張樹(shù)淮，鄭 楊，武育寧，明 星，牛煥友

ZHANG Shu-Huai,ZHENG Yang,WU Yu-Ning,MING Xing,NIU Huan-You

（中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心，武漢430205）

(Wuhan Center of China Geological Survey,Wuhan 430205,China)

磨拋光合成新材料在巖礦制片中的應(yīng)用

張樹(shù)淮，鄭 楊，武育寧，明 星，牛煥友

ZHANG Shu-Huai,ZHENG Yang,WU Yu-Ning,MING Xing,NIU Huan-You

（中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心，武漢430205）

(Wuhan Center of China Geological Survey,Wuhan 430205,China)

作者利用所研制出來(lái)的磨拋光合成新材料與傳統(tǒng)磨拋光工藝進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)多種最常使用的礦物或巖石的反復(fù)試驗(yàn)，結(jié)果表明合成新材料不僅大大提高了工作效率，還具有拋光速度快（所需時(shí)間僅為傳統(tǒng)工藝的1/3～1/2），而且拋光效果極佳（基本無(wú)糙面或麻點(diǎn)），經(jīng)久耐用，耗材極低和基本無(wú)巴盤(pán)打片現(xiàn)象。

巖礦制片；合成新材料；拋光效果對(duì)比；巖礦鑒定

巖石礦物是自然界中地質(zhì)作用形成的極為復(fù)雜的集合體。巖礦制片工藝是研究這種集合體的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。但由于巖礦集合體的復(fù)雜性和磨拋光材料的缺陷，存在著諸如材料耐磨性差、耗材大、磨拋光功效低、拋光難、環(huán)保性差等疑難問(wèn)題,長(zhǎng)期制約著行業(yè)發(fā)展和提高。

1 制片工藝中存在的問(wèn)題

1.1 巖礦標(biāo)本的不確定因素

在巖石制片過(guò)程中，由于其礦物組合的軟硬差異較大，導(dǎo)致上光速度的不同步。給巖礦制片工藝帶來(lái)許多困難。若稍有不慎，極易引起一些礦物出現(xiàn)凹凸感和丟失，由此導(dǎo)致巖礦測(cè)試的不準(zhǔn)確性時(shí)有發(fā)生。為此前人作了大量的工作，試圖解決以上問(wèn)題，但收效甚微。

1.2 以往磨拋光材料和工藝上的缺陷

傳統(tǒng)拋光工藝是在一金屬圓盤(pán)上粘附一層海軍呢（或帆布/羊毛氈等）組成拋光盤(pán)，然后使拋光盤(pán)高速旋轉(zhuǎn)并不斷往上添加拋光材料，以使處于拋光盤(pán)上的礦物（巖石）得到拋光。但當(dāng)拋光料對(duì)礦物（巖石）進(jìn)行拋磨時(shí)，也會(huì)與金屬盤(pán)上的海軍呢（或帆布/羊毛氈等）發(fā)生強(qiáng)磨擦而使之迅速破損，且在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中添加拋光料會(huì)使其中絕大多數(shù)被甩出而丟失。具有拋光盤(pán)易損壞、耗材多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、污染環(huán)境、拋光效果差和工效低等弊病。

2 新材料和新方法的應(yīng)用

針對(duì)巖礦制片磨拋光工藝中存在的問(wèn)題，我們查閱了有關(guān)磨拋光工藝材料、方法與文獻(xiàn)資料，并對(duì)以往所用材料與方法做了大量的研究與改進(jìn)，終于研制出一種高耐磨和高效拋光的新型復(fù)合材料，并獲得了中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的發(fā)明專利公告[1]，專利公布號(hào)為CN103240681A。

3 CN103240681A專利技術(shù)及其優(yōu)越性

該項(xiàng)發(fā)明是根據(jù)物體在磨拋光過(guò)程中的機(jī)械摩擦、物理和化學(xué)共同作用原理研制設(shè)計(jì)出的一種磨拋光用纖維合成材料。它通過(guò)由固體→液體→固體及恒溫等一系列轉(zhuǎn)化過(guò)程，從而使混合纖維基料與多種拋光劑、粘合劑、增加劑等最終形成一個(gè)均勻而富有彈性的有機(jī)整體——新型拋光復(fù)合材料。這種拋光合成新材料有效地避免了傳統(tǒng)材料和傳統(tǒng)工藝中對(duì)纖維基料造成嚴(yán)重磨損和拋光劑大量散失以及勞動(dòng)強(qiáng)度大等多種弊病，并大大提高了礦物巖石的上光速度（特別是摩氏硬度6級(jí)以上的礦物）。

4 拋光合成新材料的實(shí)際應(yīng)用效果

作者利用合成新材料與傳統(tǒng)的拋光方法進(jìn)行了對(duì)比。在對(duì)比中著重考慮了如下三種特殊情況：①為了觀測(cè)不同硬度礦物對(duì)拋光效果的影響，作者采集了石膏、方解石、螢石、黑鎢礦、黃鐵礦、石英等作為觀測(cè)試樣（圖版Ⅰ）；②為了觀察不同硬度礦物集合體在磨拋光中出現(xiàn)拋光不同步的現(xiàn)象，采集了宜昌周邊第三紀(jì)礫巖、白堊紀(jì)粉砂巖、粗砂巖、三峽壩區(qū)英云閃長(zhǎng)巖、混合巖和巖脈等作為觀測(cè)試樣（圖版Ⅱ）；③為了應(yīng)對(duì)生產(chǎn)中碰到的多種復(fù)雜標(biāo)本，采集了鄂西地區(qū)幾種含生物化石灰?guī)r以及玄武巖、頁(yè)巖、沉積型鐵礦石等（圖版Ⅲ）作為試樣。全部結(jié)果已列于表1和圖版Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（照片）。從表1和圖版可以看出，合成新材料不僅對(duì)各種礦物（巖石）拋光作用具有光潔如鏡的效果（完全沒(méi)有或極少有糙面和麻點(diǎn)），而且上光速度極快（所需拋光時(shí)僅為傳統(tǒng)方法材料的1/3～1/2），同時(shí)新的拋光材料特別經(jīng)久耐磨、不易損壞，拋光劑基本無(wú)損耗，操作中基本無(wú)巴盤(pán)打片現(xiàn)象，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。由于上光速度極快，從而減少了對(duì)低硬度礦物的過(guò)度拋光，這在一定程度上避免了硬度不同礦物集合體在拋光中出現(xiàn)凹凸感和不同步現(xiàn)象。又由于耗材極低，得以有效地避免環(huán)境污染等等。

經(jīng)過(guò)近年的實(shí)際應(yīng)用，合成新材料已在科研生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中，特別是流體包裹體研究[2]、礦相學(xué)研究、電子探針研究[3]以及古生物研究等方面發(fā)揮了重要作用，并具廣闊的應(yīng)用前景。

[1]張樹(shù)淮,牛煥友,鄭楊,武育寧,明星.一種磨拋光用纖維合成材料的制備方法[P].北京:中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局發(fā)明專利公告.2013.8.14.P504.CN103240681A.

[2]黃惠蘭,常海亮,李芳,張春紅,譚靖,周云.2012.西華山鎢礦床共生透明礦物與不透明礦物中流體包裹體的對(duì)比研究[J].礦床地質(zhì),31(6),1171-1173.

[3]牛煥友,常海亮,汪雄武.花崗巖中熔融包裹體恢復(fù)均勻化后探針片的磨制工藝[J].巖礦測(cè)試,2004,23(2):157-158.

Zhang S H,Zheng Y,Wu Y N,Ming X and Niu H Y.New grinding polishing materials used in thinsection preparation for rocks and minerals., 2014,30(1)∶58-63.

∶The author compares the new developed polishing materials with the traditional polishing techniques. By conducting experiments on several most common rocks and minerals over and over again,the author draws a conclusion that synthetic material can not only increase working efficiency,but also has advantages of fast polishing speed (which only cost one third or half time of traditional techniques),excellent polishing effects(almost no spot or scratch),good durability,lower wastage and few jammining phenomenon.

∶thin-section preparation;synthetic material;comparison of polishing effects;rock and mineral identification

表1 合成新材料與傳統(tǒng)方法（材料）拋光效果對(duì)比表Table 1 Comparison of new synthetic materials and traditional methods of polishing effect

圖版Ⅰ 單礦物試樣拋光片實(shí)物照片ChartⅠPolishing pellets of single minerals1-石膏；2-方解石；3-螢石；4-黑鎢礦；5-黃鐵礦；6-石英.1-gypsum;2-calcite;3-fluorite;4-blumite;5-pyrite;6-quartz.

圖版Ⅱ 巖石及巖脈拋光片實(shí)物照片ChartⅡPolishing pellets of different rocks1-礫巖;2-粉砂巖;3-粗砂巖;4-英云閃長(zhǎng)巖5-混合巖;6-方解石、石英脈.1-conglomerate;2-siltstone;3-gritstone;4-tonalite;5-migmatite;6-calcite-quartz vein.

圖版Ⅲ 生物灰?guī)r及其它巖石、礦石拋光片實(shí)物照片ChartⅢPolishing pellets of biolithite limestone and other rocks1～3-生物灰?guī)r；4-玄武巖；5-頁(yè)巖；6-鐵礦石.1～3-biolithite limestone;4-basalt;5-shale;6-iron ore.

P618.11

A

1007-3701(2014)01-058-06

10.3969/j.issn.1007-3701.2014.01.008

2014-01-14；

2014-02-15.

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查評(píng)價(jià)專項(xiàng)（1212011120148）.

張樹(shù)淮（1955—），男，高級(jí)工程師，主要從事礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)、巖石標(biāo)本加工、檢測(cè)和新材料研發(fā)等工作，E-mail：330145559@qq.com.