劉榮霞

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 天水 741020）

礦產(chǎn)資源是國家能源資源的重要組成部分，做好礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)和利用，不僅符合“一帶一路”政策的要求，還能夠?yàn)樘岣邍夷茉促Y源安全提供可靠保障[1]。礦產(chǎn)勘查是一項(xiàng)復(fù)雜、系統(tǒng)的工作，需要勘查和鑒定礦產(chǎn)的各種化學(xué)元素，尤其是我國礦產(chǎn)資源豐富，礦石類型超過3000種，如何快速勘查和鑒定礦產(chǎn)類型，成為困擾礦產(chǎn)勘查工作人員的難題[2]。巖礦鑒定在礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域的運(yùn)用能夠?qū)ΦV產(chǎn)資源的類型、礦物之間的關(guān)聯(lián)等進(jìn)行快速、準(zhǔn)確地鑒定，為礦石化學(xué)成分分析和礦產(chǎn)勘查與鑒定工作提供可靠的技術(shù)支撐。

1 巖礦鑒定的概念和發(fā)展歷程

1.1 巖礦鑒定的概念

巖礦鑒定以各種礦物學(xué)原理和理論為基礎(chǔ)，通過對巖石進(jìn)行打磨，將其制作為巖石光片、巖石薄片以及人工重砂等，并借助巖石偏光顯微鏡、反射偏光顯微鏡等分析礦產(chǎn)的特性，確定礦產(chǎn)的類型，能夠確定礦產(chǎn)各種礦物質(zhì)的大致含量，為礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用提供參考和幫助[3]。

1.2 巖礦鑒定的發(fā)展歷程

我國巖礦鑒定的發(fā)展歷程表現(xiàn)為四個階段，分別是：

起步階段：20世紀(jì)50年代，巖礦鑒定逐漸起步，老一輩的地質(zhì)工作人員采用人工實(shí)地勘查的方式采樣并分析全國各地的礦石資源，為巖礦鑒定工作提供了類型豐富的樣本資源。發(fā)展階段：20世紀(jì)80年代，從國家層面重視巖礦鑒定工作，在全國范圍創(chuàng)建了眾多巖礦鑒定工作室、實(shí)驗(yàn)室等，眾多鑒定工作人員參與到巖礦鑒定工作中，并獲得了眾多顯著的成果。蕭條階段：20世紀(jì)90年代，國家事業(yè)單位改革浪潮的推動，尤其是地質(zhì)單位實(shí)施裁員，導(dǎo)致巖礦鑒定實(shí)驗(yàn)室和人員數(shù)量急劇減少，巖礦鑒定工作呈停滯不前狀態(tài)?；謴?fù)階段：進(jìn)入21世紀(jì)，礦產(chǎn)資源勘查工作上升至國家層面，創(chuàng)建了眾多巖礦鑒定院所、實(shí)驗(yàn)室等，并且各大高校地質(zhì)專業(yè)都開設(shè)巖礦鑒定課程，為礦產(chǎn)勘查巖礦資源鑒定工作輸送了大量的應(yīng)用型人才，同時(shí)為加速巖礦鑒定恢復(fù)和快速發(fā)展提供了可靠保障。

2 巖礦鑒定的特征及其在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用要素

2.1 巖礦鑒定的特征

巖礦鑒定工作的特征主要包括以下幾個方面：第一，對設(shè)備性能要求高：礦產(chǎn)勘查應(yīng)用巖礦鑒定方法時(shí)，需要依靠先進(jìn)的儀器設(shè)備，對設(shè)備性能的要求非常高，例如鑒定裝置、制片裝備等，尤其是鑒定裝置的偏光顯微鏡，并且對鑒定工作人員的操作要求嚴(yán)格。在鑒定過程中需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作，防止造成顯微鏡的損壞[4]。第二，鑒定速度慢：礦產(chǎn)資源巖礦鑒定過程中會受眾多因素的干擾，例如制片操作、鑒定操作，尤其是礦產(chǎn)樣品的化學(xué)成分比較復(fù)雜，需要實(shí)驗(yàn)室的鑒定工作人員進(jìn)行細(xì)致、全面的檢測和鑒定，工作量大小和鑒定時(shí)間、鑒定速度呈反相關(guān)，鑒定樣品越多，工作量越大，鑒定速度越慢，鑒定時(shí)間越久。

2.2 巖礦鑒定在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用要素

礦產(chǎn)勘查應(yīng)用巖礦鑒定時(shí)，需要嚴(yán)格控制各個要素，按照既定的程序進(jìn)行操作，具體表現(xiàn)為：

第一，樣品加工：樣品加工是礦產(chǎn)勘查巖礦鑒定的第一步，從現(xiàn)場采取檢測樣品，在進(jìn)行試驗(yàn)樣品選擇時(shí)需要避免選擇體積過大的巖石，為了方便后續(xù)試驗(yàn)操作，需要選擇大小適中的樣品，并對樣品進(jìn)行加工處理，將樣品制作成薄片或者粉末，如果磨成粉末需要對其細(xì)度進(jìn)行控制，避免細(xì)度不足影響鑒定結(jié)果的準(zhǔn)確性。第二，初步定性和半定量分析：當(dāng)對采集的試驗(yàn)樣品進(jìn)行初加工后，需要采用化學(xué)分析法、反射光譜分析法，對加工之后的試驗(yàn)樣品進(jìn)行初步定性分析、半定量分析。具體操作時(shí)需要初步確定試驗(yàn)樣品的化學(xué)成分，然后根據(jù)檢測標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)文獻(xiàn)等驗(yàn)證初步定性結(jié)果，保證半定量分析結(jié)果的有效性。第三，樣品鑒定：完成上述兩個步驟后，鑒定工作人員需要根據(jù)樣品的實(shí)際情況和現(xiàn)場的試驗(yàn)條件，確定最終的鑒定分析計(jì)劃和方案。根據(jù)國家鑒定標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范，對試驗(yàn)樣品進(jìn)行鑒定，在此過程中需要保證鑒定操作的規(guī)范性和嚴(yán)謹(jǐn)性。第四，鑒定結(jié)果分析和審核，當(dāng)試驗(yàn)樣品鑒定作業(yè)結(jié)束后，為了保證鑒定結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性，需要做好試驗(yàn)樣品鑒定結(jié)果的分析和審核工作。

3 巖礦鑒定在礦產(chǎn)勘查的實(shí)際應(yīng)用案例

本文以某非金屬礦為例，采用巖石薄片方式，探究巖礦鑒定在礦產(chǎn)勘查中的實(shí)際應(yīng)用要點(diǎn)，具體表現(xiàn)為：

3.1 實(shí)驗(yàn)試劑和器材

采用巖石薄片實(shí)驗(yàn)前，需要做好試劑、儀器設(shè)備準(zhǔn)備工作。本實(shí)驗(yàn)需要的儀器設(shè)備包括：拋光機(jī)，型號為YBPG-250；磨片機(jī)，型號包括JKIM-125C和JKTM-250A；偏光顯微鏡，型號為Carl Zeiss Axio Scope.A1）；切片機(jī)，型號為YBQP-200。實(shí)驗(yàn)需要的試劑為三氧化二鉻，光學(xué)樹脂膠。

3.2 巖石薄片制作

巖石薄片的制作步驟表現(xiàn)為：

第一步，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際需求，采用YBQP-200切片機(jī)將樣品切割成巖石薄片，因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)的巖石樣本硬度較高，在進(jìn)行切片處理時(shí)，將巖石薄片的厚度控制在3mm左右；第二步，采用JKTM-250A磨片機(jī)將切好的巖石薄片打磨成規(guī)格為2.4mm×2.4mm的正方體，將其放置在鐵板上，為了保證巖石薄片兩面厚度相同，采用金剛砂和水對巖石薄片進(jìn)行打磨處理，將厚度打磨至2mm左右；第三步，采用清水對巖石薄片兩面進(jìn)行清潔，把表面的雜志等清理干凈，再將其放置在鐵板上進(jìn)行打磨處理，或者采用JKTM-250A磨片機(jī)進(jìn)行打磨處理，并采用粒徑較小的鋼鋁石進(jìn)行打磨處理，打磨結(jié)束后用清水清理，并進(jìn)行烘干操作，采用樹膠將巖石薄片打磨好的一面粘在載玻片上；第四步，采用金剛砂和水，打磨巖石薄片的另一面，最終將巖石薄片的厚度控制在0.03mm左右，并采用鋼鋁石做好拋光處理。巖石薄片達(dá)到該厚度后，如果含有石英，則巖石薄片會呈微黃色，若含有石英和長石，則巖石薄片會呈白色與灰白色；第五步，當(dāng)巖石薄片的厚度達(dá)到0.03mm，需要對其進(jìn)行清洗和烘干處理，并在蓋玻片上滴加少量加拿大樹膠，經(jīng)過加熱后將其蓋在巖石薄片上，將載玻片上的空氣排除干凈。在進(jìn)行巖石薄片制作時(shí)，因?yàn)榫哂幸欢ǖ姆较蚋校笤谶M(jìn)行巖石薄片制作過程中，需要與延長方向保持平行關(guān)系。

3.3 偏光顯微鏡檢測

巖石薄片制作完成后，需要將其放置在Carl Zeiss Axio Scope.A1型偏光顯微鏡下進(jìn)行觀察。觀察前需要明確偏振鏡的振動方向，并調(diào)節(jié)好偏光顯微鏡的焦距、物鏡以及目鏡，保證實(shí)驗(yàn)人員能夠清晰地觀察巖石薄片的性狀，同時(shí)還需要電腦拍照，便于分析和檢驗(yàn)。

3.4 結(jié)果分析

采用偏光顯微鏡觀察該巖石薄片，并借鑒礦物學(xué)原理和理論，得出最終的鑒定結(jié)果，具體結(jié)果如表1所示：

表1 本實(shí)驗(yàn)巖石薄片礦物成分、含量以及特征結(jié)果表

由表1可知，巖石薄片中的礦物成分眾多，包括紫蘇輝石、角閃石、磁鐵礦、石英石、黑云母以及斜長石。由于含有15%石英，巖石薄片呈白色或灰白色；其中斜長石的含量最高，達(dá)到40%～50%之間，粒徑較大，介于0.5mm～1mm之間；黑云母的排列呈定向狀態(tài)，為片狀或鱗片狀；紫蘇輝石的含量雖然只有1%，但多色性非常突出；磁鐵礦含量為5%，表現(xiàn)為自形晶，粒徑較小，在0.5mm～1mm之間；角閃石的含量較少，有55°的夾角。

影響偏光顯微鏡觀察結(jié)果準(zhǔn)確性的因素較多，主要包括：①偏光顯微鏡的性能，若其性能較低，將會對成像品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響，該實(shí)驗(yàn)采用的Carl Zeiss Axio Scope.A1型偏光顯微鏡性能可以滿足巖石薄片實(shí)驗(yàn)的需求；②視場光欄影響：視場光欄過小、過大都會對成像亮度產(chǎn)生負(fù)面影響；③機(jī)械平臺的影響：機(jī)械平臺的穩(wěn)定性越高、精度越高，其成像質(zhì)量越高；④調(diào)焦的影響：調(diào)焦的精度直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要實(shí)驗(yàn)操作人員熟練地掌握調(diào)焦系統(tǒng)的操作技巧；⑤照明的影響：在實(shí)驗(yàn)過程中需要采用色溫高、溫度低的照明設(shè)備，能夠提高成像的銳利度與分辨率。

4 結(jié)語

礦產(chǎn)勘查工作中巖礦鑒定工作具有無可取代的地位，在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用能夠快速、準(zhǔn)確地鑒定礦產(chǎn)的種類和含量，并且鑒定成本較低，在礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域的運(yùn)用越來越廣泛。本文采用實(shí)驗(yàn)的方法，借助巖石薄片對某非金屬礦進(jìn)行勘查，經(jīng)過鑒定，分析巖石薄片中含有紫蘇輝石、角閃石、磁鐵礦、石英石、黑云母以及斜長石等成分。經(jīng)過試驗(yàn)表明，巖礦鑒定在礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域的運(yùn)用，能夠直觀、快捷地鑒定礦物品種和相關(guān)含量，值得在礦產(chǎn)勘查行業(yè)推廣和使用。