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1、礦相學(xué)知識重點(diǎn) 中國地質(zhì)大學(xué)PAGE PAGE 312013年12月礦相學(xué)知識重點(diǎn)1 礦相學(xué)的概念礦相學(xué)是用礦相顯微鏡研究礦石的一門地質(zhì)學(xué)科。研究對象:礦石,不是巖石 大部分為不透明礦物。礦相顯微鏡:反射偏光顯微鏡(具反射系統(tǒng))。礦相學(xué)任務(wù):主要用礦相顯微鏡等手段研究金屬礦石的物質(zhì)成分、組構(gòu)特征,以及它們在時(shí)間上發(fā)育和空間上分布的規(guī)律性。礦相學(xué)不僅僅是不透明礦物的鑒定,而是研究礦床的手段,為礦床成因提供依據(jù)2礦相學(xué)研究的內(nèi)容和意義(一)鑒定不透明礦物1、根據(jù)礦物的物理性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)鑒定金屬礦物(反射色、硬度、反射率、雙反射、均非性、內(nèi)反射等)。2、利用化學(xué)性質(zhì)(二)研究礦石1、研究礦石的物質(zhì)成
2、分和礦物組合特征。2、研究礦石的形態(tài)特征、組構(gòu)特征,借以分析確定礦床的礦化特征、礦化過程,為解決礦床成因、找礦勘探提供依據(jù)。(三)對礦石進(jìn)行技術(shù)評價(jià)確定礦石中有益有害物質(zhì)成分及存在狀態(tài),礦物顆粒大小、連晶特點(diǎn)和礦物及金屬含量的測算。通過碎礦、磨礦和選礦把有用礦物富集起來,并除去有害雜質(zhì),然后進(jìn)行冶煉。3礦相學(xué)研究一般工作步驟1、野外研究工作階段 2、室內(nèi)研究工作階段。3、綜合整理 4、檢查審核階段。4礦相顯微鏡1定義:礦相顯微鏡也稱反射偏光顯微鏡或礦石顯微鏡。由一臺偏光顯微鏡加一套“垂直照明系統(tǒng)”組成。2礦相顯微鏡的結(jié)構(gòu)及附件(一)垂直照明器孔徑光欄(孔徑光圈):控制入射光束直徑大小、影像反差
3、強(qiáng)弱及物鏡的有效孔徑。起偏鏡(前偏光鏡):使入射光成直線偏光,其振動方向?yàn)樗秸駝印R曇肮鈾冢ㄒ曈蚬馊Γ嚎刂埔曈虼笮?,擋去有害雜亂反射光,提高礦物影像清晰程度。反射器:是垂直照明器中主要部件,將水平入射光垂直向下反射。(1)玻璃片反射器:光強(qiáng)2223缺點(diǎn):反射能力弱,入射光損失大,視野不明亮。優(yōu)點(diǎn):分辨能力高,亮度均勻。(2)棱鏡反射器:光強(qiáng)3040缺點(diǎn):光線不均勻,半明半暗現(xiàn)象。優(yōu)點(diǎn):光線強(qiáng),視野亮,影像清晰。(3)史密斯反射器(二)照明設(shè)備光源:白熾燈鹵鎢燈 濾光器:藍(lán)色玻璃片濾光器(三)物鏡:高倍50、20中倍10低倍5兩特征:放大能力,分辨能力。(四)目鏡:也有高、中、低倍之分。5光
4、片的制備一 光片的磨制1 選礦石標(biāo)本 2 切片:長寬23cm 厚0.5-1cm3 粗磨及細(xì)磨 4 磨光(拋光):用Fe2O3粉做磨料5 編號 6 安裝6光片的安裝 工具壓平器、擦板、橡皮泥。7礦物的反射率及雙反射一 反射率反射力:礦物光面對垂直入射光線的反射能力。即礦物在反光顯微 鏡下的明亮程度。反射率:表示反射力大小的數(shù)值,以R表示RIr/Ii100% Ir:反射光強(qiáng)度,Ii:入射光強(qiáng)度。反射率是礦物本身的屬性,它決定于礦物的折射率N和吸收系數(shù)K。(NNs)2K2R(N+Ns)2+K2均質(zhì)不透明礦物:R不僅與N有關(guān),與吸收系數(shù)K的關(guān)系尤為重要, K大,R大。(NNs)2K2R(N+Ns)2+
5、K2透明礦物:吸收性很低,K值非常小,10-4可忽略.R只決定于N,N大,R大。(NNs)2R(N+Ns)2根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)資料編制出反射率R與折射率N、吸收系數(shù)K關(guān)系圖非均質(zhì)性礦物: 因晶體結(jié)晶方向不同,其N與K均有所差異,所以R也隨晶體方向而變化。中級晶礦物有兩個(gè)主反射率:Ro Re,低級晶礦物有三個(gè)主反射率:Rg Rm Rp。均質(zhì)性礦物:N與K不因結(jié)晶方向而變化,其反射率R只有一個(gè)。雙反射:單偏光鏡下,轉(zhuǎn)物臺一周時(shí),非均質(zhì)礦物可能有明亮程度或顏色的變化,這種明亮程度(反射率)隨礦物方向不同而變化的性質(zhì)稱雙反射。雙反射率(:R) 絕對雙反射率非均質(zhì)礦物最大反射率與最小反射率之差。一軸晶礦物:R
6、=Ro-Re;二軸晶礦物R=Rg-Rp如:輝鉬礦 垂直于前偏光鏡振動方向Re=15%,平行于前偏光鏡振動方向Ro=37%,R=37%15%=22%。非均質(zhì)礦物雙反射現(xiàn)象是否明顯,憑視覺來判斷,即相對雙反射率,R的大小,R是以 R除以大小兩反射率之和的一半的百分?jǐn)?shù)計(jì)算而得出的。由公式可知,平均反射率越小的礦物,其R值越大; R對雙反射現(xiàn)象明顯程度的影響遠(yuǎn)不如R重要。8反射率的測定方法一 光電學(xué)方法原理:光電效應(yīng)原理,使礦物磨光面上反射光在光電元件上感光而使光能變?yōu)殡娔埽a(chǎn)生光電流強(qiáng)弱與反射光強(qiáng)度成正比,測出光電流值大小,即可算出礦物的反射率?,F(xiàn)在用MPV3顯微光度計(jì)測量。二 光學(xué)方法主要介紹簡
7、易比較法,在顯微鏡下同一視域中比較兩種礦物反光強(qiáng)度。首先要選一組礦物作為對比的標(biāo)準(zhǔn):黃鐵礦、方鉛礦、黝銅礦、閃鋅礦,將反射率分為五級:級:R黃鐵礦 級:方鉛礦R黃鐵礦級:黝銅礦R方鉛礦 級:閃鋅礦R黝銅礦級:R閃鋅礦操作方法(視覺暫留法):將欲測礦物和標(biāo)準(zhǔn)礦物光片用橡皮泥粘在同一載玻片上,用壓平器壓于同一水平面上,在鏡下同一視域中比較兩礦物明亮程度(代表R)。若兩礦物不能在同一視域中出現(xiàn),可快速推移載玻片來比較它們的亮度。反射率的鏡下特征,表現(xiàn)為不同的明亮程度,是確定礦物反射率視測分級的依據(jù)。反射率高的礦物反射光強(qiáng)度大明亮、刺眼反射率中等的礦物反射光強(qiáng)度一般柔和,不刺眼反射率低的礦物反射光強(qiáng)度
8、小暗淡。為了正確判斷反射率級別和識別其特征,必須注意以下幾點(diǎn):(1)光片必須擦凈壓平,應(yīng)選擇磨光較好且平滑而光亮的部位進(jìn)行對比觀測。(2)用中、低倍物鏡觀測為宜,并且觀測時(shí)可左右(或前后)移動光片,這樣做能擴(kuò)大觀測范圍,便于正確對比和判斷礦物的反射率差異。(3)可將兩種礦物的光片緊密鑲壓在一起觀測,以便在同一視域中同時(shí)能見到兩種礦物,為便于觀測對比,兩礦物接觸邊界要盡量平直,接觸邊界不能呈鋸齒狀彎曲。如果兩種礦物不能在同一個(gè)視域中觀測時(shí),可利用“視覺暫留”法,迅速移動光片,效果較好。注意顯微鏡下現(xiàn)象與實(shí)物成倒像。雙反射的觀察方法:單偏光鏡下(推入前偏光鏡,去掉上偏光鏡),轉(zhuǎn)動物臺,觀察礦物有無
9、亮度和顏色的變化,雙反射弱的礦物單個(gè)晶粒看不出雙反射現(xiàn)象,必須選擇顆粒集合體和具雙晶的顆粒,注意觀察其顆粒界限,對識別雙反射效果較好。影響礦物反射率測定值的因素:1 礦物光片磨光質(zhì)量影響:有坑、麻點(diǎn)、擦痕,均影響反射率值,要求光片光滑如鏡。2 入射光波波長的影響:不同波長的入射光中測定的R值不同。如方鉛礦:白光下測R=43.2%,黃光下測R=43%。3 切面方向的影響:非均質(zhì)礦物切面方向不同,測出的單向反射率值不同,影響雙反射現(xiàn)象的觀察。4 所用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不同:國際礦相學(xué)委員會規(guī)定用黑色中性玻璃、碳化硅、碳化鎢與用黃鐵礦、方鉛礦等做標(biāo)準(zhǔn),測得R值有差別。5 儀器及測量方法不同:儀器型號及附件不同
10、測出的數(shù)據(jù)有差別,使用不同類型的反射器、不同倍數(shù)的物鏡其測定結(jié)果也可能不一樣。6內(nèi)反射的影響:低反射率的礦物由于內(nèi)反射的影響常使反射率測定值變大。9礦物的反射色、反射多色性和內(nèi)反射一 關(guān)于顏色的基本概念三原色 :藍(lán) 綠 紅在可見光的七種單色光中,以不同強(qiáng)度混合紅、綠、藍(lán)三種色光,可得到大多數(shù)的各種混合色光即各種顏色。三原色等量混合可得白光。色光可有加光法、減光法。紅+綠=黃,藍(lán)+紅=紫,綠+藍(lán)=青,紅+藍(lán)+綠=白,白紅=青,白綠=紫,白藍(lán)=黃,白(紅+藍(lán)+綠)=黑。以三原色中任意兩原色可混合形成青、黃、紫等色,稱之為三原色的補(bǔ)色顏色三要素:色調(diào) 顏色的種類,可用一定波長定量表示。飽和度又叫濃度
11、純度,指顏色的濃淡。亮度彩色的明亮程度,可用R表示。反射色、反射多色性、內(nèi)反射的概念反射色:礦物磨光面在白光垂直照射下,垂直反射光的顏色。即礦相顯微鏡單偏光鏡下觀察到的礦物顏色。反射多色性:礦物的反射色因礦物結(jié)晶方向不同而改變的性質(zhì). 分“顯”和“不顯”。內(nèi)反射:透明或半透明礦物,光線照射到其光面上后,一部分反射出去,另一部分光線經(jīng)折射透入礦物內(nèi)部,遇礦物內(nèi)部解理、裂隙、空洞或晶面等時(shí),發(fā)生內(nèi)反射或折射,從而使一些光線折射出來,這種現(xiàn)象稱為礦物的內(nèi)反射。內(nèi)反射中帶有的顏色則稱為內(nèi)反射色。分“有”“無”。特點(diǎn):透明感、立體感、顏色不均勻,旋轉(zhuǎn)物臺無規(guī)律性變化。礦物的顏色與反射色、內(nèi)反射色關(guān)系:體
12、色:白光照射透明半透明礦物后,大部分光線 透過,僅有少量光被等量吸收或選擇吸收,這種透射光所呈現(xiàn)的顏色。內(nèi)反射色。表色: 白光照射到不透明礦物表面后,由于礦物的強(qiáng)烈吸收性,透射光能量迅速被外層電子所吸收,經(jīng)躍遷轉(zhuǎn)化為次生的表面反射光,礦物表面反射光所呈現(xiàn)的顏色。反射色。表色與體色互補(bǔ)。不透明礦物:只有礦物上表面的反射光可達(dá)到眼內(nèi)而呈現(xiàn)顏色,故為表色。 礦物顏色與表色(反射色)一致。 如黃銅礦表色為黃色,反射色為銅黃色。透明礦物:主要為礦物內(nèi)部透射光可達(dá)眼內(nèi)呈現(xiàn) 顏色為體色。肉眼觀察礦物顏色與體色一致。(內(nèi)反射色)半透明礦物:表色反射色體色內(nèi)反射色 表色+體色=白光1 反射率色散:礦物的反射率隨
13、入射光波波長不同而異的現(xiàn)象。不透明礦物對各種波長的光波選擇性吸收與選擇性。反射產(chǎn)生各種反射色,礦物呈現(xiàn)的反射色以反射力最強(qiáng)的色光所起的作用為主。2內(nèi)反射與反射率的關(guān)系R40%礦物:對入射光線較強(qiáng)烈的吸收,光線幾乎不能透入內(nèi)部(不透明礦物),不能產(chǎn)生內(nèi)反射,其反射色與礦物顏色一致(表色)。R14%:透明礦物,吸收性弱,大部分光線可透過,幾乎都具有強(qiáng)烈的內(nèi)反射,內(nèi)反射色多為無色透明或白色,內(nèi)反射色與礦物顏色一致。而反射色均為深灰色。14%R40%:透明半透明礦物,R在3040%之間的僅有少 數(shù)礦物有內(nèi)反射;小于30%多數(shù)礦物具內(nèi)反射,其內(nèi)反射色與礦物顏色一致都為體色,如辰砂。透明礦物: 內(nèi)反射色體
14、色礦物顏色。不透明礦物:反射色表色礦物顏色。10反射色、反射多色性、內(nèi)反射的觀測方法反射色、反射多色性觀察方法1、目視簡易比較法:在單偏光鏡下,首先調(diào)節(jié)入射光(白光)盡量亮一些,以方鉛礦在反光鏡下呈純白色為標(biāo)準(zhǔn),其它礦物與其對比。對反射色相近的礦物,描述時(shí)要抓住主要色調(diào),其前加一定形容詞。應(yīng)注意微帶色調(diào)的觀察。如:黝銅礦白色微帶棕色,輝銅礦白色微帶蘭色調(diào)。礦物反射色指單獨(dú)存在時(shí)的顏色,多種礦物共生時(shí),常會使觀察者產(chǎn)生視覺色變,即對礦物反射色的印象發(fā)生改變。2、色度測定法:用色度儀、作圖法測定一些礦物的顏色指數(shù)(色調(diào)、飽和度、亮度),用數(shù)字定量表達(dá)各種顏色的特征,取代那些難以準(zhǔn)確的文字描述。3、
15、反射多色性觀察方法非均質(zhì)礦物的反射色隨方向不同而發(fā)生變化,因此須觀察其不同方向的反射色。單偏光鏡下,轉(zhuǎn)動物臺一周,觀察切面各方向反射色及其變化情況。反射多色性強(qiáng)的礦物,觀察單晶多色性弱的礦物觀察礦物集合體內(nèi)反射觀察方法1、斜照法2、正交偏光法:正交偏光鏡下(前偏光上偏光)高倍鏡下觀察。均質(zhì)透明半透明礦物:表面反射光基本上是將入射直線偏光原向反射,故被上偏光鏡消除,從而突出顯示內(nèi)反射。非均質(zhì)透明半透明礦物:轉(zhuǎn)動物臺至消光位,再觀察內(nèi)反射(排除偏光色的影響)。影響反射色、反射多色性、內(nèi)反射觀察的因素:1 光源影響2 磨光質(zhì)量3 周圍礦物影響。4 切面方向5 磨料影響:Fe2O3紅色 Cr2O3綠色
16、6 偏光色影響。11礦物在正交偏光鏡下的均質(zhì)性、非均質(zhì)性自然光:在垂直于光傳播方向的平面上,光矢量在各個(gè)可能方向上的取向是均勻的,光矢量的大小、方向具有無規(guī)律性變化,這種光稱為自然光,也稱為非偏振光。礦物的觀測大多在偏光中進(jìn)行,偏光有三種形式。平面偏光(直線偏光): 光矢量端點(diǎn)的軌跡為直線,即光矢量只沿著一個(gè)確定的方向振動,其大小、方向不變,稱為線偏振光。對著光線傳播方向看去其振動軌跡為一直線。橢圓偏光:兩互相垂直的直線偏光(同頻率不等振幅),相位差不是0、180或180整數(shù)倍時(shí),合成一橢圓振動(橢圓偏光)。圓偏振光:當(dāng)兩光波的振幅相等、同頻率,其相差為90或90的奇數(shù)倍時(shí),兩個(gè)互相垂直的直線
17、振動合成為一圓振動。均質(zhì)性等軸晶系的礦物均無方向性,對垂直入射的平面偏光仍按原來振動方向反射,因振動方向(東西)不變,反射光線不能透過上偏光鏡(南北振動),礦物在視域中呈黑暗狀態(tài)(消光),轉(zhuǎn)物臺明暗程度不變。這類現(xiàn)象稱均質(zhì)效應(yīng),礦物的這種性質(zhì)叫均質(zhì)性。如 方鉛礦、閃鋅礦各方向顆粒均顯均質(zhì)性,稱它們?yōu)榫|(zhì)性礦物。礦物的非均質(zhì)性及偏光色非等軸晶系礦物,在正交偏光鏡下轉(zhuǎn)物臺使礦物方位改變時(shí),礦物發(fā)生明亮程度和顏色的變化,這種光學(xué)現(xiàn)象稱之為非均質(zhì)效應(yīng)(非均質(zhì)性),具這種光學(xué)性質(zhì)的礦物為非均質(zhì)性礦物。如輝鉬礦、磁黃鐵礦。礦物均質(zhì)性非均質(zhì)性視測分級:強(qiáng)非均質(zhì)性:在正交偏光下,旋轉(zhuǎn)物臺明暗變化顯著,偏光色從
18、顯著(如輝鉬礦、銅藍(lán)等)至明顯(如磁黃鐵礦等)。弱非均質(zhì)性:正交偏光下,旋轉(zhuǎn)物臺明暗變化可見至僅隱約可見,有的顯示弱的偏光色,在多方向性礦物顆粒的集合體中才能清楚地看出其非均質(zhì)效應(yīng)。均質(zhì)性: 正交偏光下,即使用強(qiáng)入射光,旋轉(zhuǎn)物臺也不出現(xiàn)明暗變化,即物臺旋轉(zhuǎn)一周呈全暗或全微亮。礦物非均質(zhì)性形成機(jī)理多數(shù)非均質(zhì)不透明礦物的周相差均較?。?0),所以它們的Ar與Ar近于相等。 Ar的標(biāo)準(zhǔn)值(45位時(shí)所測)是礦物的一個(gè)較重要的鑒定特征。非均質(zhì)不透明礦物在嚴(yán)格正交偏光下處于45位置時(shí)不僅最明亮,而且在白光中常顯現(xiàn)出顏色,這種顏色稱為偏光色。正交偏光鏡下均非性、偏光色、Ar角觀測方法Ar 角測法正交偏光暗位
19、法:正交偏光鏡下,選明暗變化最顯著顆粒置于45位置(此時(shí)最亮),轉(zhuǎn)動上偏光鏡至礦物最黑暗,上偏光鏡轉(zhuǎn)角即Ar角。測量方法:在正交偏光下選擇欲測礦物中非均質(zhì)性最強(qiáng)的顆粒(代表主切面),將其置于視域中心,旋轉(zhuǎn)物臺至該顆粒的消光位,記下度數(shù)。再轉(zhuǎn)動物臺45度,使該礦物處于45位置,此時(shí)礦物顆粒最明亮,然后順時(shí)針或反時(shí)針轉(zhuǎn)動分析鏡,使礦物呈最暗或消光。此時(shí)分析鏡的轉(zhuǎn)角(偏離角),即該礦物對該入射光波波長的Ar。均非性、偏光色觀測法1、正交偏光觀測法在低、中倍鏡下觀察,因?yàn)榈捅段镧R聚斂程度低,入射光近于直射,同時(shí)由于視域較大,可選擇同一礦物多顆粒連晶或集合體的視域,這樣易于判斷其均質(zhì)性與非均質(zhì)性。均質(zhì)性
20、礦物:當(dāng)旋轉(zhuǎn)物臺一周不發(fā)生明暗的變化,即為全消光或?yàn)椴蛔兊陌祷疑?。非均質(zhì)礦物:在嚴(yán)格的正交偏光下,轉(zhuǎn)動物臺一周時(shí)應(yīng)出現(xiàn)4次“消光”和4次明亮(45位置)現(xiàn)象。具有偏光色的礦物, 可見顏色遞變現(xiàn)象,注意要記下45位時(shí)的偏光色。2、不完全正交偏光法在對礦物均質(zhì)性與非均質(zhì)性的觀測中,對一些非均質(zhì)性較弱的礦物,常利用不完全正交偏光(偏離角13)進(jìn)行觀察。這樣可使較多的光透過分析鏡,而便于判斷是均質(zhì)性還是弱非均質(zhì)性的礦物。但轉(zhuǎn)動物臺時(shí),非均質(zhì)礦物的消光位必然不恰在90位置上,若偏離角Ar時(shí),則只出現(xiàn)兩明兩暗的現(xiàn)象。必須指出的是,雖然在不完全正交偏光下易于觀察到顏色的變化,但它不是標(biāo)準(zhǔn)的偏光色。12礦物的
21、硬度概念 礦物抵抗某種外來機(jī)械作用的能力,特別是抵抗 刻劃、壓入及研磨等作用的能力,稱為礦物的硬度??虅澯捕?、壓入硬度及抗磨硬度是三種形式不同的抵抗外來作用的阻力標(biāo)準(zhǔn)。由于三種硬度的機(jī)制及測試方法的不同,其度量單位也各不相同。即使用相同的方法,測試條件不同,得出的硬度值也不一致。礦物的硬度雖是一個(gè)變量,但對每種礦物,其變化范圍有一定限制,對不同礦物仍有一定的特征性,所以硬度值可作為鑒定礦物的重要依據(jù)。礦物學(xué)中刻劃硬度(摩氏硬度)分級:分十級滑石-石膏方解石-螢石磷灰石正長石石英黃玉剛玉金剛石。硬度的大小決定于礦物的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)等因素:鍵力(原子或離子間的結(jié)合力)愈強(qiáng),硬度較強(qiáng)鍵力原子或離
22、子半徑、電價(jià)及化學(xué)鍵類型,共價(jià)鍵離子鍵金屬鍵分子鍵。鍵型相同時(shí),硬度大小決定于離子半徑的大小及電價(jià)高低,半徑大結(jié)合力小,硬度較低;電價(jià)高結(jié)合力大,硬度就高。配位數(shù)增高,堆積密度愈大,硬度愈高。由于礦物化學(xué)鍵和晶體結(jié)構(gòu)上的異向性,造成晶體不同方向上硬度有差異。刻劃硬度測定法:刻劃硬度是指用金屬針刻劃礦物磨光面、晶面或解理面,視其能否被刻動以確定礦物的硬度。一、刻劃硬度測定方法1、工具:磨尖的銅針、鋼針。2、方法:中、低倍鏡下欲測礦物準(zhǔn)焦,用右手拇指、食指和中指握住金屬針,余下的二指輕輕支撐在載物臺上,使針與光面保持大約30-40的角度,先把針尖抵在亮點(diǎn)上,輕力握針,徐徐向右手外側(cè)方向拉(不是撬)
23、,同時(shí)注視鏡下針尖在礦物光面上刻劃的現(xiàn)象,一旦看清,立即停止,盡量減少光面的破壞程度。3、分級低硬度 銅針刻動(摩氏硬度3級以下)。中硬度銅針刻不動,鋼針能刻動。高硬度鋼針亦刻不動(摩氏硬度5.5以上)。二、注意事項(xiàng)及判斷標(biāo)準(zhǔn)1、擦凈光片,以免污垢或氧化膜影響觀察。2、在鏡下找到礦物以后再刻劃,不要刻到其它礦物。3、先用銅針,若刻不動再用鋼針。4、劃動、未劃動標(biāo)志??滩粍訕?biāo)志:手感滑而省力,劃后不留痕跡或留下針具粉痕。鋼針粉末留在光片上白色,銅針粉末留在光片上銅紅色??虅訕?biāo)志:在針尖運(yùn)行軌跡位置留下一條深灰色或黑色溝槽。脆性礦物劃動后溝槽兩側(cè)堆積為粉末狀,塑性礦物劃動后堆積物翻卷而隆起。各向異
24、性礦物硬度有不同的值(非均質(zhì)性礦物),如藍(lán)晶石:橫向硬度大6.57,順向硬度小4.5??鼓ビ捕葴y定法一、基本原理礦物抵抗研磨的能力叫抗磨硬度。由于各種礦物抗磨程度的差異,被磨損程度不同,使礦物在光片上呈現(xiàn)凸凹不平的現(xiàn)象。低硬度礦物相對凹下;高硬度礦物相對凸起。H大突起高,H小突起低,在兩種硬度不同的礦物連接處形成斜面,并向軟礦物一側(cè)傾斜。當(dāng)垂直入射光射到此斜面上時(shí),必向軟礦物一側(cè)發(fā)生斜反射,此部分向上斜射的光線與軟礦物平面的垂直反射光重疊時(shí)即形成一條“亮線”(亮帶)。用“亮線”可來觀測礦物的抗磨硬度,又稱“亮線法”。亮線清楚,兩礦物硬度差值大,亮線模糊,兩礦物H相差不大。二、“亮線”法測定方法
25、1、在中倍鏡下找到欲比較其硬度的兩種礦物接觸線,置于視域中心,準(zhǔn)焦,看到亮線。2、如果視域太亮要縮小孔徑光圈。3、提升鏡筒(或下降物臺),使物鏡焦平面相對上升,“亮線”便逐漸向低硬度礦物一側(cè)移動,反之,亮線向較高硬度礦物側(cè)移動。據(jù)此法可判斷欲測礦物抗磨硬度的相對高低。注意事項(xiàng)(1)若兩礦物硬度差別不大,亮線不清楚,可縮小孔徑光圈以提高觀察效果,也可減弱光源亮度使“亮線”更明顯。(2)若兩礦物硬度差別大,接觸帶為陡坎狀,通過接觸面的反射光近于水平,在視域中看不到亮線而是一條暗帶。(3)常用來比較銅鋼針不易刻劃兩粒度較小的礦物硬度。壓入硬度的測定一、原理根據(jù)壓痕的形狀顯微壓入硬度可分三種:布氏硬度
26、:硬質(zhì)合金制成球體測出硬度。維克硬度:金剛石制成正方形錐體測出硬度。諾普硬度:金剛石制成菱形錐體測出硬度。礦物學(xué)中常測試礦物維克硬度,測試時(shí)加一定負(fù)荷(砝碼),將錐體壓入礦物表面,形成一永久性的壓痕,壓痕投影為正方形。由于壓痕側(cè)面積與負(fù)荷呈正比,與硬度成反比,其關(guān)系可用公式來表示:Hv=P/S(Hv維氏硬度,P負(fù)荷,S面積用顯微硬度儀可測出P、S值,H值就可算出Hv= 1.8544 2(kg/mm )。摩氏硬度與壓入硬度的關(guān)系:二者從不同側(cè)面描述礦物,僅在一定程度上可類比,不相等,并非完全線性關(guān)系,只是同消長關(guān)系,可用公式換算:Hv=3.25H3m。礦物的綜合性系統(tǒng)鑒定和常見礦物的簡易鑒定一、
27、 礦物的系統(tǒng)鑒定主要是利用礦相顯微鏡鑒定礦物的反射率、反射色、雙反射、反射多色性、內(nèi)反射、均質(zhì)及非均質(zhì)性、旋轉(zhuǎn)性等光學(xué)性質(zhì),顯微硬度等物理性質(zhì),浸蝕反應(yīng)等化學(xué)性質(zhì),根據(jù)上述特征與已知資料(鑒定表)對比,以確定礦物名稱。二礦物的綜合鑒定用礦相顯微鏡鑒定方法、X射線法、定量化學(xué)分析法、電子探針等方法確定礦物各方面的特征,把其資料匯集起來,編制成表,把未知礦物的鑒定特征與之對比,從而確定礦物的名稱。三、鑒定表種類通常使用的有兩種:順序排列式:以某項(xiàng)測定數(shù)據(jù)的大小為序排列編制,如反射率和硬度值。避免礦物在鑒定表中重復(fù)出現(xiàn)。表格分組式:只要保證兩三項(xiàng)主要性質(zhì)(R、H等)觀測準(zhǔn)確,就可使查表不出錯(cuò)誤,將礦
28、物圈定在一個(gè)較小的范圍內(nèi)。對比方便,不受儀器設(shè)備限制。某些礦物在相鄰表中重復(fù)出現(xiàn)。四、計(jì)算機(jī)在鑒定礦物中的應(yīng)用1.應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)自動鑒定金屬礦物將特定的未知礦物與標(biāo)準(zhǔn)礦物的不連續(xù)特征譜加以對比。能從儀器上精確測出具有很高鑒定信息量的定量特征(反射率色散、顯微壓入硬度和顏色指數(shù)等),待定礦物特征譜與之對比。2.應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行礦物檢索用計(jì)算機(jī)語言將各鑒定表的所有內(nèi)容編入軟件中,再將鑒定表中的礦物按礦物的漢字筆劃或按英文字母順序編寫程序,同時(shí)輸入磁盤中。進(jìn)行礦物檢索時(shí),只要按照計(jì)算機(jī)所編程序?qū)⒅鞑藛物@示就可以檢索。系統(tǒng)鑒定表的編制原則和使用方法一、原則本教材采用表格分組式鑒定表,首先根據(jù)反射率大
29、小,將R分五級,然后據(jù)刻劃硬度分高、中、低三級,分為十五個(gè)表。1、以物理性質(zhì)為基礎(chǔ),結(jié)合化學(xué)性質(zhì),注重產(chǎn)出狀態(tài)。2、反射率放在首位,硬度為第二位。3、礦物的排列順序以白光條件下測反射率值為準(zhǔn),非均質(zhì)礦物有兩R,以高R為主,從高到低排列。4、對礦物的產(chǎn)出狀態(tài)進(jìn)行了描述:產(chǎn)狀、形態(tài)、 磨光度、礦物組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造。5、為方便教學(xué),表中礦物數(shù)量不宜過多,收錄134種金屬礦物。二、使用方法表左側(cè)描述礦物鏡下特征,右側(cè)描述礦物學(xué)特征、產(chǎn)狀、組構(gòu)特征、礦物組合等。分十欄。第一欄 礦物名稱、化學(xué)組成及晶系;第二欄 反射率;第三欄 硬度;第四欄 反射色;第五欄 雙反射、反射多色性;第六欄 均質(zhì)性、非均質(zhì)性;第七
30、欄 內(nèi)反射;第八欄 浸蝕反應(yīng);第九欄 磨光性、形態(tài)特征、礦物組合、組構(gòu)特點(diǎn)及產(chǎn)狀;第十欄 主要鑒定特征及與類似礦物的區(qū)別。常見礦物簡易鑒定根據(jù)常見礦物較為突出的特性,快速、準(zhǔn)確地定出礦物名稱。各種礦物在反光顯微鏡下顯示出其獨(dú)特的性質(zhì),在綜合考慮各項(xiàng)性質(zhì)的基礎(chǔ)上,以各個(gè)礦物的特殊性作為鑒定特征,識別和區(qū)別各種礦物,可以達(dá)到快速、準(zhǔn)確鑒定礦物目的。1、掌握礦物特殊鑒定標(biāo)志:如方鉛礦的黑三角孔及純白色反射色,辰砂的鮮紅色內(nèi)反射色。2、 某些特征有相似之處的礦物,應(yīng)對比區(qū)分黃色類礦物:黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦白色類礦物:毒砂、方鉛礦、輝銻礦、輝鉬礦。灰色灰白色:磁鐵礦、閃鋅礦、赤鐵礦、鉻鐵礦
31、、針鐵礦、黑鎢礦、鈦鐵礦透明礦物: 石英、方解石黃色類礦物;黃鐵礦,黃銅礦,磁黃鐵礦,黃銅礦,他形粒狀鎳黃鐵礦,鎳黃鐵礦中出溶的格狀黃銅礦,鎳黃鐵礦,磁黃鐵礦,鎳黃鐵礦在磁黃鐵礦中呈定向葉片。白色類礦物:毒砂,黃鐵礦。灰色灰白色類礦物赤鐵礦板狀晶體,磁鐵礦自形、半自形晶,磁鐵礦全自形晶粒狀結(jié)構(gòu)(含量80%)鈦鐵礦在磁鐵礦中呈格狀分布,針鐵礦呈放射狀,閃鋅礦灰色反射色,閃鋅礦帶淡綠灰色反射色,黑鎢礦板狀晶體,黑鎢礦接觸雙晶,黑鎢礦紅色內(nèi)反射,鉻鐵礦的反射色,球狀鉻鐵礦內(nèi)部由半自形晶,鉻鐵礦組成。透明礦物蛋白石內(nèi)反射及膠狀構(gòu)造,方解石的雙反射,方解石聚片雙晶,石榴子石灰色反射色,石榴子石環(huán)帶結(jié)構(gòu)。
32、礦石的構(gòu)造、結(jié)構(gòu)和礦物晶粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)一、基本概念礦石是由礦石礦物和脈石礦物組成的礦物集合體。由于礦石的形成條件和形成作用的不同,以及礦物本身在結(jié)晶過程中各種因素的差異,因而組成礦石的礦物集合體和礦物顆粒的特點(diǎn)也多種多樣,致使礦石呈各種各樣形態(tài)。為便于研究和描述礦石,常用礦石構(gòu)造和礦石結(jié)構(gòu)等專門術(shù)語來概述。礦石構(gòu)造(ore structure):系指礦石中礦物集合體的形狀、大小及其空間上的相互關(guān)系。即礦物集合體的形態(tài)特征。礦石結(jié)構(gòu)(ore texture):是指礦石中礦物晶粒的形狀、大小及其空間上的相互關(guān)系。礦物晶粒內(nèi)部結(jié)構(gòu):指的是單個(gè)礦物結(jié)晶顆粒內(nèi)部所顯現(xiàn)的結(jié)構(gòu)形態(tài)特征,如雙晶、環(huán)帶、解理、裂理
33、、裂紋和加大邊等。二、研究礦石構(gòu)造與結(jié)構(gòu)的意義1、為礦床成因理論研究提供依據(jù)氣水熱液礦床中,礦石具晶洞、晶簇狀、梳狀、角礫狀等構(gòu)造成礦作用方式以充填作用為主;礦石存在交代殘余和細(xì)脈浸染狀構(gòu)造成礦方式以交代作用為主。2、為找礦勘探提供實(shí)際資料河北高板河鉛鋅礦礦石具層紋狀、草莓狀構(gòu)造沉積礦床在具有相似或相同的巖相、古地理環(huán)境、地層層位中進(jìn)行勘探。3、為礦石工藝提供必要的資料礦石中的有用礦物;有用礦物的賦存狀態(tài)、粒度、含量等。三、礦石構(gòu)造、結(jié)構(gòu)分類原則礦石構(gòu)造和結(jié)構(gòu)的定義看起來比較明確,但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)正確劃分并非易事。礦物集合體可由一種或多種礦物組成,相對于結(jié)構(gòu)來講構(gòu)造是一個(gè)宏觀概念。因而礦石構(gòu)造主
34、要是在肉眼下觀察,特別強(qiáng)調(diào)在采場、坑道、掌子面、鉆孔巖心觀察。結(jié)構(gòu)的組成單位是礦物顆粒,礦物顆粒比較細(xì)小,肉眼難以辨認(rèn)(特別是礦物之間的結(jié)合關(guān)系),因而結(jié)構(gòu)是個(gè)微觀概念,必須在顯微鏡下研究。如草莓狀構(gòu)造:是由數(shù)量不等的自形黃鐵礦顆粒組成的球狀礦物集合體,按照定義可歸為草莓構(gòu)造,但由于集合體細(xì)小,無法用肉眼觀察,只能在顯微鏡下觀察,又習(xí)慣稱為草莓結(jié)構(gòu)。鮞狀構(gòu)造:是由不同成分的圈層組成的魚籽狀顆粒。礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造劃分依據(jù)的基礎(chǔ):形態(tài)特征和成因。礦石構(gòu)造不同的地質(zhì)成礦作用形成,礦石結(jié)構(gòu)不同的物理化學(xué)條件形成,結(jié)合礦物成分對形態(tài)特征進(jìn)行研究,我們采用以成礦作用等成因特征為主, 形態(tài)特征為輔,結(jié)構(gòu)與構(gòu)造分
35、類一致的原則。礦石構(gòu)造的主要形態(tài)類型礦物集合體是組成礦石構(gòu)造的基本單位,自然界的礦石中,礦物集合體的大小不同,形態(tài)也千變?nèi)f化,歸納起來主要有一向或兩向延長的,如條帶狀、脈狀、片狀或皮殼狀;渾圓的如豆?fàn)?、鮞狀和結(jié)核狀;以及不規(guī)則狀,如塊狀、浸染狀、角礫狀和多孔狀等。礦石構(gòu)造不同類型的構(gòu)造在于礦物集合體的形態(tài)、大小和相互關(guān)系上的差別。如:塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、斑點(diǎn)狀斑雜狀構(gòu)造脈狀、網(wǎng)脈狀、交錯(cuò)脈狀構(gòu)造,鮞狀、腎狀、豆?fàn)?、結(jié)核狀構(gòu)造,多孔狀、蜂窩狀構(gòu)造,片狀、片麻狀構(gòu)造。根據(jù)礦床的成因類型,按照成礦作用不同,綜合考慮礦石的形成條件和形成作用,將礦石構(gòu)造劃分為五個(gè)主要成因類型。每個(gè)類型又描述了717個(gè)
36、形態(tài)特征。一、巖漿礦石構(gòu)造根據(jù)不同的巖漿成礦作用分為:巖漿分異的礦石構(gòu)造(巖漿結(jié)晶分異、貫入、熔 離作用)和火山巖漿礦石構(gòu)造。特點(diǎn):1、礦石的礦物成分和圍巖的礦物成分基本相同,物質(zhì)成分較簡單,金屬礦物有鉻鐵礦、磁鐵礦、鈦 鐵礦、磁黃鐵礦等;脈石礦物有橄欖石、輝石、 角閃石、基性斜長石等造巖礦物及蝕變礦物蛇紋石、綠泥石等。2、礦石與母巖(含礦的圍巖)在同一地質(zhì)作用下形成,金屬礦物與造巖硅酸鹽礦物近于同時(shí)形成,二者常漸變過渡 。礦石與母巖的區(qū)別僅在于金屬礦物局部富集 。主要構(gòu)造類型1、塊狀構(gòu)造:80%。2、浸染狀構(gòu)造:30%。3、斑點(diǎn)狀、斑雜狀構(gòu)造:50%。4、球狀、豆?fàn)顦?gòu)造。5、條帶狀構(gòu)造。塊狀
37、構(gòu)造:金屬礦物含量大于80%,呈無空洞致密塊狀集合體產(chǎn)出。金屬礦物顆粒從偉晶、至細(xì)粒、極細(xì)粒均有出現(xiàn),顆粒大小較均勻。晚期巖漿分異礦石和熔離礦石中塊狀構(gòu)造比較常見,塊狀構(gòu)造是富礦石的代表。浸染狀構(gòu)造:指造礦礦物在母巖中分布的稠密程度。造礦礦物按照其自形程度可分為全自形 、自形-半自形、半自形-他形三類。金屬礦物集合體的粒徑2mm。習(xí)慣上按金屬礦物含量的多少分為:星散浸染狀構(gòu)造金屬礦物含量10一20(體積)。稀疏浸染狀構(gòu)造 金屬礦物含量20一30,均勻地分布于圍巖中。中等浸染狀構(gòu)造金屬礦物含量30一50,均勻地浸染于脈石礦物。稠密浸染狀構(gòu)造金屬礦物含量50一80,呈粒狀及聚粒狀均勻地浸染于圍巖中
38、。鉻鐵礦(黑海綿隕鐵構(gòu)造狀分布于蛇紋巖中色)呈浸染狀分布于蛇紋巖中。斑點(diǎn)狀和斑雜狀構(gòu)造:在巖漿結(jié)晶分異或熔離過程中,由于重力分異和流動分異的影響,金屬礦物聚集的均勻程度是不同的,當(dāng)巖漿的流速比較穩(wěn)定,金屬礦物聚集體的大小和分布相對比較均勻,集合體近乎等軸狀,粒徑一般在5mm10mm左右,呈星散狀分布于礦石中,其含量大致在50%以下,稱為斑點(diǎn)狀構(gòu)造。若金屬礦物斑點(diǎn)大小不一,相差懸殊,呈不規(guī)則狀分布于脈石礦物的基質(zhì)中,有的部位金屬礦物集中成致密狀,有的成星散狀,分布特點(diǎn)是雜亂無章,既無規(guī)律又不均勻,可稱斑雜狀構(gòu)造。它是斑點(diǎn)狀、浸染狀、和塊狀構(gòu)造之間的一種過渡類型。豆?fàn)詈颓颍觯顦?gòu)造:含礦巖漿在熔
39、融狀態(tài)下,經(jīng)熔離作用分離出的團(tuán)狀礦漿,在重力影響下流動下沉 ,逐步匯集結(jié)晶成豆?fàn)?。是鉻鐵礦礦石特有的構(gòu)造類型。礦物集合體一般0.5-1cm,豆粒呈渾圓狀或橢圓狀,表面較光滑,內(nèi)部無核心,也無同心環(huán)帶,與橄欖巖之間界線清晰,并且沒有溶蝕現(xiàn)象。鉻鐵礦常呈自形晶。如果礦物集合體直徑為1-3cm,則稱為球(瘤狀)狀構(gòu)造。條帶狀構(gòu)造:由結(jié)晶分異和熔離作用形成的金屬組分熔體,受重力分異和流動分異的影響,使它們在下沉過程中呈延長狀聚集,分布于脈石礦物中,與脈石礦物集合體成條帶相間出現(xiàn),構(gòu)成條帶狀構(gòu)造。金屬礦物的條帶有一定的連續(xù)性,常相互平行,寬窄不一。 浸染條帶狀構(gòu)造。脈狀構(gòu)造:巖漿分異的晚期,由于揮發(fā)份較
40、集中,降低了結(jié)晶溫度,晚期結(jié)晶分異和熔離作用形成的金屬組分,由于內(nèi)應(yīng)力較大,可沿圍巖的節(jié)理或裂隙貫入固結(jié)成脈狀構(gòu)造。一般脈的兩壁界線清晰,溶蝕現(xiàn)象不顯著。巖漿礦石構(gòu)造特點(diǎn):礦物集合體為晶質(zhì)的,一般無溶蝕接觸邊緣。礦石成分與母巖成分基本相同。以塊狀、浸染狀、斑點(diǎn)狀和斑雜狀構(gòu)造為常見類型,豆?fàn)顦?gòu)造為熔離礦石的典型構(gòu)造。火山巖漿礦石構(gòu)造:指與火山巖漿噴溢作用以及礦漿貫入作用有關(guān)的礦石構(gòu)造,形成深度較淺小于1.5km。在較深部火山巖漿房中,經(jīng)巖漿結(jié)晶分異和熔離作用形成的礦漿,上侵到火山機(jī)構(gòu)中,或噴溢出地表,經(jīng)冷凝富集而成。由于礦漿中含有大量的揮發(fā)份,內(nèi)應(yīng)力較大,成礦深度淺,可形成特殊的構(gòu)造:氣孔(杏仁
41、)狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造。特點(diǎn):礦物集合體為晶質(zhì)的,也有隱晶質(zhì)和少量非晶質(zhì)。二、熱液礦石構(gòu)造指含礦汽水熱液 沿圍巖裂隙流動過程中,由于溫度壓力等條件改變,含礦熱液充填結(jié)晶以及對已形成的礦物或圍巖交代置換后沉淀而形成的礦石構(gòu)造。金屬礦物種類很多:金屬硫化物及硫鹽、碲化物、金屬氧化物及含氧鹽,還有自然Au、Ag、Cu等。脈石礦物相對簡單,主要有石英、螢石、方解石、重晶石和綠泥石等。主要類型:1、脈狀構(gòu)造、交錯(cuò)脈狀及網(wǎng)脈狀構(gòu)造2、晶洞及晶簇狀構(gòu)造、梳狀構(gòu)造3、膠狀及變膠狀構(gòu)造 4、浸染狀、斑點(diǎn)狀和斑雜狀構(gòu)造5、交代殘余構(gòu)造成礦物質(zhì)豐富,由于圍巖的化學(xué)性質(zhì)活潑,孔隙裂隙發(fā)育或礦液的化學(xué)活動性大,以及溫度較
42、高且緩慢下降等,交代作用比較強(qiáng)烈,常構(gòu)成塊狀構(gòu)造。脈狀構(gòu)造:含礦氣水溶液沿圍巖或早期礦石的裂隙充填或交代,成礦物質(zhì)沉淀則形成脈狀構(gòu)造。網(wǎng)脈狀構(gòu)造:由于構(gòu)造的多次活動,使圍巖和早形成的礦石 產(chǎn)生構(gòu)造裂隙和錯(cuò)動,礦液沿不規(guī)則的裂隙或網(wǎng)脈狀裂隙充填或交代即構(gòu)成網(wǎng)脈狀構(gòu)造。晶洞狀構(gòu)造:礦液沿空洞充填,由于自由空間充分,有利于礦物沿洞壁向空間生長成完整的晶體。若保留一定的空間,可構(gòu)成晶洞狀構(gòu)造。晶簇狀構(gòu)造:含礦熱液在晶洞內(nèi)生長成的自形或半自形的晶體群即為晶簇狀構(gòu)造。梳狀構(gòu)造:礦物晶體群垂直于延長的裂隙壁,由裂隙壁向中心生長,構(gòu)成梳狀構(gòu)造。膠狀構(gòu)造:礦液充填在淺成的一些空洞中,由于壓力和溫度急劇降低,導(dǎo)致
43、礦液強(qiáng)烈過飽和而成為膠體狀態(tài),由凝膠沉淀則構(gòu)成膠狀構(gòu)造。因凝膠的表面張力大,易形成球狀或半球狀沉淀,其斷面呈同步彎曲狀或同心的環(huán)帶,并在脫水老化時(shí),由于凝縮而形成星狀孔隙和干裂紋。在一定條件下,收到重結(jié)晶作用,常保留膠狀構(gòu)造的某些特點(diǎn)就稱為變膠狀構(gòu)造。角礫狀構(gòu)造:礦液充填于破碎帶中,膠結(jié)破碎帶的巖石或早期礦石的破碎角礫形成角礫狀構(gòu)造。角礫的棱角較清楚,溶蝕現(xiàn)象不甚明顯。有時(shí)角礫和膠結(jié)物的某些成分相同。環(huán)狀構(gòu)造:以破碎的角礫為中心,晚期礦化階段的產(chǎn)物呈環(huán)狀包圍,依次沉淀可形成環(huán)狀構(gòu)造。這類礦石構(gòu)造可幫助判斷礦化階段。條帶狀構(gòu)造:礦液沿圍巖中一些近于平行的裂隙、孔隙、微層理等進(jìn)行交代,或由于巖石的
44、化學(xué)成分、孔隙度和滲透性有差別,礦液進(jìn)行選擇性交代時(shí),可形成條帶狀構(gòu)造。條帶一般較連續(xù),但條帶間的界線不甚清晰。對于巖性有差異的灰?guī)r和矽卡巖以及蝕變強(qiáng)度不同的一些巖石,礦液的選擇交代作用比較明顯,易形成此種構(gòu)造。充填礦石構(gòu)造與交代礦石構(gòu)造的區(qū)別:1、充填礦石構(gòu)造主要受構(gòu)造裂隙控制,交代礦石構(gòu)造多發(fā)育在化學(xué)性質(zhì)活潑或孔隙度較大的巖石中,受巖性控制明顯。2、充填礦石與圍巖界限清晰、平直,角礫的棱角清楚;交代成因礦石與圍巖界限模糊不清,邊界曲折,常呈犬牙交錯(cuò)狀,角礫或殘留體棱角成渾圓狀。3、充填礦石構(gòu)造中,金屬礦物與脈石礦物同源同生,交代礦石中的金屬礦物晚于脈石礦物。三、風(fēng)化礦石構(gòu)造是地表風(fēng)化作用的
45、產(chǎn)物。主要是原生礦石和巖石在地表?xiàng)l件下(水、氧、二氧化碳、生物和溫度等),經(jīng)受機(jī)械破碎、劇烈氧化、溶解、淋濾和次生富集等作用,使其物質(zhì)成分和組構(gòu)等受到明顯的變化和改造,形成的各種礦石構(gòu)造。金屬礦物常見的有:褐鐵礦、軟錳礦、硬錳礦、孔雀石、菱鋅礦等。非金屬礦物主要是二氧化硅和碳酸鹽等類礦物。典型的礦石構(gòu)造1、多孔狀及蜂窩狀構(gòu)造2、膠狀構(gòu)造及變膠狀構(gòu)造(1)腎狀構(gòu)造 (2)鐘乳狀構(gòu)造(3)結(jié)核狀構(gòu)造(4)同心圓狀、皮殼狀構(gòu)造閃鋅礦礦石經(jīng)風(fēng)化,鋅被淋濾,鐵殘留形成褐鐵礦(褚色紅褐色)并留下眾多小孔。多孔狀構(gòu)造在硫化物礦床的氧化帶中,銅鋅等硫化物氧化后成易溶的硫酸鹽被地下水帶走,硫酸鐵經(jīng)水解后成難溶的
46、膠體物質(zhì)在原地沉淀下來,凝聚后可形成穩(wěn)定的褐鐵礦、針鐵礦或赤鐵礦等,組成鐵帽常呈多孔狀構(gòu)造。如果空洞寬大,由難溶的礦物構(gòu)成隔板可交織成為骨架狀構(gòu)造。蜂窩狀構(gòu)造含有成礦物質(zhì)的巖石或原生礦石,經(jīng)風(fēng)化后使礦物發(fā)生氧化分解,其中某些易溶組分可溶解流失,而難溶不易分解的組分和成礦物質(zhì)殘留下來,使礦石具有許多不規(guī)則的空洞,形似蜂窩,稱為蜂窩狀構(gòu)。膠狀構(gòu)造由風(fēng)化作用形成的膠體溶液沉淀后即成為膠狀構(gòu)造。經(jīng)重結(jié)晶作用仍殘留有膠狀構(gòu)造的某些特征,即成為變膠狀構(gòu)造。一般多發(fā)育在殘余的或淋積的鐵錳礦床及硫化物礦床氧化帶的各類礦石中。腎狀及葡萄狀構(gòu)造由風(fēng)化作用形成的膠體溶液,沿空洞裂隙逐步沉淀、堆積,因具有一定的空間,
47、同時(shí)由于膠體的表面張力大,凝膠沉淀物凝縮,即形成不規(guī)則半球形或半橢球形的表面,稱腎狀構(gòu)造;如果成較規(guī)則的圓球形集合體,球徑小于1cm者,則稱葡萄狀構(gòu)造。鐘乳狀構(gòu)造含礦膠體溶液沿較大的空洞頂壁裂隙緩慢下滴,逐漸形成鐘乳石狀構(gòu)造。我國湖南上五都、遼寧瓦房子、廣西等錳礦床均可見到這種構(gòu)造。同心圓狀、皮殼狀及條帶狀構(gòu)造當(dāng)含礦膠體溶液圍繞某一巖石或礦石碎塊,逐圈沉淀成顏色或成分上略有變化者即為同心圓狀構(gòu)造。若含礦膠體溶液逐層沉淀而形成較寬闊的曲面或不規(guī)則的殼層時(shí),即為皮殼狀構(gòu)造。當(dāng)含礦膠體溶液凝聚沉淀,形成彼此大致平行的條帶時(shí),即構(gòu)成條帶狀構(gòu)造。這三種礦石構(gòu)造時(shí)常相伴出現(xiàn)。角礫狀構(gòu)造系原生礦石經(jīng)風(fēng)化破碎
48、后,被粘土等表生礦物膠結(jié)起來,或破碎的巖塊被次生的金屬礦物(如硬錳礦、軟錳礦、褐鐵礦等)集合體膠結(jié)而成。倘若破碎的角礫,在原地未經(jīng)膠結(jié)物膠結(jié)成角礫狀構(gòu)造膠結(jié),呈松散堆積,則稱碎塊狀構(gòu)造。風(fēng)化礦石構(gòu)造特點(diǎn):礦石由常溫常壓下穩(wěn)定的各種表生礦物組成。礦物集合體的形態(tài)復(fù)雜,有晶質(zhì)的和膠狀的。礦石構(gòu)造以疏松多孔及膠體沉淀為特征。特殊的礦物組合及構(gòu)造形態(tài),可作為找礦標(biāo)志。四、沉積礦石構(gòu)造沉積礦石與沉積巖在形成方式與形成過程上幾乎完全一致,因此其構(gòu)造特點(diǎn)與沉積巖的構(gòu)造特點(diǎn)相當(dāng)。組成礦物主要是鐵、錳、鋁的氧化物,碳酸鹽、磷酸鹽及鉛、鋅、銅的硫化物等。磁鐵礦、赤鐵礦、鈦鐵礦、菱鐵礦、硬錳礦、軟錳礦等。典型構(gòu)造1
49、、層狀構(gòu)造2、鮞狀構(gòu)造3、腎狀構(gòu)造4、結(jié)核狀構(gòu)造5、草莓狀構(gòu)造。層紋狀構(gòu)造:由不同顏色、成分和結(jié)構(gòu)的礦物集合體,分別平行于層理方向成層分布,有時(shí)可出現(xiàn)斜層理或交錯(cuò)層理,單層有厚有薄,層間有時(shí)有圍巖或其它成分的夾層,礦石有明顯的層理,單層厚度在0.5mm以上者,稱層狀構(gòu)造。若單層厚度在0.5mm以下者,則為層紋狀構(gòu)造。單層厚度及延長較穩(wěn)定。鮞狀構(gòu)造:在動蕩的淺海盆地,以巖屑或晶屑、砂粒、化石碎片或凝膠體質(zhì)點(diǎn)等為核心,由于海水動蕩,鮞核不斷滾動,金屬礦物質(zhì)膠凝體圍繞鮞核呈同心環(huán)狀沉淀,形成渾圓狀鮞粒,當(dāng)鮞粒達(dá)到一定大小便沉淀下來。直徑為12mm,狀如魚子故稱鮞狀構(gòu)造。若粒徑在25mm者,則稱豆?fàn)顦?gòu)
50、造。結(jié)核狀構(gòu)造:多數(shù)形成于較鮞粒、腎體更深的海或湖盆地中,含礦膠體溶液圍繞碎屑凝聚成大小不等的球形、橢球形及不規(guī)則狀的獨(dú)立結(jié)核體。構(gòu)成結(jié)核體殼層的膠體成分有黃鐵礦、白鐵礦、菱鐵礦、硬錳礦及軟錳礦等。草莓狀構(gòu)造:成因多認(rèn)為是生物化學(xué)作用形成的,但也有人認(rèn)為膠體和無機(jī)化學(xué)作用也可形成。是由沉積作用形成的典型礦石構(gòu)造。即使經(jīng)受后期的改造作用(如淺變質(zhì)和熱液疊加作用),仍能被保存下來;草莓狀構(gòu)造在我國云南、四川、湖南等地的層狀銅礦床和河北高板河多金屬硫化物礦床及美國密西西比鉛鋅礦床中均有發(fā)現(xiàn)。疊層狀構(gòu)造:生物構(gòu)造的一種,當(dāng)發(fā)生同生沉積時(shí)發(fā)育有大量的藻類,如:各種形態(tài)的藻席、藻丘、藻礁等呈疊層狀被埋藏,
51、金屬硫化物保存原來疊層狀藻類的遺體疊層石的特點(diǎn)。腎狀構(gòu)造:以砂粒、鮞粒或化石碎屑為基底,含礦膠體溶液以凝膠的方式,以凸曲面朝上的半圓形同心圓狀向上逐漸疊生形成腎體,很象倒扣的碗羅(疊層石狀)。頂面多呈不規(guī)則圓形、橢圓形,直徑常為12cm,“腎體”間的膠結(jié)物通常是與腎體成分相同,此外,還可有鮞粒、化石及化學(xué)沉積的圍巖成分。其形成環(huán)境與鮞狀構(gòu)造相似,但水體相對穩(wěn)定些。五、變質(zhì)礦石構(gòu)造原生巖石和礦石受溫度、壓力及氣水溶液等物理化學(xué)條件的影響經(jīng)變質(zhì)作用后改造而成的。指區(qū)域變質(zhì)、動力變質(zhì)及接觸變質(zhì)等成礦作用所形成的礦石構(gòu)造。變質(zhì)作用中,由于高溫高壓可使含水的原巖和礦石經(jīng)脫水作用產(chǎn)生不含水的礦物,如褐鐵礦
52、和鐵的氫氧化物變?yōu)槌噼F礦或磁鐵礦,從而發(fā)生礦物成分和化學(xué)成分的變化。同時(shí)高溫高壓下礦物的重結(jié)晶作用也比較普遍,導(dǎo)致礦物集合體由隱晶質(zhì)或非晶質(zhì)變?yōu)榫з|(zhì),由細(xì)粒變?yōu)榇至?,直接影響礦石組構(gòu)特點(diǎn)的變化。組成礦物主要為鐵、鈦、錳等氧化物,鐵、銅、鉛、鋅等硫化物和自然金以及石英、方解石、硅酸鹽礦物。主要形成以下構(gòu)造:皺紋狀構(gòu)造,片狀及片麻狀構(gòu)造,條帶狀、脈狀構(gòu)造,變余(殘余)構(gòu)造。條帶狀構(gòu)造:由于溫度壓力的影響,金屬礦物集合體與脈石礦物集合體拉長或呈延長狀相間排列,構(gòu)成條帶狀構(gòu)造。條帶寬度略有變化,延長不大,條帶內(nèi)礦物顆粒多呈定向排列,常有彎曲現(xiàn)象。一些硫化物由于熔點(diǎn)較低,高溫下呈塑性狀態(tài),在應(yīng)力作用下呈
53、微細(xì)脈狀擠入到圍巖的片理中,顯示流動狀態(tài)亦可呈條帶狀構(gòu)造。皺紋狀構(gòu)造:原生條帶狀或?qū)訝罴皩蛹y狀構(gòu)造的礦石,在變質(zhì)作用過程中由于長期受到擠壓發(fā)生褶皺而形成皺紋狀構(gòu)造。片狀、片麻狀構(gòu)造:區(qū)域變質(zhì)作用中,在深度不太大地區(qū)以定向壓力為主,由于溫度壓力的作用,使一些片狀、柱狀礦物呈定向排列形成片狀構(gòu)造,礦石顯清晰的片理,與圍巖片理一致。地殼深部變質(zhì)作用強(qiáng)烈,不僅片、柱狀礦物定向排列,又能使一些粒狀礦物集合體拉長,呈斷續(xù)定向排列形成片麻狀構(gòu)造。變余構(gòu)造:變質(zhì)作用后,仍保留了原來礦石構(gòu)造的形態(tài)特征,但礦物集合體可產(chǎn)生拉長和定向排列,并且發(fā)生顯著的重結(jié)晶現(xiàn)象。如變余層狀、條帶狀構(gòu)造變余膠狀(鮞狀、腎狀)等。變
54、質(zhì)礦石構(gòu)造的主要特點(diǎn):礦物集合體為晶質(zhì)的。礦物集合體形態(tài)一般為不規(guī)則,多呈拉長、碎裂、彎曲變形或塑性流動,且常定向排列,有時(shí)能保留原生礦石的某些特點(diǎn)。礦石的結(jié)構(gòu)和礦物晶粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)礦石結(jié)構(gòu)研究對象:礦物結(jié)晶顆粒。礦物顆粒的大?。ú煌6龋┖托螒B(tài)(延長的、渾圓的和變形的)礦物晶粒、碎屑以及膠體等。這些礦物顆??臻g上的相互關(guān)系即組成各種形態(tài)的礦石結(jié)構(gòu)。礦石結(jié)構(gòu)受組成礦物晶體化學(xué)性質(zhì)和形成過程中物理化學(xué)條件控制。即使同種礦物,在不同的物理化學(xué)條件下,可形成不同的礦石結(jié)構(gòu)。礦石結(jié)構(gòu)分類依據(jù):形成的物理化學(xué)條件及其成礦作用。一、結(jié)晶結(jié)構(gòu)從巖漿熔融體和氣水溶液中結(jié)晶形成的礦石結(jié)構(gòu)。影響結(jié)晶結(jié)構(gòu)形態(tài)的因素:結(jié)
55、晶能力:單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生結(jié)晶中心數(shù)量多少的能力。影響礦物顆粒大小。當(dāng)熔體和溶液處于微過冷卻和過飽和時(shí),礦物結(jié)晶能力弱,產(chǎn)生結(jié)晶中心數(shù)量較少,有足夠的自由空間生長,易形成較大的晶體;若強(qiáng)烈過冷卻和過飽和時(shí),則常形成細(xì)小的晶體;而在極強(qiáng)烈過冷卻和過飽和時(shí),將形成隱晶質(zhì)或膠體物質(zhì)。影響晶形完好程度主要因素結(jié)晶速度晶體生長的直線速度(厘米/秒),結(jié)晶速度小,易形成完好的晶體,反之,形成的晶體不完好,若各向結(jié)晶速度有差異,則晶形發(fā)育也受影響。礦物結(jié)晶生長力(結(jié)晶力),也是影響晶形完好程度的重要因素。結(jié)晶生長力較強(qiáng)的礦物,能在缺少足夠的自由空間條件下,發(fā)揮其擠占空間的能力,可生長出較完好的外形,如黃鐵礦、毒
56、砂等,而結(jié)晶生長力較弱的礦物,則不易形成較完好的晶形,如黃銅礦、磁黃鐵礦等,通常呈他形晶狀。溫度、壓力及組分的濃度等,對結(jié)晶有著重要的影響。在溫度逐漸降至礦物熔點(diǎn)以下或溶解度逐漸減小至過飽和狀態(tài)以下時(shí),礦物按一定次序晶出,當(dāng)溫度緩慢下降時(shí),礦物結(jié)晶速度也慢,晶出礦物的顆粒較粗大,晶形也較完好;當(dāng)溫度驟然下降時(shí),礦物迅速沉淀,形成隱晶質(zhì)或膠體物質(zhì)。另外,高溫時(shí)某些組分,尤其是揮發(fā)分,多呈氣態(tài)存在,當(dāng)溫度降低時(shí),則呈液態(tài)溶于熔體或溶液中,使其中的陰離子濃度增高,有利于與金屬陽離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而促使某些礦物結(jié)晶。當(dāng)壓力高時(shí),通常結(jié)晶速度較緩慢,外壓減低時(shí),揮發(fā)分易從液相中逸出,使其化學(xué)平衡遭到破
57、壞,可促使某些礦物迅速沉淀。主要類型1、全自形晶粒狀結(jié)構(gòu) 2、半自形晶粒狀結(jié)構(gòu) 3、他形晶粒狀結(jié)構(gòu)4、海綿隕鐵結(jié)構(gòu) 5、斑狀結(jié)構(gòu) 6、包含結(jié)構(gòu)自形晶粒狀結(jié)構(gòu):由一種或多種礦物組成的礦石,其中一種金屬礦物多呈較完好的晶形。倘若礦石礦物晶形雖完好,但數(shù)量很少且零星產(chǎn)出,只能視為自形晶粒狀的礦物。若其含量在 80以上者,稱全自形晶粒狀結(jié)構(gòu)。多為結(jié)晶生長力較強(qiáng)的礦物,如黃鐵礦、鉻鐵礦、磁鐵礦等。半自形晶結(jié)構(gòu):一種礦物的含量在50以上,晶粒形成部分完整的晶面。他形晶粒狀結(jié)構(gòu):礦石礦物多呈不規(guī)則粒狀,不具任何完好的晶面。形成這種結(jié)構(gòu)的礦物多為結(jié)晶力弱,或是在極度過冷卻或過飽和的情況下,由于同時(shí)結(jié)晶的礦物晶
58、粒互相爭奪空間所致。另一種情況是由于結(jié)晶晚于其他礦物,故其形狀受所剩余粒間空隙限制而形成他形(填隙)結(jié)構(gòu)。海綿隕鐵結(jié)構(gòu):特殊他形晶粒狀結(jié)構(gòu)。晚期巖漿礦床重要的結(jié)構(gòu)類型。他形的金屬礦物集合體,充填在自形的硅酸鹽造巖礦物晶隙之間。是巖漿結(jié)晶分異過程中,金屬礦物晚于硅酸鹽礦物晶出的一種典型結(jié)構(gòu)。包含結(jié)構(gòu):在一種粗大晶體的礦物中包含有同種或另一種細(xì)小晶體的礦物。結(jié)晶作用早期,溫度快速下降,形成細(xì)粒自形晶礦物,后來溫度下降緩慢形成較大晶體過程中,包含了已經(jīng)形成的細(xì)小礦物。二、交代結(jié)構(gòu) 交代作用是在溶解固態(tài)介質(zhì)的同時(shí),進(jìn)行沉淀新生礦物以取代早形成礦物的作用。交代作用遵循等體積定律,在交代前后,礦石或巖石的
59、體積保持不變,原巖或原礦石甚至生物的組構(gòu)有時(shí)亦能保留下來。交代結(jié)構(gòu)中,也可見自形、半自形、他形以及生物狀等結(jié)構(gòu),它們是以交代礦物所呈現(xiàn)的形態(tài)而命名。主要發(fā)育在各種成因的氣水溶液交代礦石中,在表生礦石(如風(fēng)化礦石等)中也多見,巖漿礦石中不發(fā)育。交代結(jié)構(gòu)是早晶出的礦物,被較晚生成的礦物交代溶蝕而交代晶體(代晶)中常包有被交代礦物的殘余。常以交代礦物所呈現(xiàn)的形態(tài)而命名。浸蝕結(jié)構(gòu):交代礦物呈尖楔狀插入被交代礦物中,或交代礦物呈星狀出現(xiàn)在被交代礦物中。浸蝕(溶蝕)結(jié)構(gòu):后生成的礦物沿早生成的礦物邊緣、解理裂隙等部位進(jìn)行較輕度的交代。晶邊常出現(xiàn)凹陷、邊緣不平坦,多呈港灣狀和星狀等。其特點(diǎn)是交代礦物常呈尖楔
60、狀侵入被交代礦物中,或交代礦物呈星狀出現(xiàn)在被交代礦物中。骸晶結(jié)構(gòu):早晶出的具有較完整晶形輪廓的礦物,被后生成的礦物進(jìn)行溶蝕交代,但仍保留被交代晶形殘骸外形。交代假象結(jié)構(gòu):赤鐵礦沿磁鐵礦邊緣或裂開進(jìn)行交代,當(dāng)磁鐵礦完全被交代時(shí),赤鐵礦呈磁鐵礦晶體形態(tài),而稱為假象赤鐵礦。交代文象結(jié)構(gòu):黃鐵礦被方鉛礦交代呈形似象形文字樣殘留。當(dāng)浸蝕結(jié)構(gòu)或骸晶結(jié)構(gòu)進(jìn)一步被溶蝕交代時(shí),被交代的礦物形成多個(gè)蠕蟲狀顆粒,被包裹在交代礦物內(nèi),形似古代象形文字,稱似文象結(jié)構(gòu)或交代文象結(jié)構(gòu)。交代殘余結(jié)構(gòu):被交代礦物在交代礦物中,殘余下一些島嶼狀或不規(guī)則狀殘余體,各殘余體之間有的結(jié)晶方位多具一致性,可大致恢復(fù)被交代礦物原顆粒輪廓。
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