度。湖周围第四系湖积物和基岩以穿越法调查为主，但对一些重要地质现象采用追索法（增加点、线密度），采用GPS进行定位。记录内容符合有关规范。

2.剖面测制

野外剖面测制包括湖水采样剖面和周围第四系湖积物实测剖面。

湖水采样剖面以采集地表卤水样品为主，主要研究地表卤水盐度、矿化度、pH值、水温、有无浮游生物、水深及各种水溶性组分含量，计算各种主要及伴生有用组分资源量。本次对鄂雅错、巫嘎错、才玛尔错、查哈那泊、纳屋错、色卡执错、卡易错及结则茶卡等8个找矿靶区（湖泊）进行了剖面采样。比例尺为1∶2.5万～1∶10万，剖面线布置垂直地表水长轴方向，剖面间距及采样点距根据《盐湖矿产矿床勘探规范》按湖水面积大小而定，每个采样点根据规范按水深分层采样。

第四系研究剖面主要调查研究第四系湖积物岩性、矿产、湖水退缩遗迹、古湖水位及海拔高程、阶地沉积物特征、地质事件、地质灾害地貌特征、成矿物质来源等。剖面选择根据第四系湖积物发育特征、湖积阶地及湖水退缩遗迹保存完好程度、盐类矿产发育状况等选定，并采集必要的岩矿鉴定分析样、标本、测年、微量元素等样品。本次测制了鄂雅错、结则茶卡及才玛尔错3个湖泊第四系剖面，剖面比例尺为1∶500和1∶5000。

3.轻型山地工程

工作中部署浅井和槽探探矿工程。浅井工程主要揭露湖周围第四系湖积物，控制固体盐类沉积矿产厚度，了解地下潜卤水一般特征，系统采集样品，分析有用有害组分含量及品位变化特征，研究夹石及矿体顶底板岩性、厚度等，计算主要的伴生的及共生的有用组合资源量。项目对结则茶卡、纳屋错、才玛尔错、查哈那泊4个找矿靶区布置了浅井工程，工程布置符合GF 93-02《盐湖矿产矿床地质勘探规范》（试行）的要求。施工浅井工程规格1.2 m×1.5 m，深度一般为2～5 m，个别深度达8 m，无矿浅井一般深度不超过3～5 m，以施工至地下潜卤水深度0.3m为止，有盐类沉积矿产时，一般以揭穿矿体底板0.3 m为止，遇常年冻土层时，一般施工至冻土层0.3～0.5 m为止。浅井工程井口位置采用GPS定位，同时进行编录、素描、采样。素描图采用“四壁展开法”，比例尺为1∶50。施工浅井31个，总进尺为154.35 m。

槽探工程主要揭露湖相沉积物，了解矿体特征、重要地质界线及采集必要的岩矿分析样及测年样等。施工位置根据矿体出露情况、重要地质界线的覆盖情况，布置施工槽探工程。施工规格一般为上口1.2～1.5 m，下口1.5～1.8 m，深度一般为2～3 m，采集必要的岩矿测试分析样，总工作量为850 m³。

轻型山地工程施工符合有关规范规定要求，达到项目调查目的，其中槽探属新增任务，质量可靠。

4.样品采集

包括盐湖表面卤水基本分析样、浅井工程中固体盐类基本分析样及地下潜卤水基本分析样；地质填图及剖面测制过程中的各类岩矿鉴定分析样、光谱分析样、微量元素定量分析样及各种测年样，卤水氢、氧、硼同位素样，组合分析、多项分析及化学全分析样，以及各类化学分析的内、外检样。

（1）盐湖表面卤水基本分析样。了解表面卤水有用有害组成含量，划分卤水化学类型，计算达到工业要求有用组分、伴生组分资源量，初步研究盐湖形成、发展、演化特征。盐湖表面卤水基本分析样品使用橡皮筏划至水中，按网度要求用GPS定点，用专门制作的卤水取样器按照规范要求根据不同水深分别分层采集表面卤水基本分析样品，即水深＜0.5m者按上、下取1～2个样，0.5m＜水深＜1m者按上、下或上、中、下取2～3个样，水深＞1m者按上、中、下或每深2～3m取一个样，一般取3～6个样。水底部或中部取一个重复样，大于3个样品时一般每隔一个样取一个重复样。重复样做基本分析校正或做氢、氧、硼同位素等其他用途样品以备使用。样品量一般为500mL。野外采样工作时间为2001年7～8月份，同一湖中采样一般在3～5天内完成，盐湖表面卤水基本分析样采样符合要求。

（2）浅井工程中固体样品基本分析样。了解盐类矿产矿物组成、化学成分及含量，计算固体盐类矿产资源量，了解第四系湖积物岩石化学成分、矿物成分、微量元素含量及稀土元素分布特征等。样品采集采用连续刻槽法分层采集，样槽规格为5 cm×10 cm～10 cm×20 cm，样长一般为0.1～1 m，单层厚度大、矿化均匀时采用一层一样，一般样长最长不超过1.5 m。浅井工程中固体样品基本分析样采集符合有关规范规定要求，质量可靠。

（3）浅井工程中地下潜卤水样。主要了解地下潜卤水有用有害组分含量及地下水水位。根据项目要求及野外施工条件所限，仅在浅井工程施工至潜卤水0.2～0.3m为止，采集潜卤水样品，样品量500～1000mL。

（4）岩矿鉴定样。了解重点验证靶区内地层、岩石、矿石、矿物等特征，成分含量，结构，构造及变化规律。样品主要采自地质填图、剖面测制及山地工程中。采样方法为拣块法，样品规格一般为3cm×6cm×9cm，样品采集符合有关规范规定要求。

（5）光谱分析样。大致了解找矿靶区内岩石、地层、矿石及围岩等微量元素含量特征及分布规律，确定化学分析及多元素分析的分析项目。样品采自地质填图、剖面测制过程中不同岩石地层类型、各类矿石及矿体顶底板围岩等。采样方法采用拣块法，质量200～500g，采样方法符合要求，质量可靠。

（6）微量元素定量分析样。主要了解找矿靶区湖积物微量元素含量，研究对比不同类型盐湖微量元素分布特征及变化规律。样品一般采自浅井工程，部分采自地质填图及剖面测制过程中。采集方法为刻槽法及拣块法。刻槽法采集方法同浅井工程中基本分析化学样。样品质量一般为200～500g。微量元素定量分析样采样方法正确，符合有关规范规定要求。

（7）铀系法测年样。测年范围为40万年以来，主要测定找矿靶区湖积物的形成年龄，研究对比不同位置、不同时期形成的各类湖积物的特征。样品采自浅井工程及实测剖面中的湖泊沉积物。浅井工程中采样方法为刻槽法，剖面上为拣块法，样品质量一般为200g左右。铀系法测年样采样方法正确，原样物质符合测试要求。

（8）组合分析及多项分析样。了解矿体内具有综合回收利用价值的有益组分含量或影响矿产选冶性能的有害组分含量。固体矿产以同一勘探工程、同一块段工程内相同矿层或同类型、同级别相邻矿样组合，按5～10个基本分析样组合而成，组合样最大长度一般不超过10 m，样品质量一般为200 g。全区固体矿产基本分析样220件，组合分析样30件，占全区基本分析样总数的13.6%。全区表面卤水样322件，多项分析样27件，占全区基本分析样总数的8.39%。符合规范要求。

（9）化学全分析样。了解不同盐湖及不同矿石类型中各种元素及组分的含量，以便进行矿床物质成分的研究。固体盐类矿产按矿石类型和工业品级分别由组合分析或基本分析样组合而成，表面卤水按卤水矿层直接采取，每种固体矿石类型及每个表面卤水矿层分析1～2个。

（10）内部检查样。基本分析、组合分析、多项分析样品均做内部检查，样品由承担项目单位（河南省区调队实验室）从原副样中分批抽取，卤水样从原样中抽取、重新编号送原测试单位分别进行测试，每次抽取数量为原样的5%～10%。全区基本分析、组合分析、多项分析及化学全分析样345件，内部检查样27件，占7.83%，符合规范要求。

（11）外部检查样。从卤水样基本分析样中选择，送中国科学院兰州分院分析测试中心化学分析测试部及北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室进行分析检查。全区卤水基本分析样322件，外检样20件，占6.2%，达到规范要求（5%），质量可靠。

5.样品加工及测试

主要为基本分析、组合分析、多项分析及化学全分析样品的测试，由河南省岩石矿物测试中心（原地矿部河南省中心实验室）承担。

（1）样品加工。固体样品加工按Q＝kd²公式进行，k值根据我国目前盐湖矿产经验值0.05～0.2进行，样品碾碎前低温烘干或晾干。卤水样在实验室收到样品后，充分摇匀，凡有盐晶析出的，将水样瓶在密封状态下置于40℃的温水中，直至盐晶完全溶解。若长时间温热盐晶仍溶解不完全时，将水样瓶外表冼净拭干，在准确度为0.01～0.1g天平上称重，然后将上层清液倒入另一玻璃瓶中，往原水样瓶中加入定量水，使盐晶完全溶解。原盛水瓶晾干后称重，计算原始卤水的重量。在计算分析结果时，减去加水的百分率，某些易变成分，如pH值、碱度等，用原始卤水分析。

（2）分析项目。地表卤水基本分析项目为KCl，LiCl，B₂O₃，组合分析项目为：Na^＋，Ca^2＋，Mg^2＋，

，Rb₂O，Cs₂O，Fe，Br，I，矿化度、密度及pH值。固体矿根据岩矿鉴定结果（由中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所鉴定）主要为芒硝矿，基本分析项目为Na₂SO₄，NaCl，MgSO₄，H₂O，水不溶物。非矿粘土及粘土质沉积物根据岩矿鉴定结果，主要为碳酸盐，基本分析项目为CaCO₃，MgCO₃。芒硝矿组合分析项目为CaCO₃，MgCO₃，Fe₂O₃及水不溶物。非矿粘土及粘土质沉积物组合分析项目根据光谱半定量分析结果确定为：SiO₂，Na₂O，P₂O₅，F，MnO，Rb₂O，Cs₂O，Li，Br，I，Ba，Pb，As，Sr。

（3）分析方法。K，Na为电离缓冲原子吸收光谱法，Li为磷酸纳原子吸收光谱法，B₂O₃为甘露醇酸碱中和容量法、甲亚胺-H酸分光光度法，Ca，Mg为EDTA容量法，Cl^－1为硝酸银容量法，

，

为酸碱中和容量法，

低含量为硫酸钡比浊法、高含量为硫酸钡重量法，Rb，Cs为火焰发射光谱法，Ⅰ为催化分光光度法，Br为品红分光光度法，Fe为邻啡啰啉比色法、矿化度为塔纳纳也夫重量法、密度为比重瓶法，pH值为pH计算标准比较法。

（4）分析质量评述。卤水样基本分析内检结果见表2-8，内检数量27件，占全区基本分析样（345件）的7.83%。KCl不超差样26件，合格率为96.30%，其中正误差16件，占59.26%，负误差10件，占37.04%，超差1件，占3.70%。LiCl不超差样26件，合格率为96.30%，其中正误差11件，占40.74%，负误差13件，占48.15%，零误差2件，占7.41%，超差1件，占3.70%。B₂O₃不超差样26件，合格率为96.30%，其中正误差8件，占29.63%，负误差15件，占55.56%，零误差3件，占11.11%，超差1件，占3.70%。

表2-8 卤水基本分析内检结果表

卤水样基本分析外检结果见表2-9，外检数量为20件，占全区基本分析样（345件）的5.80%，分别由中国科学院兰州分院分析测试中心盐湖化学分析测试部和北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室测试。20件样品共60项，误差大于10%的3项，占5%，合格率为95%。正误差29项，占48.33%；负误差31项，占51.67%。

根据以上内、外检结果统计，卤水基本分析结果合格率在95%以上，正、负误差基本均等，无系统误差，分析质量可靠。

表2-9 卤水基本分析外检结果表

*由中国科学院兰州分院分析测试中心盐湖化学分析测试部测试，其余为北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室测试。①报出项目为B₂O₃。

4. 岩心扫描

20世纪90年代后期，由于数码技术和数据库技术的发展，给岩心提供远距离图像观察的方便和利用可能。目前，矿山企业在岩心管理上，使用扫描技术保存岩心图像基本普及，特别是探井类岩心扫描技术已被广泛使用。

CISS型岩心扫描仪

岩心扫描是为地质研究技术人员提供了一个间接而又简捷的观测岩心方法。

岩心在施工现场经过清洁、晾干、整理和标注工序后，即可扫描。国内多家厂家开发出“车载岩心扫描仪”，适用于到现场扫描。有录井公司、实验室、岩心库专门配备了岩心扫描设施。在岩心库配备的扫描仪，多用于扫描历史上库存的没有经历过扫描的岩心与岩屑。

目前的专用岩心扫描仪分辨率可达1200DPI，最高可达每米47000多像素。对岩心的外表面进行图像采集。采集方式一般有荧光下扫描和白光下扫描两种。白光可360度滚动扫描。扫描图像管理系统可将扫描数据设置为自动压缩入库，目前的压缩比达100倍，这为图像数据网上传输带来方便。

白光扫描柱状、岩性描述图

研究与决策人员可在第一时间观察到现场传回的岩心图像。高分辨率的岩心图像甚至比肉眼直接观察岩心更清楚。此外还能通过数据库系统，在同一平台上与测井曲线对比，进行地质技术分析。

如：四川大学开发的CISS系列岩心扫描成像系统将岩心扫描成像，运用自动控制技术、图像处理和识别技术、计算机技术和数学地质方法，实现岩心平面普光和360°外表面圆柱状岩心普光，荧光图像的自动采集；能宏观和显微岩心图、文资料及相关地质资料的快速存储、查询及综合管理；可以通过调整图像的亮度、对比度、饱和度、色度等，使处理后的图像特征更清楚，图像更清晰。相关数据库形式的运用管理，能加载岩心的相关描述、地层参数、测井曲线等，嵌入分析研究岩心图像中地质信息(裂缝、孔洞、孔隙、层理、粒度、荧光含油)的定量分析计算与评价；基于高速局域网、互联网，对岩心图、文资料及相关地质资料的共享。将查询功能与矿山勘探开发的数据融为一体。

在钻井过程中，取心是为了弄清地下地质情况，大部分地质情况是通过采集样品进行化验分析获取的。如岩性分析、矿物成分分析、物性分析、地层中的古生物分析等。岩心经过采样后会破坏原态，岩心扫描确保了岩心的原态图像的存在。因此，在现场进行岩心扫描，能使岩心原始姿态最大限度地得以保存。但气泡等易挥发性物质状态，在自然管理情况下，很难保存的。

岩心扫描图像的整理。图像扫描后进入数据库，还需要采集相关数据，对图像进行物性描述。这一切都是以实物岩心为依据的。这一点上，同纸质录井柱状图资料及其电子文本要求对应。

岩心柱状、测井曲线组合图

岩心与岩屑的数据库管理，在20世纪90年代陆续出现。主要有：岩心实验分析数据库、岩心扫描图像数据库、自动化立体岩心库管理系统，还有勘探开发数据库中的岩心岩屑库。这些库各有侧重，数据重复，理应整合。矿山企业的数据中心建设应该设计有岩心管理模块，其中包括：岩心数据标准化、数据源入库的分工协作化、日常实物资料数据的维护正常化、数据的调用的规范化等。

与岩心、岩屑等实物资料有关的数据源，应该采集的数据主要有：

单井基础数据、取心数据、扫描图像数据、岩心库管理数据、岩心岩屑化验分析数据。辅助以测井、测试数据。

单井基础数据可通过数据池共享，主要有单井地理位置及坐标、构造名称、井名、类别(探井、普查井、开发井；直井、水平井、侧钻井等)、设计井深、终孔井深、钻井队、钻机型号、录井队、录井仪型号等；

取心基础数据主要有：取心目的层、取心回次、各回次的起止井深、心长、岩心描述、取心率、取心时间、录井单位；

岩屑数据主要有：每包间距、迟到时间、对应井深、包数、岩屑文字描述；

扫描图像数据主要有：图像数据和围绕图像产生的相关重要数据。如图像的岩心对应井深、扫描岩心实际长度、图像分辨率、扫描方式(如白光扫描或荧光扫描)、数据格式、扫描设备、扫描时间、扫描单位等；

岩心管理数据主要有：入库时间、实物资料在岩心库中的架号、箱号、回次号；入库心长、岩屑入库包数、接收人和移交人等；

实物资料的化验分析数据(以石油勘探开发业为例)主要有：

荧光薄片、铸体薄片分析鉴定、孔隙度、渗透率、含油水饱和度分析、X射线衍射分析鉴定、岩矿分析鉴定、干酪根分析鉴定、镜质体反射率分析鉴定、氯仿沥青“A”族组分分析、饱和烃色谱分析鉴定、有机碳分析鉴定、热解色谱分析鉴定、生油岩热解评价分析、气相色谱分析鉴定、介形虫鉴定、牙形石鉴定、轮藻化石鉴定、孢粉鉴定、粒度分析鉴定、碳酸盐分析鉴定、润湿性分析鉴定、油分析、水分析、气分析、古生物鉴定、微体古生物鉴定、黏土矿物分析、扫描电镜分析、同位素测定、沥青A 族组分、红外光谱、重矿分析、包裹体分析、镜煤反射率分析、三敏(水敏、酸敏、油敏)分析、驱油试验、压汞分析、荧光分析、地磁测量等；

如果以上基础数据在矿山的数据池中都包含了进去，那么岩心扫描应用平台需要单井基础数据就可从数据池中获得共享了。

实物资料的前期整理，主要为了清洁、理顺、标注和扫描，达到准确、有序、规范和方便之目的。

5. 地质技术装备的分类

地质技术装备的种类繁多,分类的方法也多种多样,主要有按专业分类、按用途分类、按工作原理分类、按工作空间分类以及按管理方式分类等。

一、按专业分类

1.地球物理勘探技术装备

按工作空间分为航空、地面、海洋和地下(井中)物探仪器四大类;按技术方法又分为电法仪、磁法仪、重力仪、地震仪、放射性仪器以及地温和岩石(矿物)物性测量仪器七大类。

2.地球化学勘探技术装备

主要包括:取样设备、样品加工设备、专用分析仪器等。

3.遥感地质技术装备

包括航天、航空和地面遥感设备,主要有:探测器(传感器)、成像系统、摄影测量系统以及图像处理系统等。

4.探矿工程技术装备

分钻探和坑探设备两类。

钻探设备包括:地表岩心钻机、坑道钻机、水文水井钻机、工程勘察钻机、化探取样钻机、物探爆破孔钻机以及钻塔、泥浆泵、钻具等辅助设备。

坑探设备包括:凿岩机、凿岩台车、装运机和支护设备等。

5.实验测试分析技术装备

按用途分为:无机元素分析、有机元素分析.、同位素测定(地质测年)、岩矿鉴定、结构分析、微区分析、现场分析仪器,以及样品加工、计量等辅助设备。

按工作原理可分为:原子光谱、分子光谱、质谱分析、色谱分析、极谱分析、电化学分析、放射性分析等几类。

6.地质环境监测技术装备

按监测对象的不同分为:地下水(水质、水位)和地质灾害(滑坡、地面沉降等)监测仪器。

二、按工作空间和用途分类

根据地质工作的空间位置,并考虑技术装备的用途进行分类,共分8大类。

1.对地观测技术装备

包括:遥感地质和航空物探技术装备。

2.地面探测技术装备

包括:地面物探、化探、钻探和坑探技术装备。

3.海洋地质技术装备

包括:海洋物探、化探和钻探技术装备,以及探测船、海洋定位和测深设备。

4.深部探测技术装备

包括:宽频地震仪、地下(井中)物探仪器、超深钻设备等。

5.实验测试技术装备

包括:无机分析、有机分析、结构分析、同位素测定、岩矿鉴定等技术装备。

6.地质环境技术装备

包括:地下水环境(水质、水位)和地质灾害(滑坡、地面沉降等)监测技术装备。

7.地质信息技术装备

包括:野外数据采集与处理(掌上机、GPS、数码相机等)、数据库管理、信息化网络化系统建设技术装备。

8.野外保障技术装备

包括:通讯、运输、安全、卫生、补给、救援等保障设备。

两种分类方法的关系见表8-1。

表8-1 地质技术装备两种分类方法的关系

6. 非金属矿产勘查取样及分析测试

一、取样的目的

在矿产勘查的不同阶段都需要对矿产的质量做出评价，取样和分析测试就成了矿床勘查中的一个重要环节，在矿产勘查的各个阶段都要进行。矿产勘查取样是指按照一定要求，从矿石、矿体或其他地质体中采取一定容量的代表性样本，并通过对所获得样本中的每个样品进行加工、化学分析测试、试验或者鉴定研究，以确定矿石或岩石的组成、矿石质量、物理力学性质、矿床开采技术条件以及矿石加工技术性能等方面的指标，为矿床评价、储量计算以及有关地质、采矿、选矿和矿产综合利用等方面问题的解决提供必要的资料依据。矿产勘查取样工作由以下三部分组成:

1) 采样。从矿体、近矿围岩或矿产品中采取一部分矿石或岩石作为样品，这一工作称为采样。

2) 样品加工。由于原始样品的矿石颗粒粗大，数量较多或体积较大，所以需要进行加工，经过多次破碎、拌匀、缩分使样品达到分析、测试要求的粒度和数量。

3) 样品的分析、测试或鉴定研究。

矿产取样工作在矿床评价中有着举足轻重的作用。由于取样工作是抽样观测，取样的规格和数量有限，加之地质体都不是均质的，其变化相当复杂，因而取样的首要问题是样品的代表性。如果没有代表性，取样也就失去了意义。

影响取样代表性的因素很多，主要有矿体中有用组分分布的均匀程度、采样的规格、方法和数量以及样品的分布及抽样方式等。地质人员应充分认识这些影响因素，力求提高样品的代表性，以保证矿石质量、矿床储量和矿床工业价值评价的可靠。

二、矿产取样的种类

不同矿产其质量研究内容不同，取样目的各异。根据取样目的可将矿产取样分为以下4 类。

1) 化学分析取样: 通过对样品进行化学分析，确定矿石中化学成分及其含量，了解矿石质量，进而用来圈定矿体，核算主要伴生有用组分的平均含量，计算矿产储量，划分矿石类型和工业品级，检验矿山生产活动中矿石的损失、贫化及质量变化等。为评定矿床工业价值及解决矿山开采加工方面问题提供依据。

2) 岩矿鉴定取样: 通过对矿石及岩石 ( 近矿围岩) 进行矿物学及岩石学的研究，以查明矿石及围岩的矿物成分及含量，共生组合、结构构造特点、矿物粒级和嵌布特征，矿物化学成分及次生变化等。用来确定岩石种类、矿石自然类型、矿石加工技术性能、综合利用可能性，以及解决矿床成因、概略估计矿产质量及其他一些地质问题。

3) 物理取样: 物理取样又称技术取样。通过测定矿石和近矿围岩的物理机械性质( 如矿石体重、湿度、松散度、块度、坚固性、抗压强度、孔隙度等) ，了解其物理性质和加工技术性能，为矿产储量计算、矿山建设设计和开采提供必要的参数和资料。对于某些非金属矿产 ( 如石棉、水晶、云母等) ，通过测定其物理技术性质，确定矿产质量、划分品级和确定工业用途，评定矿床价值。

4) 工艺取样: 工艺取样也称加工技术取样，通过矿石工艺性质及选矿试验研究，确定矿石的选矿、加工性能和加工技术条件。为制定矿石加工方法、选矿生产工艺流程、最佳生产技术经济指标，以及为矿床技术经济评价、建矿可行性研究和矿山企业设计提供可靠资料。

三、矿产勘查中常用的采样方法

采样是矿产勘查取样的一个基本环节，矿产勘查各阶段都必须进行采样工作。由于采样目的和所采集的样品种类、数量以及规格不同，所采用的采样方法也有所不同。常用的采样方法主要有以下 6 种。

1. 打 ( 拣) 块法

打块法是在矿体露头或近矿围岩中随机地凿 ( 拣) 取一块或数块矿 ( 岩) 石作为一个样品的采样方法。这种方法的优点是操作简便、采样成本低。在矿产勘查的初期阶段，利用这种方法查明矿化的存在与否，所采集的往往是最有可能矿化的高品位样品，因而在有关打 ( 拣) 块取样结果的报告中常常采用 “高达”的术语来描述，这种情况下获得的品位不是矿化体的平均品位，只能表明矿化的存在而不能说明其经济意义，并且这种方法也不能给出矿化的厚度。在矿山生产阶段，常常利用网格拣块法或多点拣块法采样进行质量控制。

2. 刻槽法

在矿体或矿化带露头或人工揭露面上按一定规格和要求布置样槽，然后采用手凿或取样机开凿槽子，再将槽中凿取下来的矿石或岩石作为样品的采样方法称为刻槽法。刻槽取样的目的是要确定矿化带或矿体的宽度和平均品位，样槽可以布置在露头上、探槽中以及坑道内。样槽的布置原则是样槽的延伸方向要与矿体的厚度方向或矿产质量变化的最大方向相一致，同时，要穿过矿体的全部厚度，不漏采，也不重采。

样品长度又称采样长度，是指每个样品沿取样线刻取的长度。样品长度取决于矿体厚度大小、矿石类型变化情况和矿化均匀程度、最小可采厚度和夹石剔除厚度等因素。当矿体厚度不大，或矿石类型变化复杂，或矿化分布不均匀时，或需要根据化验结果圈定矿体与围岩的界线时，样品长度不宜过大，一般以不大于最小可采厚度或夹石剔除厚度为适宜。当工业利用上对有害杂质的允许含量要求极严时，虽然夹石较薄，也必须分别取样，这时长度就以夹石厚度为准。当矿体界线清楚，矿体厚度较大，矿石类型简单，矿化均匀时，则样品长度可以相应延长。

样槽断面的形状主要为长方形，样槽断面的规格一般 ( 5 cm × 3 cm) ～ ( 10 cm ×5 cm) 。对于有些矿种要求样槽断面规格较大，如温石棉矿含棉率样品采样刻槽断面规格一般为: 镁质碳酸盐岩型矿床 ( 10 ～15) cm × ( 10 ～15) cm，镁质超基性岩型矿床 ( 20 ～30) cm × 20 cm。

3. 岩 ( 矿) 心采样

岩 ( 矿) 心采样是将钻探提取的岩 ( 矿) 心沿长轴方向用岩心劈开器或金刚石切割机切分为两半或四份，然后取其中一半或 1/4 作为样品，所余部分归档存放在岩心库。

岩 ( 矿) 心采样的质量主要取决于岩 ( 矿) 心采取率的高低。如果岩 ( 矿) 心采取率不能满足采样要求时，必须在进行岩 ( 矿) 心采样的同时，收集同一孔段的岩 ( 矿)粉作为样品，以便用两者的分析结果来确定该部位的矿石品位。

4. 岩 ( 矿) 屑采样

岩 ( 矿) 屑采样是使用反循环钻进或冲击钻进方式收集岩 ( 矿) 屑作为样品的采样方法，主要用于确定矿石的品位以及大致进行岩性分层。

5. 剥层法采样

剥层法采样是在矿体出露部位沿矿体走向按一定深度和长度剥落薄层矿石作为样品的采样方法，适用于采用其他采样方法不能获得足够样品质量的厚度较薄 ( 小于 20cm) 的矿体或有用组分分布极不均匀的矿床，剥层深度为 5 ～15cm。该方法还可验证除全巷法以外的采样方法的样品质量。

6. 全巷法

地下坑道内取大样的方法称为全巷法，是在坑道掘进的一定进尺范围内采取全部或部分矿石作为样品的一种取样方法。全巷法样品的规格与坑道的高和宽一致，样长通常为2m，样品质量可达数吨到数十吨。

全巷法样品的布置: 在沿脉中按一定间距布置采样; 在穿脉坑道中，当矿体厚度不大时，掘进所得矿石作为一个样品; 当厚度很大时，则连续分段采样。

全巷法取样主要用于技术取样和技术加工取样，如用来测定矿石的块度和松散系数;用于矿物颗粒粗大，矿化极不均匀的矿床的采样 ( 对这种矿床剥层法往往不能提供可靠的评价资料) ，如确定伟晶岩中的钾长石，云母矿床中的白云母或金云母，含绿柱石伟晶岩中的绿柱石，金刚石矿床中的金刚石，石英脉中的宝石、光学原料、压电石英等的含量。另外还用于检查其他取样方法。

全巷法采样在坑道掘进同时进行，不影响掘进工作，样品质量大，精确度高等是其优点，缺点是采样方法复杂，样品质量巨大，加工和搬运工作量大，成本高，所以只有当需要采集技术加工和选矿试验样品以及其他方法不能保证取样质量时才采用此方法。

四、样品的鉴定、分析、测试

1. 矿石的矿物学及岩石学鉴定

对矿石进行矿物学及岩石学研究是矿石质量研究的基础性工作，也是一种概略估计矿产质量的方法，对主要利用其中有用矿物的矿产有特殊意义。

对矿石的矿物学研究，目前仍是以偏光显微镜下鉴定为主，辅以各种测试手段，如硬度、折光率、微化分析、电子探针、扫描电镜、X- 衍射分析等测试。

矿石矿物学研究主要包括以下几个方面:

1) 查明矿石矿物成分、矿物共生组合、矿物次生变化及分布规律。

2) 确定矿石中各矿物组分的数量，要求粗略时可用目估法，要求精确时采用统计法等。

3) 查明矿石结构构造、测定矿物外形、粒度、嵌布特性及硬度、脆性、磁性、导电性等物理性质，为选矿加工方法提供资料。

4) 考查矿石中元素赋存状态，为确定工业矿物，确定选矿方法和流程提供依据。

2. 矿石化学成分分析

矿石化学成分分析的目的是确定矿石的化学成分及分布规律。样品经过加工后，地质人员填写送样单，提出化验分析的种类和分析项目等要求，送化验室分析。化学样品分析的种类很多，根据研究目的要求不同主要有以下几种:

(1)基本分析

基本分析又称普通分析、单项分析、主元素分析。分析的目的是查明矿石中主要有用组分的含量及变化情况，以了解矿石质量、划分矿石类型、圈定矿体和计算储量。基本分析是勘查工作中数量最多的一种化学分析工作，故必须系统地进行。分析项目为主要有用组分，具体因矿种、矿石类型和用途而定。例如，玻璃硅质原料矿床的基本分析项目为SiO₂，Al₂O₃，Fe₂O₃;重晶石矿床的基本分析项目一般为BaSO₄，当用于钻井液时需增测可溶性碱土金属，用于橡胶、造纸填料时增测CaO，Mn，Cu，Pb，R₂O₃。当矿石中其他有用组分达到工业要求时，也应列入基本分析项目。

(2)多元素分析

一个样品分析多种元素项目叫多元素分析。它是根据对矿石的光谱半定量全分析结果，在矿体的不同部位采取代表性的样品，有目的地分析若干元素项目，以查明矿石中可能伴生的有益组分和有害元素的种类和含量，为组合分析提供项目。多元素分析一般在矿产普查评价阶段就要进行。例如，玻璃硅质原料矿的多元素分析项目一般为SiO₂，Al₂O₃，Fe₂O₃，TiO₂，Cr₂O₃，CaO，MgO，K₂O，Na₂O，灼失量等。

(3)组合分析

组合分析是为了系统了解矿石中可综合回收利用伴生有用或有害组分的含量。一般按同一矿体、块段、工程、矿石类型、品级由相邻的基本分析样的副样组合而成，分析项目可根据光谱全分析、化学全分析结果确定。例如，玻璃硅质原料矿的组合分析项目为TiO₂，Cr₂O₃。

( 4) 矿石全分析

包括光谱全分析和化学全分析，用以全面了解各种矿石类型中各种化学成分的含量。每种矿石类型的化学全分析样可作 1 ～2 件，分析项目一般根据光谱分析结果确定。样品由同一矿石类型有代表性的基本分析副样组合或单独采取。全分析最好在勘查初期进行，以便指导勘查工作。对某些以物理性质确定工业价值的矿石如石棉等，只需个别化学全分析样以了解其化学成分，判定其矿物种类即可。

3. 矿石物理技术性质测定

测定矿石物理技术性质，一般是为了储量计算及矿床评价提供必要的资料，而对于某些非金属矿床 ( 如云母、水晶、石棉等) ，不仅是为了查明其开采技术条件，更重要的是为了评价其矿产质量、确定其加工工艺特性。通常，物理技术性质测定项目有矿石体重、湿度、孔隙度、硬度、块度、粒度、白度、可塑性、干燥收缩率、耐火度、矿石和围岩的抗压强度、裂隙度、坚固性、松散系数等。评价非金属矿产质量所需测定的项目则视矿种和要求而定。

4. 矿石选矿工艺性质试验

矿石选矿工艺性质试验是矿产勘查工作必不可少的重要环节之一。因为矿产勘查阶段探明的矿产储量，除少数外，大多数不能自然达到工业生产利用要求，必须进行选矿试验。其试验标准是应达到工业生产上既技术可行，又经济合理。这也是矿产可否供工业生产利用的原则标准。选矿试验只有达到一定程度，才能断定选矿试验是否达到上述标准。

( 1) 实验室试验

在实验室条件下采用一定的试验设备对矿石的可选性能进行试验，了解有用组分的回收率、精矿品位、尾矿品位等指标，为确定选矿方案和工艺流程提供资料。实验室试验一般在概略研究或预可行性研究阶段进行。

( 2) 半工业性试验

该试验也称为中间试验，是在专门试验车间或实验工厂进行矿石选矿的工业模拟试验。是采用生产型设备，按 “生产操作状态”所做的试验。工业模拟度强，成果更为可靠。其试验一般是作为建设前期的准备而进行的，供矿山设计使用。一般在可行性研究阶段进行。

( 3) 工业性试验

是在生产条件下进行的试验，目的是为大、中型选矿厂提供建设依据或为新工艺、新设备提供设计依据。

7. 各类岩石扫描电镜鉴定

岩矿石鉴定是一项非常复杂的工作，一般使用扫描电镜和电子探针结合来进行见鉴定。
从科学的层面，中科院地质所 张汝藩著 《扫描电镜与微观地质研究》中有大量的岩矿微观图谱，这是最基本矿物的图谱。
工程技术层面来分析鉴定, 由于一般岩石矿物成分复杂，多种伴生矿，不同种类矿石比例含量不同，如果需要对矿物加工，就需要定量研究，必须使用电子探针。电子探针相对扫描电镜来说，可以说是带有多道波谱的高精度微区元素定量分析系统，这在科学研究中相当重要。目前也出现对矿石在加工过程中现场快速自动分析的SEM+EDS。以上二者应用于工程领域的专业化自动化分析手段，相对实验室SEM，显得昂贵。

8. 岩矿鉴定方法

岩矿鉴定：
是指应用各种矿物学原理与方法，通过矿物的光、电、声、热、磁、重、硬度、气味等以及其主要的化学成分特征，对岩石、矿物样品、包括光（薄）片、砂片、碎屑、粉末进行观察、鉴定以区别其矿物类别，以及研究岩石、矿石的主要矿物组成、矿物成生序列，结构、构造、岩（矿）石类型的技术方法。
光学显微镜法：
(1)偏光显微镜祛将矿物或岩石标本磨制成薄片，在偏光显微镜下鉴定矿物的光学性质，确定岩石的矿物成分，确定岩石类型及其成因特征，最后定出岩石名称的工作，又称岩石薄片鉴定法。
这是研究矿物岩石最常用的方法。可以获得矿物的颜色、形状、大小、折光率、消光角、重折率、干涉色、轴性、光轴角等光学常数，还能获得矿物的形成顺序、次生变化、体积百分含量以及岩石的结构构造、胶结类型等特征，进而对岩石进行正确的定名。为了获取更精确的光轴角、消光角数据、折光率数据，
可再选用费氏台法、油浸法或干涉显微镜法等。
(2)反光显微镜法。主要用于金属矿物及矿石的研究，还广泛应用于非金属材料的研究。
热分析方法：
该方法是根据在热处理过程中发生的热效应(如吸热、放热)来鉴定矿物或混合物的组成。常用的方法有差热分析和综合热分析。
电子显微镜分析：
常用的仪器有透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)等。
X射线物相分析：
对结晶物质的物相进行分析的一种有效方法
谱学分析：
1、谱学方法有数十种，在矿物学.上常用的有红外光谱、拉曼光谱、穆斯堡尔谱、核磁共振被谱等。
2、以红外光谱为例，每种矿物都有自己的特征光谱，红外光谱就是利用矿物的特征谱线监定未知矿物及混合物中主要组成矿物的定量确定，研究矿物类质同像置换、有序一无序现象、水的存在形式、标型特征等。

9. 矿石检测用什么方法

矿石是指可从中提取有用组分或其本身具有某种可被利用的性能的矿物集合体。可分为金属矿物、非金属矿物。

矿石检测的方法有：物相分析法、岩石全分析、粘土分析法、化学分析法、光薄片鉴定法、岩石鉴定等等。

10. 储层评价仪器分析项目

评价的仪器分析包括扫描电子显微镜分析、X衍射分析、阴极发光、荧光显微镜和包裹体冷热台测定等。它们也是储层评价中十分重要的基本分析项目。相对应的各级分析标准方法为:GB/T18295—2001“油气储层砂岩试样扫描电镜分析方法”、SY/T6189—1996“岩石矿物能谱定量分析方法”、SY/T5163—1995“沉积岩黏土矿物相对含量X射线衍射鉴定方法、”SY/T5983—1994“伊利石/蒙皂石间层矿物X射线衍射鉴定方法”、SY/T5614—1993“岩石荧光显微镜鉴定方法”、SY/T5916—1994“岩石试样阴极发光鉴定方法”、SY/T6010—1994“沉积岩包裹体均一温度和盐度测定方法”。

72.9.2.1 油气储层砂岩试样扫描电子显微镜分析方法

定义

孔隙由岩石实体部分所包围的未被固体碎屑颗粒、杂质及胶结物充填的空间。

面孔率观察视域中孔隙和喉道面积占视域面积的比(%)。

喉道连接两相邻孔隙之间的狭窄通道。

碎屑颗粒主要是指构成砂岩的粒状原始物质(包括石英、长石及岩屑等)。

胶结物以化学沉淀方式形成于粒间孔隙的自由矿物。

杂基以机械方式沉积下来的细粒碎屑物质。

方法提要

根据不同类试样及分析鉴定要求进行制作。对石油地质试样在电镜观察前要镀一层导电膜。调整好扫描电子显微镜，束流要稳定，电子束合轴良好，使仪器处于最佳状态。确定仪器处于正常稳定工作状态后，即可进行试样的观察，鉴定和测量。内容包括形貌观察、孔隙和喉道的特征观察、类型确定，以及测量面孔隙和喉道大小;观察胶结物类型及产状等。

仪器和装置

扫描电子显微镜附图像分析软件。

X射线能谱仪。

实体显微镜具反射、透射光功能。

真空镀膜机或溅射仪。

烘箱。

试剂和材料

三氯甲烷。

乳胶、导电胶或双面胶带。

金丝。

专用喷镀碳棒。

试样制备

洗油含油试样需用三氯甲烷通过抽提法或浸泡法洗油。

试样选择把有代表性、平整的新鲜断面作为观察面。

上桩用乳胶、双面胶带或导电胶把试样粘在试样桩上。

干燥自然晾干或放入小于50℃恒温箱中烘干。

除尘用洗耳球吹掉表面灰尘。

镀膜在真空镀膜机中镀碳或溅射仪中镀金。

分析步骤

扫描电子显微镜开机，确定仪器处于正常工作状态后，即可按如下步骤分析试样。

1)形貌观察。在20～200倍镜下，观察试样全貌，包括碎屑颗粒、胶结物、杂基大小和分布、孔隙发育情况，并拍摄照片。

2)孔隙。观察孔隙、孔隙的特征，确定孔隙类型，测量孔隙大小。用仪器提供的电子标尺测量一般孔隙短轴最宽处的距离，作为该试样的孔隙直径值。

3)喉道。观察喉道的特征，确定喉道类型和连通情况，测量喉道的大小。

4)测量面孔率。在50～200倍率下观察孔隙发育情况，选择测量视域，确保视域中有300个以上的孔隙;利用图像分析软件，按灰度设定阈值作面孔率测定，计算阈值范围内的孔隙和喉道的面积与视域面积的百分比;每一个试样在同一放大倍率下，选4个以上视域进行重复测定，取其平均值作为该试样的面孔率。

5)胶结物。观察胶结物类型及产状。在扫描电子显微镜下观察胶结物的形态，用能谱仪测定胶结物的特征元素。胶结物主要为黏土矿物，碳酸盐、硫化物、硫酸盐和沸石等矿物。

6)成岩后生变化。主要在扫描电子显微镜下观察石英次生加大，长石次生加大，溶蚀淋滤和转化及交代等成岩后生变化情况。

72.9.2.2 沉积岩黏土矿物相对含量X射线衍射分析方法

方法提要

根据斯托克斯法则，将黏土矿物采用自然沉降法进行分离。吸取粒径小于2μm的悬浮液进行制片，针对不同矿物、不同的分析目的以及试样量多少有不同的制片方法。压片法适用于全岩分析;自然定向片(N)作黏土矿物X射线衍射的基础分析;乙二醇饱和片(EG)目的是区分膨胀性矿物是否存在;550℃加热片鉴定绿泥石;盐酸片目的是去掉绿泥岩而鉴定高岭石;薄片法一般用于自生矿物鉴定。调节X射线衍射图分析仪，待仪器稳定后，将制备好的试样片子，上机进行定性和定量分析。

仪器和设备

多晶X射线衍射仪测角仪测角准确度优于0.02°;仪器分辩率优于60%，综合稳定度优于±1%。

离心机。

碎样机。

电热干燥箱。

电热水浴锅。

超声波清洗器。

瓷研钵，铜研钵，玛瑙研钵。

高型烧杯，低型烧杯。

标准筛。

高温炉。

试剂和材料

六偏磷酸钠。

EDTA钠盐。

三氯甲烷。

盐酸。

过氧化氢。

乙醇。

氢氧化铵。

氯化钾溶液(1mol/L)。

分析步骤

1)黏土分离。不同岩性试样的黏土分离方法稍有不同。泥岩黏土分离是将试样粉碎至小于1mm粒径，然后放在高型烧杯中，加蒸馏水浸泡，用超声波促进分散，吸取粒径小于2μm的悬浮液即可。砂岩黏土要粉碎后，先将含油砂岩用三氯甲烷抽提至荧光4级以下，再将试样放在高型烧杯中浸泡分散，吸取粒径小于2mm的悬浮液。对于碳酸盐岩黏土分离要用2%～3%的盐酸反复处理至无反应。然后把除去碳酸盐的试样用蒸馏水反复洗涤，使黏土悬浮。

2)定向片制备。

A.干样法。将40mg干样放入10mL试管中，加入0.7mL蒸馏水，搅匀，用超声波使黏粒充分分散，迅速将悬浮液倒在载玻片上，风干。

B.悬浮液法。在离心沉降获得的黏土中加适量蒸馏水，搅匀，吸取～0.8mL悬浮液于载玻片上，风干。

C.抽滤法。将真空泵与抽滤瓶连接。启动真空泵，将浸泡过的微孔滤膜放在漏斗上。分几次倒入悬浮液，每次倒入的悬浮液10min内抽完。待黏土膜达30～40μm厚时取下滤膜，将滤膜反贴在载玻片上，然后置于培养皿中干燥。

3)自然定向片处理。

A.乙二醇饱和片(EG)。用乙二醇蒸汽在40～50℃条件下，将自然定向片恒温7h，冷却至室温。

B.加热片(550℃)。在(550±10)℃条件下，将乙二醇饱和片恒温2h，自然冷却至室温。

4)特殊片制备。

A.盐酸片(HCl)。加6mol/LHCl于40～50mg试样中，在80～100℃水浴上处理15min，冷却后离心洗涤至无氯离子，再用干样法制片。

B.钾离子饱和片(KCl)。称40mg试样放入试管中，加入7mL1mol/LKCl溶液，饱和三次后，用蒸馏水洗涤至无氯离子，用干样法制片。

5)上机分析。按事先优选的工作条件，调整X射线衍射仪，待仪器稳定后，将制备好的各种试样片子上机进行定性和定量分析。

6)X衍射谱图(见图72.19)。

纵坐标:衍射强度，用I表示，s^-1。

横坐标:衍射角，用2θ表示，(°)。

峰顶标值:晶面间距，用d表示，10^-1nm。

d值是鉴定矿物的基本数据，例如绿泥石的d(001)=14.26×10^-1nm，高岭石的d(001)=7.20×10^-1nm，蒙皂石向绿泥石转化过程中，其d(001)=17×10^-1nm将逐渐减小，直至d(001)=14.26×10^-1nm为止。

峰侧符号(hkl):衍射指数。

基线BL:图中的虚线。

背景B:基线与横坐标之间的距离，s^-1。

半高宽(FWHM):(°)，可用来表示伊利石的结晶度，自生高岭石的半高宽均很小;碎屑高岭石的半高宽则较宽。

峰高H:单位为s^-1，常用于定性分析中，对于一种矿物的衍射峰，要换算成相对强度，峰高最大值强度为100，其余按比例换算。

峰面积A:代表积分强度，单位是记数，也可用mm²表示，黏土矿物定量分析中常用。

7)定性分析。常见黏土矿物X射线鉴定特征见(表72.29)。

图72.19 X射线衍射谱图

表72.29 黏土矿物X射线鉴定

续表

8)定量分析。矿物组合为S、I/S、It、Kao和C时的质量分数计算公式为:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:w(Kao)为高岭石的质量分数;w(C)为绿泥石的质量分数;w(S)为蒙皂石的质量分数;w(It)为伊利石的质量分数;w(I/S)为伊利石-蒙皂石混层的质量分数;I_0.7nm(N)为N谱图上0.7nm衍射峰强度;I_1.0nm(550℃)为550℃谱图上1.0nm衍射峰强度;h_0.358nm(EG)为EG谱图上0.358nm衍射峰强度;h_0.353nm(EG)为EG谱图上0.353nm衍射峰强度;I_1.7nm(EG)为EG谱图上蒙皂石1.7nm衍射峰强度;I_1.0nm(EG)为EG谱图上0.7nm衍射峰强度;h_0.7nm(N)为N谱图上0.7nm衍射峰强度;h_0.7nm(EG)为EG谱图上0.7nm衍射峰强度。

当只有Kao而无C，或只有C而无Kao时，其质量分数按下式计算:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

当只有S而无I/S，或只有I/S而无S时，其质量分数按下式计算:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

72.9.2.3 岩石荧光显微镜鉴定方法

方法提要

试样经切片、磨光切片、粘片、磨制薄片后，放置于荧光显微镜下观察鉴定。荧光显微镜是以紫外光为光源。紫外光可激发储油岩石中能够发光的烃类物质产生荧光。观察分析这些发光物质本身的变化及其与岩石结构、构造的相互关系，从而判断有机质类型、变质程度、有效储集空间、油气运移等问题。

仪器和设备

荧光显微镜 具透射光系统，反射光系统和照相设备，并有紫外、蓝激光滤光片和吸收滤光器。

偏光显微镜。

冰箱。

试剂和材料

铁氰化钾。

丙三醇。

盐酸。

氯仿。

茜素红。

分析步骤

1) 选择。岩心、岩屑试样均须在紫外光下按分析项目选择有代表性的部分。用于荧光显微镜鉴定的试样，在制片前不得用有机溶剂浸泡。选 1 块与荧光试样相同岩性的岩屑，做偏光制片，以利于荧光薄片对照观察。

2) 制片。制作荧光薄片的试样，若裂缝发育或岩石疏松，则用 T-2 或 K-2 型 502胶进行胶结; 对渗胶较差的油砂岩可用 K -1 型 502 胶。若胶仍渗不进去，可改用提纯石蜡胶结平面。然后粗磨、细磨、精磨、磨制成镜面。载片须用毛玻璃。待试样水分干后再进行载片。含油试样岩片中含气泡时不能超过岩片面积的 3%; 一般试样岩片中气泡含量不得超过岩片面积的 1%。荧光薄片一般不盖片，但易潮解、挥发的试样须盖片。

3) 镜下鉴定。荧光显微镜下鉴定内容包括:

A.沥青发光颜色、波长定量与成分关系。为解决这问题选用了标准油样测定其发光颜色与波长关系，并确定属何种沥青，见表72.30，从表中可以看出油质沥青主颜色为黄、绿、蓝，其波长范围为 450～600nm，胶质沥青主色为橙色、褐橙色，沥青质沥青主色为褐色。

表72.30 沥青的发光颜色、波长与成分

B.发光强度定量。发光强度主要反映岩石中油的含量，岩石中油的含量越高，则油的荧光发光强度也趋大。在荧光图像处理中，用亮度这个数值来定量表示沥青发光强度(表72.31) 。

表72.31 发光强度与沥青的含量关系

C.含油范围定量。① 各种沥青含量 (油质、胶质、沥青质) 。② 含油面积比，此含油面积比在一定程度上反映了含油岩石中含油的范围。可近似代替孔隙含量，但该数值比孔隙含量高，因为还包括油浸染的范围。

D.真假含油显示区别见表72.32。

表72.32 真假含油显示区别

荧光显微镜对油水界面的判断及预示含油实效

1) 油水界面判断。一般含油井段岩样发光显示好，所有孔隙均含油，缝合线、晶间孔隙、粒间孔隙、晶体解理受浸染发光极好; 油水界面附近井段发光显示不均匀现象，基质发光差，部分孔隙发光; 而含水试样其缝及岩石均不发光。从含油的纵向变化可以判断出油水界面。

2) 含油实效预示。通过荧光地质工作并充分了解该区及该井的地质情况，综合考虑有关资料，如岩心 (岩屑) 、钻井、气测、泥浆录井、井径、地球物理测井，现场荧光分析等资料，才能作出是否含油的判断。

72.9.2.4 岩石试样阴极发光鉴定方法

电子束轰击到试样上，激发试样中发光物质产生荧光，称阴极发光。

方法提要

试样制成薄片，置于阴极发光显微镜下，启动显微镜阴极发光系统的高压装置，电子轰击到试样上，激发试样中发光物质产生荧光。观察矿物发光颜色，鉴定矿物成分，孔隙成因和结构构造等内容。

仪器和设备

阴极发光系统装置。

偏光显微镜、图像分析仪和图像监控系统。

自动摄影装置。

能谱仪。

X-射线强度溢漏监视器。

鉴定依据

1) 阴极发光颜色与微量元素的关系。阴极发光与能谱仪配套使用可确定阴极发光颜色与微量元素的关系，见表72.33。

表72.33 阴极发光颜色与微量元素的关系

2) 常见矿物的阴极发光颜色。常见矿物的阴极发光颜色描述见表72.34。

表72.34 矿物的阴极发光颜色描述

续表

3) 岩石类型、温度与石英的阴极发光颜色之间的关系。岩石类型、温度与石英的阴极发光颜色之间的关系见表72.35。

表72.35 岩石类型、温度与石英发光类型之间的关系

鉴定内容

碎屑岩阴极发光鉴定内容包括鉴定矿物成分、矿物发光颜色、孔隙成因的判别等; 碳酸盐岩发光鉴定内容包括鉴定碳酸盐岩的组分、孔隙成因、孔隙演化、结构构造等; 对于岩浆岩要根据阴极发光与偏苯三甲酸三辛酯光对应观察，鉴定岩浆岩的矿物成分等; 变质岩主要鉴定其中主要矿物、次要矿物和其他矿物的成分，以及结构构造等内容; 火山碎屑岩要鉴定其中主要矿物、次要矿物的，其他矿物的发光颜色等。