矿物分离与鉴定[稻谷书苑]

1、第三章第三章 矿物分离与鉴定矿物分离与鉴定 1教学运用 第一节第一节 重砂样品的分析方法重砂样品的分析方法 淘洗所得的重砂样品，要采用各种分离和鉴定淘洗所得的重砂样品，要采用各种分离和鉴定 手段，以便对重砂矿物作出定量和定性的分析手段，以便对重砂矿物作出定量和定性的分析。 区测、普查阶段的重砂测量，其目的是圈区测、普查阶段的重砂测量，其目的是圈 定各种有用矿物的重砂分散晕和指出值得进一定各种有用矿物的重砂分散晕和指出值得进一 步工作的远景区，所以只要求对主要的重砂矿步工作的远景区，所以只要求对主要的重砂矿 物做出定性与半定量的分析物做出定性与半定量的分析。 在砂矿床普查评价或勘探阶段的重砂测量

2、，在砂矿床普查评价或勘探阶段的重砂测量， 其目的是对矿床作出远景评价或工业评价，因其目的是对矿床作出远景评价或工业评价，因 此要求对重砂样品作全面分析或者对某些主要此要求对重砂样品作全面分析或者对某些主要 有用矿物进行分析，要准确定量，为储量计算有用矿物进行分析，要准确定量，为储量计算 提供依据。提供依据。 2教学运用 一一 、重砂样品的分析程序、重砂样品的分析程序 分析程序，即为了顺利完成有用重砂矿物的 分析任务而拟定的一套对样品进行处理的流 程方案。重砂分析程序的拟定，主要应考虑 以下几个问题： 1.重砂取样的目的任务重砂取样的目的任务。这是拟定分析程序 的主要根据。拟定的程序应保证达到取

3、样的 目的，完成规定的任务。 2.重砂矿物组合特点重砂矿物组合特点。样品中重砂矿物组合 特点不同，重砂矿物的物理化学性质不一样， 分离与鉴定采取的方法和程序也不会相同。 3.效率高，成本低，设备简单，操作容易效率高，成本低，设备简单，操作容易。 3教学运用 4教学运用 二、重砂矿物的分离二、重砂矿物的分离 重砂矿物的分离是重砂矿物分析中的重要环重砂矿物的分离是重砂矿物分析中的重要环 节和先行步骤。节和先行步骤。在重砂样品中，一般含十多种 至数十种矿物，绝大多数为轻矿物，有用重矿 物只占很小部分，单纯依靠镜下观察难以鉴定， 因此，在重砂样品进行镜下鉴定前，按不同矿 物物理化学性质的差异，采用各种

4、分离手段和 选择性溶矿的方法，尽可能将有用矿物单独提 取出来，以便对有用重砂矿物作定性，定量分 析。 分离重砂矿物所依据的物理化学性质主要分离重砂矿物所依据的物理化学性质主要 有：比重，磁性，电性、表面性质，化学性有：比重，磁性，电性、表面性质，化学性 质等。质等。 5教学运用 （一）按矿物的比重分离（一）按矿物的比重分离 按矿物的比重分离，包括淘洗淘洗，吹扬吹扬，重液分离重液分离和 重熔体分离重熔体分离等 1.淘洗及吹扬淘洗及吹扬： 淘洗根据工具分为人工淘洗人工淘洗和机械淘洗机械淘洗两种。 人工淘洗是利用各种淘洗盘在水中进行人工操作的淘人工淘洗是利用各种淘洗盘在水中进行人工操作的淘 洗方法，

5、此法适用于野外条件下。洗方法，此法适用于野外条件下。工具轻便，成本低。 机械淘洗代替人工淘洗可以大大提高淘洗效率，减轻机械淘洗代替人工淘洗可以大大提高淘洗效率，减轻 劳动强度，消除人为误差。劳动强度，消除人为误差。常见的机械淘洗法有摇床摇床、 振摆流槽振摆流槽等。 吹扬法分离是借助于风力作用把不同比重的重砂矿物吹扬法分离是借助于风力作用把不同比重的重砂矿物 分离开来的一种方法。分离开来的一种方法。吹扬法分离受操作技术的熟练程 度，重砂矿物的粒度和比重差等因素的限制，未能在分 离工作中广泛采用，但是，在砂金分离工作中常用。适 用吹扬的粒度为：10.1毫米。目前常用而且效果好的 仪器有砂金曲管分离

6、仪砂金曲管分离仪和斜槽式砂金吹选机斜槽式砂金吹选机。 6教学运用 2.重液分离及重液离心分离重液分离及重液离心分离： 重液分离是以一定比重的液体作介质，在重液分离是以一定比重的液体作介质，在 容器中按比重来分离矿物容器中按比重来分离矿物。在重液中，比重 大于重液的矿物下沉、比重小于重液的矿物 就浮在重液的表面。重液分离就是利用一系重液分离就是利用一系 列比重不同的重液将不同比重的矿物分开的列比重不同的重液将不同比重的矿物分开的 一种分离方法。一种分离方法。选择重液时应考虑其比重较比重较 大，能与某种液体完全混合或稀释，并可重大，能与某种液体完全混合或稀释，并可重 新浓缩新浓缩；透明度高，粘度低

7、，性质稳定，不透明度高，粘度低，性质稳定，不 易分解，不与矿物起化学变化易分解，不与矿物起化学变化；毒性尽量小，毒性尽量小， 价格低廉价格低廉等。目前常用的重液是三溴甲烷， 四溴乙炔，杜列液和二碘甲烷。 7教学运用 3.重熔体分离重熔体分离 在密度较大的易熔盐熔融体中分离密度大的矿物在密度较大的易熔盐熔融体中分离密度大的矿物 的一种方法。的一种方法。将易熔盐放入试管或其他容器中将易熔盐放入试管或其他容器中, 加热加热,使之熔化使之熔化,再把矿样投入再把矿样投入,加热加热,使轻矿物上浮、使轻矿物上浮、 重矿物下沉。重矿物下沉。 常用的重熔体有硝酸银和硝酸亚汞，硝酸银的重常用的重熔体有硝酸银和硝酸

8、亚汞，硝酸银的重 熔体可使比重小于熔体可使比重小于4.1的矿物浮在表面，而比重的矿物浮在表面，而比重 大于大于4.1的矿物则下沉在底部，当温度下降后，的矿物则下沉在底部，当温度下降后， 则在试管中形成圆体柱，打破试管取出重熔体柱则在试管中形成圆体柱，打破试管取出重熔体柱 切开轻，重矿物部分，分别溶于硝酸中，再经处切开轻，重矿物部分，分别溶于硝酸中，再经处 理，即完成了重砂矿物的分离理，即完成了重砂矿物的分离。 重熔体分离因手续繁琐重熔体分离因手续繁琐,操作不便操作不便,只在个别情况只在个别情况 下采用下采用,不适宜大量分离样品。不适宜大量分离样品。 8教学运用 （二）按矿物磁性分离（二）按矿物

9、磁性分离 根据矿物的磁性强度，可将重砂矿物分为 强磁性强磁性，磁性磁性、弱磁性弱磁性和无磁性无磁性四部分，强强 磁性矿物又称为铁磁性矿物，如磁铁矿、磁磁性矿物又称为铁磁性矿物，如磁铁矿、磁 黄铁矿等，用普通永久磁铁就可以吸出。黄铁矿等，用普通永久磁铁就可以吸出。磁磁 性矿物和弱磁性矿物统称顺磁性矿物，即电性矿物和弱磁性矿物统称顺磁性矿物，即电 磁性矿物，如钛铁矿、假象褐铁矿、铌铁矿磁性矿物，如钛铁矿、假象褐铁矿、铌铁矿 和独居石等，通过电磁仪吸出。和独居石等，通过电磁仪吸出。无磁性矿物无磁性矿物 又称逆磁性矿物即电磁仪不能吸出的矿物，又称逆磁性矿物即电磁仪不能吸出的矿物， 如锆石、方铅矿等。如

10、锆石、方铅矿等。 9教学运用 1.磁选磁选： 磁选的目的是将强磁性矿物从样品中分 离出来。这类强磁性矿物不多，仅有磁铁 矿、钛磁铁矿、磁黄铁矿、方黄铜矿、铁 铂矿和自然铁等数种。由于重砂样品中大 部分含有一些强磁性矿物，所以在人工或 机械淘洗之后，应首先进行磁选。磁选的磁选的 工具是永久磁铁工具是永久磁铁。 2.电磁选电磁选 电磁选是对顺磁性矿物进行分离的一种 有效方法，它是通过各种型号的电磁仪来 完成的。 10教学运用 （三）按矿物的电性分离（三）按矿物的电性分离 根据矿物的导电性和电容性的不同而分离根据矿物的导电性和电容性的不同而分离 重砂矿物重砂矿物。日前常用的方法有静电分离静电分离与高

11、高 频介电分离频介电分离两种。 静电分离是基于重砂矿物的电学性质的差静电分离是基于重砂矿物的电学性质的差 异。因为不同的矿物在静电场中所受到的静异。因为不同的矿物在静电场中所受到的静 电力（吸引力或排斥力）不同，所以可把矿电力（吸引力或排斥力）不同，所以可把矿 物分离开来。物分离开来。 介电分离的特点是根据介电常数的差异来介电分离的特点是根据介电常数的差异来 分离矿物。它是当矿物颗粒处于介电溶液中，分离矿物。它是当矿物颗粒处于介电溶液中， 在非均匀的外电场作用下使矿物受到极化而在非均匀的外电场作用下使矿物受到极化而 引起运动，完成矿物分离的引起运动，完成矿物分离的。 11教学运用 （四）按矿物

12、的表面性质分离（四）按矿物的表面性质分离 按矿物表面性质进行分离的方法主要是浮 选法。浮选法是根据矿物的自然表面的物理浮选法是根据矿物的自然表面的物理 化学性质不同，在加进强选择性的浮选药剂化学性质不同，在加进强选择性的浮选药剂 作用下，使某种矿物浮游，则另外一些矿物作用下，使某种矿物浮游，则另外一些矿物 却受到抑制，从而使它们彼此分离。却受到抑制，从而使它们彼此分离。这种浮 选法分离重砂矿物是通过槽式浮选机进行的。 浮选机可分为挂槽式浮选机，单槽浮选机和 连续浮选机。 12教学运用 浮选槽浮选槽 13教学运用 浮选槽浮选槽 14教学运用 （五）按矿物的化学性质分离（五）按矿物的化学性质分离

13、按矿物的化学性质分离称的方法为化学分按矿物的化学性质分离称的方法为化学分 离法离法。重砂矿物分离常常遇到欲分离的矿物粒 度细小、成分复杂，矿物的物理性质相似，因 此仅用物理的方法是难以分开的。在这种情况 下，矿物的化学分离法则可弥补这一缺陷。 化学分离法的实质，是用某些化学试剂溶化学分离法的实质，是用某些化学试剂溶 解，而使欲提取的矿物尽可能不溶或少溶，故解，而使欲提取的矿物尽可能不溶或少溶，故 称这种方法为选择性化学溶解分离法称这种方法为选择性化学溶解分离法。其方法 的优点是分离纯度高，流程简单，操作简便等， 缺点是消耗试剂量多，成本高。 15教学运用 三、重砂矿物的常规鉴定方法三、重砂矿物

14、的常规鉴定方法 重砂矿物鉴定的目的是为了确定矿物名称、重砂矿物鉴定的目的是为了确定矿物名称、 含量及其特征，为综合找矿、综合评价、综合利含量及其特征，为综合找矿、综合评价、综合利 用及元素赋存状态的研究等提供实际资料。用及元素赋存状态的研究等提供实际资料。因而 重砂矿物鉴定是找矿勘探及科学研究工作中不可 缺少的重要内容之一。 就目前所知，重砂矿物分布广泛，从造岩矿 物到付矿物，从特种非金属矿物到金属矿物，从 稀有稀土矿物到铀钍矿物都有。对重砂矿物的 物理性质、化学性质等进行综合研究以确定矿物 的名称及其特征。重砂矿物一般比重大，颗粒小， 矿物呈单体，分散状态存在，有用矿物在整个样 品中含量又往

15、往比较低，因此重砂矿物鉴定经常 采用综合手段，以便确切的了解其性质。 16教学运用 重砂矿物鉴定的基本方法重砂矿物鉴定的基本方法是利用双筒显微双筒显微 镜，常用的辅助方法主要为微化分析、油镜，常用的辅助方法主要为微化分析、油 浸法，比重测定及萤光分析等方法浸法，比重测定及萤光分析等方法。 某些矿物因为鉴定困难，或因需要做详细某些矿物因为鉴定困难，或因需要做详细 矿物学方面的研究，则要挑选单矿物作矿物学方面的研究，则要挑选单矿物作X 光分析、差热分析、激光显微光谱分析、光分析、差热分析、激光显微光谱分析、 化学分析和电子探针、化学分析和电子探针、X射线显微分析等。射线显微分析等。 下面分别叙述各

16、种鉴定方法：下面分别叙述各种鉴定方法： 17教学运用 （一）双筒显微镜下重砂矿物鉴定方法（一）双筒显微镜下重砂矿物鉴定方法 鉴定可定出重砂矿物的名称、矿物的特征、磨圆程鉴定可定出重砂矿物的名称、矿物的特征、磨圆程 度等情况，掌握砂样的矿物共生组合，提供寻找原生矿度等情况，掌握砂样的矿物共生组合，提供寻找原生矿 床或富矿体的大致位置床或富矿体的大致位置。双筒显微镜鉴定内容包括： 1.矿物的晶体形态：矿物的晶体形态：矿物的晶形是受晶格构造与外部 生成条件的控制，如方铅矿呈立方体，黄铁矿呈立方体 或十二面体等。由于每种矿物具有一定的晶形特点，因 此可以作为观察鉴定矿物的依据之一。当外部生成环境 不同

17、时，同一种晶体的结晶习性可以不同，影响晶体生 长的因素有：温度、溶液浓度、正负离子的比例，杂质 及晶体在介质中的位置等等。 重砂矿物在表生带作用下，经搬运与磨蚀等，矿物往 往不能保持完整晶形，其完整程度与矿物本身的稳定性、 硬度、韧性、解理发育程度等有关，又与水流速度、搬 运距离有关。锆石因其稳定性高、硬度大、解理不发育， 经常保持好的晶形，经搬运距离大于100公里晶形仍然 完好。 18教学运用 2.矿物的外部特征：矿物的外部特征：矿物晶面条纹(横纹、纵纹或斜条 纹)，这种条纹是与晶体构造有一定关系的，因此晶面 条纹可作为矿物的鉴定征特。如石英、黄玉很相似，但 二者的晶面条纹明显不同。石英表面

18、具横纹，而黄玉具 纵纹；又如斜长石晶面上具双晶纹可与正长石相区别。 电气石、金红石等都具有纵纹；刚玉晶面上则有三组条 纹且相交成正三角形。 晶面条纹根据其形成的原固可分为两种：聚形条纹 （如电气石、黄铁矿等的晶面条纹）和双晶条纹（如斜 长石、方解石等的晶面条纹）。 矿物表面的凹穴与裂纹：有些矿物表面有小凹穴，如 钛铁矿可以借此特征区别于其它黑色矿物；榍石晶体常 常有不规则的裂纹，以区别其它相类似的矿物。 氧化薄膜：矿物的表面薄膜可以作为某些矿物的特征， 如黑钨矿表面常有铁钨华的薄膜。钛铁矿、金红石、榍 石等表面常有白钛石薄膜。 19教学运用 3.矿物的连生体：矿物的连生体：在矿物晶体中常常可以

19、看到 相互连生在一起而有规律排列的连生体，如双 晶和平行连生等。 4.颜色：颜色：矿物颜色是重砂鉴定中最直观的物理 性质，矿物学中一般将矿物颜色分为三大类： 自色自色、他色他色和假色假色。在鉴定重砂矿物颜色时也 一定要首先区别出是自色、他色和假色。 自色是矿物自身固有的颜色，这种颜色决定自色是矿物自身固有的颜色，这种颜色决定 于矿物内部的性质，颜色一般不变，可作为矿于矿物内部的性质，颜色一般不变，可作为矿 物鉴定的特征之一物鉴定的特征之一。如辰砂为红色，孔雀石为 翠绿色，兰铜矿为兰色、黄铜矿为黄色，钛铁 矿为黑色。 20教学运用 他色是由于外来带色杂质的机械混入所造成他色是由于外来带色杂质的机

20、械混入所造成 的，此种颜色常常不均匀，它与矿物本身性的，此种颜色常常不均匀，它与矿物本身性 质无关，如水晶有紫色、黄色、玫瑰色、烟质无关，如水晶有紫色、黄色、玫瑰色、烟 色等，这种颜色不能作为矿物鉴定的特征色等，这种颜色不能作为矿物鉴定的特征。 假色为某些透明矿物或不透明矿物表面常假色为某些透明矿物或不透明矿物表面常 出现的晕色或锖色、变色等。出现的晕色或锖色、变色等。 鉴定矿物的颜色应观察新鲜面，描述要确 切，当矿物呈单色时，应分出深浅，若矿物 不是单色，一般采用“先次后主”的描述方 法。 21教学运用 5.条痕：条痕：条痕是矿物粉未的颜色条痕是矿物粉未的颜色。在重砂鉴 定中把要测的矿物挑选

21、在玻璃上压碎，观察 其粉未颜色，此种颜色对矿物来说比较稳定， 故用其鉴定矿物常常比颜色可靠，它可以取 消假色，减弱他色，保存自色。有些矿物颜 色与条痕相同，有的则不同，如黄铜矿为铜 黄色而条痕为绿黑色。 条痕主要用于鉴定不透明矿物和半透明矿条痕主要用于鉴定不透明矿物和半透明矿 物，对无色、浅色透明矿物意义不太大。物，对无色、浅色透明矿物意义不太大。 22教学运用 6.光泽光泽：矿物表面对光线的反射能力称为光 泽，按其强弱分为四级：金属光泽金属光泽、半金属半金属 光泽光泽、金刚光泽金刚光泽及玻璃光泽及玻璃光泽。 在描述矿物光泽时，往往根据光泽本身的 特征又分为下列几种。 A、油脂光泽和树脂光泽；

22、 B、蜡状光泽； C、土状光泽； D、丝绢光泽和珍珠光泽。 23教学运用 观察矿物光泽时应注意下面几个问题： A、观察光泽要在晶面、解理面及新鲜、观察光泽要在晶面、解理面及新鲜 断口处观察断口处观察。 B、观察时要以自然光或日光灯作光源。、观察时要以自然光或日光灯作光源。 C、观察重砂矿物的光泽应与手标本观、观察重砂矿物的光泽应与手标本观 察一致，所以就应当熟练地掌握手标本的察一致，所以就应当熟练地掌握手标本的 各种光泽特征，这样才能正确地定出重砂各种光泽特征，这样才能正确地定出重砂 矿物的光泽。矿物的光泽。 24教学运用 7.透明度透明度：透明度即光线透过矿物的程度透明度即光线透过矿物的程度

23、。一 般分为透明的、半透明的、不透明的三类。透 明度常受颜色影响，因此观察时，某些矿物需 压碎后观察。 透明度透明度透明透明半透明半透明不透明不透明 光泽光泽玻璃玻璃-金刚光泽金刚光泽半金属光泽半金属光泽金属光泽金属光泽 颜色颜色无色无色浅色浅色-深色深色金属色金属色 条痕条痕无色或白色无色或白色浅色浅色-深色深色金属色金属色 矿物的颜色、条痕、光泽与透明度之间的相互关系矿物的颜色、条痕、光泽与透明度之间的相互关系 25教学运用 8.8.解理和断口解理和断口：解理是矿物受力后沿一定结晶方向分裂解理是矿物受力后沿一定结晶方向分裂 成的光滑平面成的光滑平面。不同的矿物具有不同的解理，根据解理 的程

24、度不同可分为五级五级： 极完全解理极完全解理：可劈成薄层，解理面有珍珠光泽，如 云母类矿物。 完全解理完全解理：能劈成板状，厚板状。如方铅矿等。 中等解理中等解理：受力后，不易按一定方向裂开，碎块上 既可见解理，亦可见断口，解理面不连续，如角闪石、 辉石等。 不完全解理不完全解理：解理面少见，如磷灰石、白钨矿等。 无解理无解理：矿物压碎后，不按一定方向裂开。 断口是矿物受力后，产生不规则的破裂断口是矿物受力后，产生不规则的破裂。按断口的 形状可分为：贝壳状断口贝壳状断口，平坦状断口平坦状断口、不平坦状断口不平坦状断口、 参差状断口参差状断口等。 26教学运用 9.9.硬度硬度：硬度是矿物抵抗外

25、来机械作用的能力硬度是矿物抵抗外来机械作用的能力。 由于重砂矿物颗粒小，矿物不能用互相刻划的方法 来测硬度，因而只能凭经验和感觉确定，其方法是将被 测矿物放在两块载玻璃片之间，用力压使其破碎，根据 用力大小，矿物破碎的声音及在玻璃片上留下的刻痕确 定重砂矿物的硬度范围，一般分为三级三级： 低硬度低硬度：矿物硬度小于3，矿物稍受力即成粉未粘在 玻璃片上，没有声音，无刻痕。 中等硬度中等硬度：矿物硬度介于35之间，矿物受较大的 压力裂成碎片及细粉未，压碎时发出闷哑的破裂声，玻 璃片上也无刻痕。 高硬度高硬度：矿物硬度大于5，矿物受很大的压力才能破 碎，并发出尖锐的裂开声，并使玻璃片上留有刻痕。 要

26、测定矿物的绝对硬度，则需用显微硬度仪测定要测定矿物的绝对硬度，则需用显微硬度仪测定。 27教学运用 10.10.延展性、脆性、弹性延展性、脆性、弹性：矿物受压或拉力矿物受压或拉力 后，颗粒不碎裂而发生形变，如变为薄片或后，颗粒不碎裂而发生形变，如变为薄片或 细丝的性质称为延展性。细丝的性质称为延展性。如自然金。 矿物在两玻璃片之间加压后立即碎裂的性质矿物在两玻璃片之间加压后立即碎裂的性质 称为脆性称为脆性。如辰砂等。 当矿物在外力作用下改变其原来形状（如呈当矿物在外力作用下改变其原来形状（如呈 弯曲状），当外力去掉后又恢复其原形的性弯曲状），当外力去掉后又恢复其原形的性 质称为弹性质称为弹性。

27、如云母等。 28教学运用 11.11.包裹体包裹体：包裹体是包含在矿物晶体内部的包裹体是包含在矿物晶体内部的 矿物或固体杂质矿物或固体杂质。根据包裹体的排列可分以 下几种： A、环状包体：包体排列成环带状，并与晶 体外形平行。 B、中央包体：包体排列在晶体的中心部分。 C、边际包体：包体分布在晶体的边缘部分。 D、不规则包体：包体在晶体内无定向排列。 29教学运用 12.12.矿物磨圆度矿物磨圆度：指矿物在风化搬运过程中所指矿物在风化搬运过程中所 经受磨损的情况经受磨损的情况。一般分为五级： A A、尖棱角伏、尖棱角伏：极少或没有被磨损，矿物本 身具有棱角或在断口处有尖锐之棱角。 B B、次棱

28、角状、次棱角状：矿物表面显示出有被磨损的 痕迹，但矿物颗粒仍保持原来的形状。 C C、次圆状、次圆状：有显著磨损，但仍能看出局部 保留的棱角。 D D、圆状、圆状：显示出明显的磨损，角与棱常被 磨损为圆滑的曲线。 E E、滚圆状、滚圆状：矿物颗粒原来的棱角全部被磨 损，矿物外形近似球状 30教学运用 （二）（二）重砂矿物油浸鉴定法重砂矿物油浸鉴定法 油浸法主要是用浸油来测定矿物的折射率油浸法主要是用浸油来测定矿物的折射率。 它是一种简便有效的晶体光学研究法，也是透 明的重砂矿物鉴定的主要辅助方法。这种方法 的实质就是利用已知折射率的油浸液与测定矿 物的折射率进行比较，以求出矿物的折射率。 在重

29、砂矿物鉴定中是把矿物浸没于已知折射率 的油浸液中，制成油浸薄片。这种油浸薄片在 偏光显微镜下不仅可以准确测定重砂矿物的折 光率，而且还可观察各种光学性质，如突起、 颜色、多色性、延性、消光角、干涉色、双晶 和轴性以及光性符号等。 31教学运用 红宝石与相似宝石鉴别表（据红宝石与相似宝石鉴别表（据BWBW安德逊，安德逊，19711971，19801980） 名称名称硬度硬度比重比重折光率折光率重折率重折率二色性二色性 红宝石红宝石9 93.993.991.764-1.7721.764-1.7720.0080.008明显明显 锆石锆石7.57.54.694.691.925-1.9841.925-1

30、.9840.0590.059弱弱 贵榴石贵榴石7.57.53.9-4.23.9-4.21.76-1.811.76-1.81 均质体均质体 镁铝榴石镁铝榴石7.57.53.7-3.93.7-3.91.74-1.761.74-1.76 均质体均质体 尖晶石尖晶石8 83.603.601.721.72 均质体均质体 黄玉黄玉8 83.533.531.63-1.641.63-1.640.0080.008个别有个别有 电气石电气石7 73.043.041.62-1.641.62-1.640.0180.018明显明显 32教学运用 部分矿物鉴定特征部分矿物鉴定特征 矿物种类矿物种类硬度硬度比重比重折射率折

31、射率双折射率双折射率偏光镜下特征偏光镜下特征 海蓝宝石海蓝宝石7.57.52.67-2.902.67-2.901.560-1.6001.560-1.6000.0060.006四次明暗变化四次明暗变化 锆石锆石7.57.54.694.691.926-1.9851.926-1.9850.0590.059无无 磷灰石磷灰石5 53.183.181.630-1.641.630-1.640.0030.003四次明暗变化四次明暗变化 红柱石红柱石7.57.53.1-3.23.1-3.21.64-1.651.64-1.65 二色性二色性 榍石榍石3.523.52 0.082-0.1350.082-0.135

32、 锡石锡石6.956.95 0.096-0.0980.096-0.098 水晶水晶2.652.651.544-1.5531.544-1.5530.0090.009明二色性明二色性 锂辉石锂辉石3.183.181.66-1.6781.66-1.6780.0060.006 绿柱石绿柱石2.7-2.92.7-2.91.581.580.018-0.0360.018-0.036 33教学运用 （三）重砂矿物化学定性分析法（三）重砂矿物化学定性分析法（微化分析） 重砂矿物的化学定性分析法简称为微化 分析，它是在双目显微镜下鉴定的基础上常 用的主要辅助方法。其特点是用少量的矿物， 微量的试剂，简单的操作，达

33、到迅速了解和 验证矿物中某些特征元素是否存在的有效方 法。这种方法不仅定性地确定某种元素的存 在，而且可以粗略地对比和估计其含量。微 化分析的主要方法有：点滴反应点滴反应（沉淀反应、 溶液反应），薄膜反应薄膜反应，珠球反应珠球反应，火焰反火焰反 应应和粉未反应粉未反应等。 34教学运用 （四）矿物发光分析法（四）矿物发光分析法 发光分析是矿物受到外界能量发光分析是矿物受到外界能量（如 紫外线、阴极射线、伦琴射线等）的激的激 发后而产生的发光现象。发后而产生的发光现象。 这种鉴定方法对某些发光矿物如白 钨矿、金刚石、锆石、磷灰石、萤石和 独居石等是定性的重要手段之一。 35教学运用 （五）矿物比

34、重的测定法（五）矿物比重的测定法 比重是矿物的重要物理常数之一。比重的比重的 大小能反映矿物的化学成分和结构构造特点，大小能反映矿物的化学成分和结构构造特点， 所以比重的测定是鉴定矿物的一项重要辅助所以比重的测定是鉴定矿物的一项重要辅助 手段，尤其是对类质同象系列的矿物更有重手段，尤其是对类质同象系列的矿物更有重 要的意义。要的意义。如铌钽铁矿中的铌和钽常常以类质 同象置换，其含量比值可任意变化的。铌与钽 的含量变化直接影响矿物的比重变化，故测定 其比重就可以确定铌和钽在铌钽铁矿中的大致 含量。 36教学运用 四、四、大型仪器大型仪器 在矿物鉴定时，常规鉴定仪器有时不能满足 要求，这时采用大型

35、仪器常可解决问题。因此， 国、内外大的矿物鉴定机构、实验室、研究所 均备有各类大型仪器以做鉴定、研究之用。 （一）红外光谱仪（一）红外光谱仪 1、方法原理：物质的分子在红外线的照射 下，吸收与其分子振动、转动频率一致的红外 光。利用物质对红外光区电磁辐射的选择性吸 收，对珠宝玉石的组成或结构进行定性或定量 分析。 37教学运用 4、应用 (1)矿物品种（物相）的鉴别 如钻石、矽线石、透辉石，可采用红外显微镜反射 法测定矿物的频振动鉴别。 (2)钻石中杂质原子的存在形式及类型划分 当钻石晶格中存在少量的N、B、H等杂质原子时，可 使钻石的物理性质如颜色、导热性、导电性等发生明显 的变化。基于红外

36、吸收光谱特征，有助于确定杂质原子 的成分及存在形式，并作为钻石分类的主要依据之一。 (3)测试矿物中的羟基（又称氢氧基。是由一个氧原又称氢氧基。是由一个氧原 子和一个氢原子相连组成的一价，为子和一个氢原子相连组成的一价，为HOHO- -）、水分子以 鉴别天然与合成。 如祖母绿与助熔剂法祖母绿及水热法祖母绿的鉴别。 欧泊、合成欧泊、紫晶、合成紫晶等。 38教学运用 （二）拉曼光谱仪（二）拉曼光谱仪 1、方法原理 光照射在物质上，除按几何规律传播的光线之外， 还存在散射光，其中非弹性的拉曼散射光，能提供分子 振动频率的信息。拉曼光谱能迅速定出分子振动的固有 频率，判断分子的对称性，分子内部作用力的

37、大小及一 般分子动力学的性质，能无损快速地鉴定珠宝玉石及其 内部包体或填充物。 2、应用 (1)包裹体研究 可分析距矿物表面5mm范围内的包体， 固相与流体包体均可确定其成分、成因等。 （2）相似矿物的鉴定 由于各硅酸盐类宝石中分子的 基团的特征振动频率存在明显差异，导致各自拉曼光谱 的表征不一。 39教学运用 （三）（三）电子探针电子探针 1、方法原理 电子探针x射线显微分析仪是微区化学成分 分析法，可在一个微米级的范围内用电子束激 发样品产生特征x射线信号，其波长、强度分 别与元素的种类和浓度（含量）相关，从而进 行定性、定量分析。 电子探针成分分析一般是借助于入射电子 束, 作用于样品表

38、面产生的特征X射线的波长 和强度来实现的。 40教学运用 2.应用 (1)鉴定矿物的种类 如石榴石的种属， 如镁铝-锰铝石榴石等成分分析可准确确 定 (2)探讨矿物的生长环境 结合x射线透射形貌分析，得到了颜色 分带，结构分带与组成分带三者之间的 对应关系，并定量地推断出晶体生长的 全过程。 (3)矿物中包裹体的鉴定。 41教学运用 （四）（四）X X射线荧光光谱仪射线荧光光谱仪 1、方法原理 X射线荧光光谱是通过x射线管发出的初级x射线激发 样品中的原子，产生的荧光X射线通过探测器的测量， 记录其波长和强度，进行元素的定性、定量分析：X射 线(0.001-10nm)是一种波长很短的电磁波，介

39、于紫外 线和r射线之间。只要测出荧光X射线的波长，就可以知 道元素的种类，这就是荧光X射线定性分析的基础。此 外，荧光X射线的强度与相应元素的含量有关，据此， 可以进行元素定量分析。 X X光荧光（光荧光（XRFXRF）光谱产生的原因是：荧光的产生是由）光谱产生的原因是：荧光的产生是由 于初始于初始x x射线光子能量足够大，以致可以在样品中产生射线光子能量足够大，以致可以在样品中产生 电子一空穴，导致二次辐射（荧光）的产生。电子一空穴，导致二次辐射（荧光）的产生。 42教学运用 2.应用 (1)贵金属首饰成色检测 如使用241Am放射性同位素源，适合于激发能 量较高的Au、Ag、Pt、Pd荧光

40、，可用于贵金属 成色分析。 (2)测定矿物中主元素，鉴别外观相似的矿物。 (3)测定矿物石中微量元素，鉴别矿物的亚种。 如红宝石波谱图上出现铬和铝峰； 蓝宝石波谱图上出现铝、铁和钛峰。 43教学运用 （五）阴极射线发光仪（五）阴极射线发光仪 1、方法原理 通过电子束轰击样品使之发光，以研究其成 分，晶体形态及二者相互关系等特征。 阴极发光是从阴极射线管发出的具有较高能 量的加速电子束激发矿物的表面，电能转化为光 辐射而产生的发光现象。 可以利用阴极发光的颜色及其强度等信息，研 究矿物晶格中的缺位(如电子-空穴心)以及杂质 离子。不同成因的矿物在电子轰击下会发出不同 颜色或不同强度的可见光，同时

41、一些与生长环境 有关的晶体结构或生长纹也可得到显示。因此， 其可以用来鉴定宝玉石矿物，确定矿物中微量杂 质离子的种类、价态、配位体的对称性。 44教学运用 2.应用 (1)鉴别相似的矿物 (2)鉴别天然矿物与合成矿物 (3)研究矿物的形成环境与成因等 45教学运用 （六）扫描电镜（六）扫描电镜（SEMSEM） 电子显微镜电子显微镜：是指利用高速运动的电是指利用高速运动的电 子束来代替光波的一种显微镜子束来代替光波的一种显微镜。一般光 学显微镜不能分辨小于其照明光源波长 一半的微细结构。由于电子束具有波动 特性，其波长仅为可见光波的十万分之 一（约0.05），故大大提高了显微镜的 分辨本领，能观

42、察宝玉石等物质的极为 微细的结构状态，以及其表面微细缺陷 观察和内部包裹体研究等。 46教学运用 电子显微镜的类型主要有：透射电子显微镜, 扫描电子显微镜（SEM） 1 1、透射电子显微镜、透射电子显微镜 即通常所说的电子显微镜。其主要由光学系 统、真空系统、供电控制系统和辅助系统等四 大部分组成。电子光学系统是电子显微镜的主 要组成部分，其工作原理与光, 学显微镜相似， 电子枪连续发射电子束，就相当于光学显微镜 的光源；电磁透镜相当于光学透镜。整个电子 显微镜的工作系统处于真空之中。由电子枪发 射出的电子束穿过极薄的宝玉石透明样品，经 电磁透镜聚焦后，即可在荧光屏上显示出被放 大的图象。 4

43、7教学运用 2 2、扫描电子显微镜（、扫描电子显微镜（SEMSEM） 扫描电子显微镜由电子光学系统、扫描系统、信号 检测系统、样品室和样品台、真空系统等组成。它兼 具有电子显微镜、电子探针分析仪、电子衍射分析仪 的性能，可利用高能电子束轰击宝玉石样品后所产生 的二次电子、背散射电子、吸收电子、透射电子等作 为信息，从而对样品的微观表面形态和结构进行观察 及研究。它也可以利用其产生的特征X射线，通过能 谱仪分析其能量或波长，以获得被测宝玉石矿物的化 学成分及其相对含量。放大倍数10万30万倍 高能电子束与样品相互作用并从样品中激发出各种 信息。对于宝石工作者，最常用的是二次电子、背散 射电子和特

44、征X射线。（做形貌观察主要用二次电子 和背散射电子） 扫描电子显微镜除了可运用于宝玉石的表面形貌外， 它经常带能谱（EDS）做成分分析。 48教学运用 （七）（七）X X射线衍射仪射线衍射仪 1、方法原理： 由于X射线的波长与结晶物质内部的原子(或 离子)大小相近，因此可产生定向反射-衍射， 据衍射图样可对结晶质的晶体结构及物相进行 鉴别。 2.应用 (1)确定矿物种属； (2)鉴别同质多象矿物蓝晶石、红柱石、矽线石 等； (3)测定矿物晶胞参数等； (4)鉴别粘土矿物，如地开石、高岭石、珍珠陶 土等 。 49教学运用 第二节第二节 重砂矿物定量方法重砂矿物定量方法 对自然重砂或人工重砂矿物，

45、除进行定性定性 分析分析外，还必须对有用矿物进行定量分析定量分析， 这是重砂矿物分析的主要目的，根据有用矿 物的含量来评价异常的找矿意义，指出找矿 勘探的方向。因此，选择可靠的定量方法是 综合找矿、综合评价，综合研究的关键。 重砂矿物品位的表示方法有两种重砂矿物品位的表示方法有两种：自然自然 重砂中有用矿物一般以重砂中有用矿物一般以g/mg/m3 3表示表示；人工重砂人工重砂 中有用矿物一般以中有用矿物一般以g/tg/t值表示。值表示。 50教学运用 重砂矿物的定量方法较多，主要方法有主要方法有：重量法重量法、颗粒统颗粒统 计法计法、目估法目估法，其次还有提纯目估法、光薄片法、化学定其次还有提

46、纯目估法、光薄片法、化学定 量及光谱定量法等量及光谱定量法等。工作中具体选择定量方法，则决定于 不同的地质工作阶段和不同的目的要求，例如表所示： 方法方法 样品类型样品类型 有有 用用 矿矿 物物 伴生矿物伴生矿物 主要主要辅助辅助 普查自然重砂样普查自然重砂样颗粒法目估法颗粒法目估法 重量法、提纯目重量法、提纯目 估法、平均重量估法、平均重量 统计法统计法 目估法目估法 勘探自然重砂样勘探自然重砂样 颗粒统计法重量颗粒统计法重量 法，提纯目估定法，提纯目估定 量法量法 重量法、提纯目重量法、提纯目 估法、平均重量估法、平均重量 统计法统计法 目估法、相关分目估法、相关分 析法析法 51教学运

47、用 一、重量法一、重量法 重量法是最基本的方法，它是利用各种性重量法是最基本的方法，它是利用各种性 质上的差异将各重砂矿物分离出来，直接在精质上的差异将各重砂矿物分离出来，直接在精 密的天平上称重，然后计算有用矿物品位，密的天平上称重，然后计算有用矿物品位， （g/Mg/M3 3或或g/tg/t）。）。此种方法精度高，效率低， 一般贵金属如金、铂及非金属矿物如金刚石等 常用此种方法。 52教学运用 二、颗粒统计法二、颗粒统计法 这是一种在重砂中广泛采用的定量方法，一 般在区测、普查及了解砂矿的矿物组时都可采用。 它是统计各种矿物的颗粒数，以求有用矿物含量 的方法。其步骤： 1.经过筛分后，从某

48、部分取出5001000颗粒， 分别统计各矿物的颗粒数，分别统计各矿物的颗 粒，求该部分矿物百分数(a) Wa有用矿物的颗粒数； N所有矿物颗粒总数。 %100 N W a a 53教学运用 2.求其余矿物平均比重（b） 根据全分析样品资料以及各矿物比重计算： a1d1a2d2+andn-样品中除定量矿物外的 各种矿物颗粒百分数和比重 A1+A2+An-除定量矿物外的各种矿物的颗 粒数 n nn AAA dadada b 21 2211 54教学运用 3.求有用矿物的重量百分比 将有用矿物颗粒百分比换算成重量百分比 A-定量矿物的重量百分比（）； a-定量矿物的颗粒百分比（）， d一定量矿物的比

49、重； b一其余矿物的平均比重。 )100( 100 % abad ad A 55教学运用 当尚未求出其余矿物的平均比重时，有用矿物 的重量百分比可用下式计算 A、B、N-为各矿物的颗粒数； da、db、dn-分别为各种矿物的比重。 nba a NdBdAd Ad A % 56教学运用 4.求某部份有用矿物的重量 Q1P1A Q1-某部份有用矿物的重量（克）； P1-某部分的重量（克）。 5.求重砂样品中有用矿物总重量（Q） QQ1+Q2+Qn Q1+Q2+Qn-各部分有用矿物重量（克） 如样品经过缩分，则为： Q=(Q1+Q2+Qn)2n n-缩分次数 Q即为重砂样品中有用矿物的重量。 57教

50、学运用 三、目估法三、目估法： 在初步找矿阶段多用目估法初步定量。在双 目镜下视域内被测矿物所占面积百分比。 一般必须目估510个视域，取其平均值。 目估精度低，但效率高，简便，熟炼的重目估精度低，但效率高，简便，熟炼的重 砂鉴定人员常使用，仍能保证精度要求砂鉴定人员常使用，仍能保证精度要求。 四、四、体重法体重法 当砂样组合简单时，砂样的体重（比重） 随定量矿物含量的变化而有规律地变化，可 以根据砂样体重与有用矿物含量的变化作出 图来，然后可以根据砂样体重在图上查出定 量矿物的含量（品位）。 58教学运用 品位计算： 根据以上几种定量方法求出有用矿物在重砂中的 重量Q，则可求出有用矿物在砂样

51、中的品位。 品位计算步骤 （1）品位为单位体积内含有定量矿物的重量 C=Q/V (g/m3) C-定量矿物的品位； Q-重砂中定量矿物的总重量； V-重砂样品的原始体积。 （2）品位可用重量百分比表示（） CQ/Q0 Q0-砂样的原始重量（克）。 59教学运用 先从先从矿物外表可以观察到的特征入手，矿物外表可以观察到的特征入手， 然后然后根据所涉问题的性质和精度要求，根据所涉问题的性质和精度要求， 再再选用适宜的方法做进一步工作。选用适宜的方法做进一步工作。 1 步骤步骤 1.1 样品的挑选样品的挑选 按各种测试方法的规范要求，并考虑样品的代表性。按各种测试方法的规范要求，并考虑样品的代表性。

52、 1.2 肉眼观察肉眼观察 首先首先应对它的外表特征（晶形、晶面细节等）和各种物应对它的外表特征（晶形、晶面细节等）和各种物 理性质进行细致观察。理性质进行细致观察。 60教学运用 并并密切注意它的共生矿物，充分利用矿物的共生规律，密切注意它的共生矿物，充分利用矿物的共生规律， 以作出初步判断。以作出初步判断。 进而进而分析它的特殊性，选用适当的方法进一步鉴定，分析它的特殊性，选用适当的方法进一步鉴定， 最后最后综合各种特征综合各种特征，作出恰当的鉴定结论。作出恰当的鉴定结论。 2 鉴定和研究矿物的主要方法鉴定和研究矿物的主要方法 方法多种多样。常见有化学方法、物理方法、方法多种多样。常见有化

53、学方法、物理方法、 物理化学方法物理化学方法 2.1 鉴定和研究矿物的化学方法鉴定和研究矿物的化学方法 这类方法包括简易化学分析和化学全分析：这类方法包括简易化学分析和化学全分析： 61教学运用 2.1.1 简易化学分析法简易化学分析法 化学分析：化学分析： 就是以少数几种药品，通过简便的试验操作，就是以少数几种药品，通过简便的试验操作， 能迅速性地检验出样品（待定矿物）所含的主能迅速性地检验出样品（待定矿物）所含的主 要化学成分，达到鉴定矿物的一种方法要化学成分，达到鉴定矿物的一种方法。 斑点法斑点法 ： 这一方法是将少量待定矿物的粉末溶于溶剂这一方法是将少量待定矿物的粉末溶于溶剂 （水或酸

54、）中，使矿物中的元素呈离子状态，（水或酸）中，使矿物中的元素呈离子状态， 然后加微量试剂于溶液中，根据反应的颜色来然后加微量试剂于溶液中，根据反应的颜色来 确定元素的种类确定元素的种类。这一试验可在白瓷板玻璃板这一试验可在白瓷板玻璃板 或滤纸上进行。此法对金属硫化物及氧化物的或滤纸上进行。此法对金属硫化物及氧化物的 效果效果 较好。较好。 珠球反应：珠球反应： 这是测定变价金属元素的一种灵敏而简易的方这是测定变价金属元素的一种灵敏而简易的方 法法。借反应后得到的高价态和低价态离子的颜借反应后得到的高价态和低价态离子的颜 色来判定为何种元素。色来判定为何种元素。 62教学运用 显微化学分析法显微

55、化学分析法 先将矿物制成溶液，取溶液置载玻片，先将矿物制成溶液，取溶液置载玻片， 然后加适当的试剂，然后加适当的试剂，在显微镜下观察在显微镜下观察 反应物的晶形和颜色反应物的晶形和颜色，来鉴定矿物。，来鉴定矿物。 2.1.2 化学全分析化学全分析 包括定量和定性的系统化学分析。包括定量和定性的系统化学分析。需需 要较多的设备和试剂，需要较多较纯要较多的设备和试剂，需要较多较纯 的样品，需要较高的技术和较长的时的样品，需要较高的技术和较长的时 间间。在此之前，必须进行光谱分析。在此之前，必须进行光谱分析。 2.2 鉴定和研究矿物的物理方法鉴定和研究矿物的物理方法 这类方法是以物理学的原理为基础，

56、这类方法是以物理学的原理为基础， 借助各种仪器，以鉴定和研究借助各种仪器，以鉴定和研究 矿物的矿物的 各种性质。主要有：各种性质。主要有： 63教学运用 2.2.1 偏光和反光显微镜鉴定法偏光和反光显微镜鉴定法 利用晶体的光学性质而制定的一种鉴定和研究方法。利用晶体的光学性质而制定的一种鉴定和研究方法。 透明矿物透明矿物薄片偏光显微镜。薄片偏光显微镜。 不透明矿物不透明矿物光片反光显微镜光片反光显微镜 2.2.2 电子显微镜研究法电子显微镜研究法 适宜于研究一微米以下的微粒矿物。适宜于研究一微米以下的微粒矿物。尤其研究粒度小尤其研究粒度小 于于5微米的具有高分散度的黏土矿物最为有效。微米的具有

57、高分散度的黏土矿物最为有效。 悬浮法制样电镜下观察荧光屏矿物图像晶形轮悬浮法制样电镜下观察荧光屏矿物图像晶形轮 廓、晶面特征、连晶形态。廓、晶面特征、连晶形态。 若利用超高压电子显微镜，可直接观察晶体结构和晶若利用超高压电子显微镜，可直接观察晶体结构和晶 体缺陷。体缺陷。 2.2.3 X射线分析射线分析 64教学运用 原理原理 这一方法是基于这一方法是基于X射线的波长与结晶矿物内部质点间的射线的波长与结晶矿物内部质点间的 距离相近，属于同一个数量级距离相近，属于同一个数量级 ，当，当X射线进入矿物体射线进入矿物体 后可以产生衍射。后可以产生衍射。 方法方法 应用应用X射线鉴定和研究矿物，有两种方法：射线鉴定和研究矿物，有两种方法： （1）一是单晶法，）一是单晶法，利用利用X射线的衍射效应射线的衍射效应来测定晶体的晶胞来测定晶体的晶胞 参数、空间群以及各个原子（或离子）在参数、空间群以及各个原子（或离子）在 晶胞内具体位置的一种方法。晶胞内具体位置的一种方法。 （2）二是多晶体法）二是多晶体法，通称，通称粉末法粉末法，只要有少量结晶粉末即可。，只要有少量结