楊 幼,尹 婷,夏麗麗
(湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊(duì),湖北大冶435100)
根據(jù)國(guó)際礦物學(xué)協(xié)會(huì)(IMA)網(wǎng)站公布的最新礦物列表,截至2020年3月經(jīng)國(guó)際礦物學(xué)協(xié)會(huì)新礦物及礦物分類命名專業(yè)委員會(huì)(IMA CNMNC)批準(zhǔn)認(rèn)可的有效礦物種共計(jì)5575個(gè),且全球每年都有新的礦物種被發(fā)現(xiàn)。這些礦物形成了各種非金屬及金屬礦產(chǎn)資源。礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)為國(guó)家經(jīng)濟(jì)及科技的高速發(fā)展提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。巖礦鑒定作為地質(zhì)找礦勘查工作的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作,對(duì)地質(zhì)找礦勘查工作具有重要的指導(dǎo)意義。
我國(guó)巖礦鑒定工作的發(fā)展隨地質(zhì)勘查工作的興衰可劃分為四個(gè)階段。第一階段:20世紀(jì)50年代以前,礦巖鑒定的起始階段,主要為老一代的地質(zhì)工作者對(duì)野外采集的樣品進(jìn)行親自鑒定,宏觀調(diào)查與微觀鑒定有效的結(jié)合,成果顯著;第二階段:20世紀(jì)50~80年代,巖礦鑒定迅速發(fā)展階段,隨著不同比例尺區(qū)調(diào)工作的展開(kāi),各地均組建了獨(dú)立的巖礦鑒定小組,鑒定人員參與野外樣品采集工作,野外地質(zhì)人員也普遍參與鏡下鑒定工作,做到了宏觀與微觀較好的結(jié)合,巖礦鑒定為野外地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)問(wèn)題的解決做出了重要貢獻(xiàn),這一階段也是巖礦鑒定成果最卓越的階段;第三階段:20世紀(jì)90年代,巖礦鑒定的低谷期,隨著地質(zhì)工作機(jī)制和體制的改革,多數(shù)巖礦鑒定組解體,許多老一輩的地質(zhì)工作者也相繼離開(kāi)了工作崗位,新人沒(méi)有專業(yè)的院校進(jìn)行學(xué)習(xí),巖礦鑒定質(zhì)量有所滑坡,但總體較好;第四階段:自進(jìn)入21世紀(jì)至今,巖礦鑒定的恢復(fù)時(shí)期,隨著地質(zhì)行業(yè)的復(fù)蘇,年輕人員大量加入,但專門從事巖礦鑒定的人員流失殆盡,并且地質(zhì)工作者過(guò)度依賴前沿的化學(xué)分析測(cè)試結(jié)果而忽略了巖礦鑒定的重要性。同時(shí),野外工作與室內(nèi)鑒定嚴(yán)重脫節(jié),鑒定質(zhì)量良莠不齊,且整體下滑嚴(yán)重。
近幾年在有關(guān)部門的大力支持下,一些院校開(kāi)設(shè)了專門的課程進(jìn)行教學(xué)、鑒定設(shè)備進(jìn)行了不同程度的更新,使得巖礦鑒定成果可視化普及并煥發(fā)了新的生機(jī),但隨著地勘體制的改革與轉(zhuǎn)型發(fā)展,巖礦鑒定工作也面臨新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。
本文結(jié)合地質(zhì)找礦勘查實(shí)踐,重點(diǎn)介紹偏光顯微鏡下的巖礦鑒定工作,即將巖礦石磨制成光、薄片,利用偏光顯微鏡依據(jù)礦物的光性特征對(duì)巖礦石進(jìn)行鑒定分析的技術(shù)手段。偏光顯微鏡下主要觀察巖礦石的礦物組成及含量、顆粒形態(tài)、顆粒間相互嵌布特征等,并確實(shí)巖礦石類型。通過(guò)對(duì)偏光顯微鏡下礦物產(chǎn)狀的進(jìn)一步研究,確定礦物的生成順序、鑒定特征組構(gòu)及蝕變礦化信息等為礦床的形成及演化提供直觀證據(jù)。盡管像電子探針、掃描電鏡等測(cè)試方法能從更微觀的角度鑒定礦物成分及結(jié)構(gòu),但偏光顯微鏡下對(duì)礦物種類及組構(gòu)特征等的直觀觀察是其他先進(jìn)的分析測(cè)試方法都不具備的,并且掃描電鏡、電子探針等設(shè)備昂貴多位于科研機(jī)構(gòu)及專業(yè)實(shí)驗(yàn)室中,對(duì)大部分地質(zhì)工作者來(lái)說(shuō)不具備可操作性。因此偏光顯微鑒定在地質(zhì)找礦勘查工作中具有不可替代性且經(jīng)濟(jì)便利可操作性強(qiáng)。
巖礦鑒定在地質(zhì)工作中具有重要的作用,可服務(wù)于地學(xué)科普、地質(zhì)找礦勘查、礦石選冶及地學(xué)科研等諸多行業(yè)及領(lǐng)域。其作用主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面:①巖礦石定名:如圖1鏡下對(duì)礦物組成及結(jié)構(gòu)等鑒定,確定巖石類型;②提供礦化蝕變信息:通過(guò)對(duì)蝕變礦物組合的研究可推測(cè)可能的礦化活動(dòng),如圖3在矽卡巖礦化區(qū)透輝石石榴石矽卡巖化的出現(xiàn)預(yù)示附近可能會(huì)有礦體富集;③對(duì)巖礦石的構(gòu)造提供微觀證據(jù):如圖6較早形成的黃鐵礦受應(yīng)力作用發(fā)育壓碎結(jié)構(gòu);④初步鑒定存在的化石:如圖4微晶泥灰?guī)r中發(fā)育的生物化石,對(duì)于標(biāo)志性化石而言還可反演地層形成年代;⑤成因研究,通過(guò)對(duì)透明礦物的特征,如光性、粒度、晶形及相互穿插關(guān)系等來(lái)對(duì)巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造以及礦物包裹體等特征進(jìn)行分析,從而給巖石的成因、形成條件與歷史及礦物的形成環(huán)境的研究提供支持,某些典型結(jié)構(gòu)對(duì)于成巖和成礦條件具有確定的指示意義,如圖2表明石英的次生加大表明其經(jīng)歷了再沉積過(guò)程,圖7特征的草莓結(jié)構(gòu)表明黃鐵礦為沉積成因;⑥為冶煉提供有利信息,通過(guò)對(duì)礦石光片的礦相學(xué)研究,根據(jù)其特殊的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、有用礦物賦存狀態(tài)等的觀察,為礦床成因、礦石冶煉等提供有利的參考信息,如圖5格狀結(jié)構(gòu)表明斑銅礦與黃銅礦同時(shí)形成;圖8通過(guò)對(duì)尾砂的解離度分析可確切地判斷其所含礦石情況,提供再度利用建議。在此,僅以有限實(shí)踐成果表明,巖礦鑒定在地質(zhì)找礦勘查活動(dòng)中的重要作用。因此,重視巖礦鑒定這項(xiàng)基礎(chǔ)地質(zhì)工作,對(duì)提高地質(zhì)工作質(zhì)量、加強(qiáng)綜合研究、開(kāi)展學(xué)術(shù)交流以及進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查、礦產(chǎn)勘查工作等均具有重要意義,并且該項(xiàng)工作的質(zhì)量以及成果能夠在一定程度上將地質(zhì)工作的研究進(jìn)展以及深入程度反映出來(lái)。
目前巖礦鑒定工作主要存在以下幾個(gè)方面問(wèn)題。
在地質(zhì)找礦勘查項(xiàng)目中,圍繞老礦山深部及外圍的勘查工作,多為鉆探樣品,僅為一般巖礦石定名鑒定需求,未按礦體、礦石類型和品級(jí)、近礦圍巖的巖石類型進(jìn)行系統(tǒng)采樣;同時(shí),對(duì)于空白勘查區(qū),樣品采集數(shù)量少于研究需要,野外樣品采集缺乏系統(tǒng)性及代表性。
科技的發(fā)展帶來(lái)了行業(yè)設(shè)備的革新。目前國(guó)內(nèi)外均制造了自動(dòng)制樣設(shè)備,經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)研國(guó)外一整套切—磨—拋設(shè)備費(fèi)用在40~80萬(wàn)元間,國(guó)內(nèi)也在20萬(wàn)元左右,部分已購(gòu)設(shè)備的院校及研究單位表示其制樣效果差強(qiáng)人意,成品率僅60%左右,因此該類設(shè)備昂貴且效果不好。目前,多數(shù)地勘單位依舊采用傳統(tǒng)的制樣設(shè)備及技術(shù),僅個(gè)別退休老師傅掌握制樣技術(shù),大部分地勘單位只能將樣品外送制樣或全部委托巖礦鑒定工作,導(dǎo)致野外樣品采集后不能及時(shí)地進(jìn)行室內(nèi)鑒定工作,致使室內(nèi)鑒定工作滯后。
目前,偏光顯微鏡已普遍與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相結(jié)合并配套相應(yīng)的分析軟件,能進(jìn)行有關(guān)的分析統(tǒng)計(jì)、報(bào)告生成及偏光顯微鏡下現(xiàn)象高清拍攝等。但設(shè)備昂貴,高端設(shè)備一般在高校及科研機(jī)構(gòu)等,而地方上的地勘單位依舊是傳統(tǒng)的偏光顯微鏡設(shè)備,僅能滿足日常鑒定,可視化鑒定成果差別。
隨著地勘行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展,巖礦鑒定工作面臨工作量不飽滿及經(jīng)費(fèi)不足等問(wèn)題。巖礦鑒定人員的工作內(nèi)容不再專一,專業(yè)水平呈下滑趨勢(shì)。
野外地質(zhì)工作者對(duì)巖礦鑒定報(bào)告的解讀多限于一般的巖礦石定名,對(duì)鏡下所揭示的微觀信息未進(jìn)行深入分析。甚至在個(gè)別找礦勘查項(xiàng)目設(shè)計(jì)中根本未設(shè)計(jì)巖礦鑒定分析項(xiàng)目。
該問(wèn)題是目前巖礦鑒定工作中面臨的最嚴(yán)重最普遍的問(wèn)題。室內(nèi)鑒定人員不參與野外工作,缺乏對(duì)研究區(qū)或項(xiàng)目地質(zhì)情況的了解;同時(shí),野外地質(zhì)工作者不參與室內(nèi)鑒定工作。
以上問(wèn)題導(dǎo)致巖礦鑒定報(bào)告的質(zhì)量不高,且成果在找礦勘查工作中應(yīng)用不強(qiáng)。在一定程度上制約了地質(zhì)找礦勘查工作的進(jìn)行及相關(guān)科研工作的推進(jìn)。
根據(jù)找礦勘查工程程度,制定符合實(shí)際情況的樣品采集方案。
室內(nèi)鑒定人員與野外地質(zhì)工作者建立溝通機(jī)制,室內(nèi)鑒定人員對(duì)樣品采集區(qū)的地質(zhì)情況應(yīng)有所了解并清楚送樣目的;野外地質(zhì)工作者首先因明確鑒定的目的并應(yīng)參與室內(nèi)鑒定工作,對(duì)鏡下微觀現(xiàn)象有客觀的認(rèn)識(shí)。以此,將宏微觀有效的結(jié)合起來(lái),進(jìn)而促進(jìn)找礦 勘查工作的進(jìn)行。
積極走出去進(jìn)行多方交流,進(jìn)行相關(guān)問(wèn)題的溝通及學(xué)習(xí),轉(zhuǎn)型發(fā)展期,探索巖礦鑒定成果在更多領(lǐng)域的應(yīng)用,如鏡下可視化成果在地質(zhì)科普方面應(yīng)用的可行性探討。
人員培訓(xùn)體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面,室內(nèi)鑒定人員應(yīng)不定期進(jìn)行野外培訓(xùn),深入了解地質(zhì)現(xiàn)象的宏觀特征及巖礦石產(chǎn)狀特征;另一方面,野外地質(zhì)人員應(yīng)參與到室內(nèi)鑒定工作中,讓掌握巖礦鑒定能力成為普通地質(zhì)工作者的一項(xiàng)基本技能,既能將宏微觀有效結(jié)合亦能加強(qiáng)野外地質(zhì)人員對(duì)巖礦鑒定報(bào)告的解讀能力。