岩矿-粘土矿物鉴定方法

粘土矿物的鉴定方法用自然光、X射线、红外线和电子束等的电磁波照射到粘土矿物，或者将粘土矿物加热、冷却时会呈现出来一些特征变化，通过测试仪接收，把X射线粉晶衍射峰、红外线吸收峰、热谷峰等特性记录在记录纸上，通过研究粘土矿物的这些峰谷性质和图谱性质，来鉴别、鉴定粘土矿物。通常分为两类：一类：以化学成分、光学显微镜下能看到的性质、X射线粉晶衍射图、红外线吸收光谱、电子显微镜下观察到的性质和电子衍射图等，描述粘土矿物现存状态的一些特性，这些称为几何学（静的）的特征。二类：热学特征，加热变化所呈现的特性，称为动的性质。一、X射线衍射分析粘土矿物的X射线分析方法，广泛采用X射线粉晶法。有两种方法：1、照相法（设备简单、易操作、繁琐）2、X射线衍射仪法（自动化、方便、精度高、设备复杂X射线粉晶法测量步骤：1、把样品磨制成粉末，装入样品盒中，放入仪器中2、用X射线照射样品3、得到X射线衍射图4、分析图谱，鉴定粘土矿物。二、红外光谱分析法1、红外光谱分析原理当红外光线照射到样品上后，与样品中物质内原子间发生，并且与它频率相同的红外射线被吸收，红外光谱测量就是用仪器观察和记录这些吸收产生的峰谷，分析样品中矿物的原子间结合的性质，最后确定矿物名称。2、如何用红外光谱鉴定粘土矿物用红外吸收光谱研究粘土矿物——通常是通过分析粘土矿物基于H2O、（OH）的红外线吸收光谱来研究。例如，蒙脱石在

3300

～

3500cm

－1

附近有宽广的吸收谷；蛭石群在

3450cm

－1

的谷；埃洛石在3400

～

3570cm

－1

的谷都是由层间水H2O的伸缩振动引起的。再如，在1：1型的粘土

矿物中，由于层间结构之间的（

OH）的伸缩振动形成吸收谷。高岭石群中呈现有：

3690

～

3700cm

－1

、3650

～3660cm－1和3624～3628cm－1的三支吸收谷。如果是未知矿物的话，就可以根据这

些红外光谱图的分析，鉴定出矿物的名称。三、差热分析（DTA）1、差热分析的原理通过对粘土矿物进行加热使其发生加热变化，有脱水作用，随着这些变化而产生吸热的热量变化就会形成峰谷特征，研究这些峰谷特征的性质，就可以鉴定粘土矿物。如高岭石一般在500——600℃的脱水是由（OH）的脱出所引起的。2、粘土矿物的热峰谷特征常见温度到1000℃之间，DTA的主要峰类型大体上划分如下：（1）在100～200℃间表现明显的吸热（N1）谷者：埃络石、蒙脱石群、蛭石群、水铝英石、硅铁石、海泡石、坡缕石。主要是由于表面附着水、层间水、沸石水的脱水而引起的。（

2

）在900℃

附近表现放热峰（X）者：高岭石、绿泥石群、蒙脱石群、叶蛇纹石、云母粘土矿物。主要是由于加热物的在结晶作用引起的。（3）在放热峰X前面伴有连续吸热者：（N2）主要为矿物层间的八面体层或其它层的（OH）的脱水引起的。特点：随粘土矿物的大类（群）不同而有显著差异，同一群中的矿物（如高岭石群）也由于结晶程度、粒度、粒度分布不同而不同。四、电子显微技术分析（一）透射电子显微镜（TEM）（二）扫描电子显微镜（SEM）（一）透射电子显微镜（TEM）1、原理通过样品厚度较小的区域时，由于其散射角较小，大部分电子能通过光阑（小孔），使大部分电子参与成像，形成明暗反差大的电子显微图像。分别率2～3A，放大倍数可以达到几千倍——几十万倍。可以直接观测到原子和分子的结构图像和微区成分分析。2、如何鉴定矿物应用电镜照相及微区电子衍射，鉴定各种氧化铁的结晶形态和结构。由于氧化铁晶体的晶粒细小，密度大，对

会产生较强的散射，因而反差较强，易与其它

粘土矿物区别。Image

of

halloysite

from

NW

Turkey.多水高岭石，埃洛石Halloysite

tubes.

TEM

Photoscale

is0.5

µm

wide多水高岭石，埃洛石（二）扫描电子显微镜（SEM）1、原理入射电子与样品原子作用后，利用从样品表面反射回来的二次电子成像，可以得到接近于物体自然

状态的表面形貌。2、特点试样的

比透射电子显微镜简单。因此，应用很广。分别率可达60～100A，放大倍数可以从几十～一、二十万倍之间连续变化。所以扫描电镜中，可以先从低倍观察全貌，然后进行局部放大观察。3、鉴定矿物当转动样品的位置，可以很方便地在样品的三个方向成像，

感强，根据粘土矿物图像特征可以鉴定许多粘土

矿物。Chamosite

(Fe-chlorite)

rosett