岩矿分析

《岩矿现代分析测试技术》《岩石矿物分析基本流程》教案课程设计者：核资源与核燃料工程学院09级硕士研究生马强一、设计理念1、岩石矿物分析是地质工作的基础，化学分析是地质工作者的眼睛。

2、教学中，先介绍岩石矿物分析在地球科学系统中研究的重要意义，继而引出本节课的主要内容。

讲解主要围绕岩石矿物分析基本流程这一主线，逐层展开每个分析的环节，阐述各个分析环节的重要性。

3、在教学中，采用提问式和讲解式的教学方法，充分调动学员在课程中的积极性。

二、教学目标1、知识与能力目标：了解岩石矿物分析对地球科学研究的意义及岩石矿物分析各个环节的重要性，进一步提高分析问题、解决问题的能力。

2、过程与方法目标：通过讲解式的教学方法，让大家明白岩石矿物分析的意义。

3、情感态度与价值观：深入学习岩石矿物分析的重要意义，激发学生学习的兴趣，为祖国建设和发展添砖加瓦。

三、知识重点与难点1、重点：掌握岩石分析的基本流程。

2、难点：分析流程中每一步的重要性。

四、教学手段1、采用多媒体教学，创设教学情境。

五、教学内容与过程设计（一）创设情景，导入新课尊敬的老师，亲爱的同学，大家好！我是核资源与核燃料工程学院研三的硕士生马强，我的导师是冯志刚教授，今天我要讲课的题目是：《岩石矿物分析流程》。

希望大家多多指教，下面我们开始讲课。

【自述】岩石矿物分析是地质工作的基础，化学分析是地质工作者的眼睛。

岩石矿物的分析对确定岩矿的种类，分析矿床的开采量，以及开采的可能性与经济性具有重要的作用，并能有效的提高地质勘探工作的效率；为解决工程地质、地震、火山灾害、环境的变化等问题提供重要依据；更为人类更深入的认识自然界、探索地球、以及开发地资源提供最基础的数据信息。

【提问】那么，在实际工作中，对于一块具体的矿物，要想知道这些矿石里面含有哪些元素，具体含量是多少，我们应该怎么做呢？这就是我们今天要将的内容《岩石矿物分析基本流程》。

（二）知识讲解与分析【自述】首先，岩石矿物分析由以下基本程序组成：1.1试样的加工【自述】主要包括破碎、过筛、拌匀、缩分等步骤。

【讲解】关于试样的加工，如果采用的操作方法不恰当，会给指导找矿、勘探或计算储量造成失误，因此必须遵守我国地质系统的有关规定，严肃认真对待矿物试样的加工。

原始试样送到实验室时，根据矿种和要求的不同，会从几公斤到几十公斤不等。

这些原始矿样往往是代表矿体的某一块段或矿层的化学组成。

而在实验室，实际用于分析的试样一般仅需几克，几十克，最多也不过几百克。

因此对某一矿样进行分析时，首要遇到的问题，就是如何用最经济有效的加工方法将重于分析样品几十倍甚至几百倍的原始矿样进行破碎、缩分，使制成的分析试样不仅能达到足够的细度，便于分解；最重要的是要求这个分析样品能代表整个原始矿样的化学组成。

不同的矿种、不同的分析要求，应采取不同的加工方法。

【例如】一般大量样品是用空气干燥法干燥之，少量样品可在电烘箱内烘干，温度一般控制在105℃～110℃，但有些矿样不烘样，如物相分析和测定亚铁的样品。

有些矿样只能在较低的温度烘干如黄铁矿等硫化矿在60℃～80℃烘干；有些矿样需要在较高的温度烘干，如铝土矿、锰矿则需在130℃烘干。

【自述】在制样过程中，如选用的加工方法不当，会对矿床的评价造成错误的判断，从而给地质工作带来严重后果，因此，每一个分析人员、碎样人员都应充分认识样品制备加工的重要意义，切实掌握样品加工原理及操作方法，务必保证分析样品有足够的代表性。

1.2进行定性和半定量的分析【自述】试样加工好以后，必须进行定性和半定量分析，定性分析，就是确定属于什么岩相，含有哪些矿物成分，继而大概含有哪些元素。

半定量分析，就去根据定性分析确定的岩相，大致判断该岩石矿物中元素的百分数，希望得知成分的大致含量，以便进一步选择合适的精确定量分析方法然后结合地质工作所要求的准确度和实验室的工作条件来确定对待测元素应采用的测定方法和消除干扰的方法。

【自述】岩石矿物是由地壳中的一种或是多种化学元素组成的自然聚合体，是地壳中各种地质作用的产物。

一般岩矿种类是多种多样的，这主要是由于自然界中不同的化学元素以及它们多样的组合方式，同时复杂多变的地质作用也促使了岩矿的多样化。

自然界中目前已知的岩矿种类达到三千多种，然而最常见的也不过百余种之多。

【举例】通常见到的岩矿多数是几种元素的化合物，如石英、红铁矿、磁铁矿等含氧矿物；白云石和方解石等碳酸盐类矿物；长石、云母、角闪石等硅酸盐类矿物；如石膏、重晶石等硫酸盐类矿物；此外，还有一些如锌、铜、铁等的硫化矿物等。

【自述】进行定性和半定量分析，主要目的就是可以以最快的速度测出有用成分及其含量，避免盲目性，可以用化学分析法和仪器分析法。

【举例】对于碳酸岩与硅酸岩样品的判别，通过滴加稀盐酸，观察岩石是否有气泡产生，如果有气泡产生，就可以确定为碳酸盐岩。

反之亦然。

如对于钨矿中4%以上三氧化钨的测定，只能用钨酸铵灼烧重量法，环己烷-乙酸丁酯萃取硫氰酸盐吸光光度法适用于钼精矿、三氧化钼中0.001%—0.1%钨的测定。

1.3选择测定方法【自述】随着科学技术和产生的发展，岩矿分析中要求测定的项目越来越多，难度越来越大，而岩石矿物中的各种元素均有多种测定方法，【举例】如对矿石中U的分析，钒酸铵滴定法、5-Br-PADAP吸光光度法、偶氮胂Ⅲ吸光光度法、示波极谱法。

【自述】根据定性和半定量分析的结果，对待测元素的含量和共存元素含量的情况进行选择。

一般来说，对试样中含量高的待测元素，应采用重量法、滴定法。

对于含量低的，则用仪器光谱法。

因此，了解试样中待测元素及其共存元素含量的高低时，可以采用正确的方法进行测定，这样才能得到正确的结果。

1.4拟定分析方案进行分析的操作【自述】拟定分析方案是一个十分重要而复杂的环节，它涉及各元素的测定方法和分析方法间的相互影响和配合等问题，需要较全面的理论知识和丰富的实践经验，需要考虑试样的分解方法，干扰元素的消除办法和具体测定方法。

所拟定的方案最好是一个综合性的分析方案，即最好是同一称样经过分解后，就能分取溶液进行数个组份的测定。

值得注意的是，任何分析方案都有局限性，要随着分析化学的发展，不断更新旧的分析方案。

【举例】对于硅酸岩样品的分析，我们采取三份试样完成分析，第一份以钒酸铵滴定法测定U；第二份试样以氟硅酸钾滴定法测定二氧化硅，第三份试样以氢氟酸、盐酸、硝酸，移入50mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，以下简称清液。

按图示方法分取清液分别测定铝、磷、钛、钾、钠、钙、镁、铁、锰。

U Al2O3P2O5TiO2K2O Na2O CaO MgO Fe2O3MnO SiO2 1.5审查分析结果【自述】审查分析结果是整个实验工作的重要一环，目的在于进一步发现问题，保证质量。

在分析方案选定之后，需要严格遵守有关的操作规程进行分析、审查分析结果。

分析结果必须符合国家规定的要求。

1.6岩石矿物分析的误差问题【自述】任何元素或组分的测定过程，都包含分析方法、仪器、操作者三个因素。

岩石矿物分析技术存在着一个限度（由测量结果的用途决定），不论使用多么完善的方法，仪器多么精良，操作多么熟练，测得的结果的可靠程度总是不可避免的存在着误差，即指测定结果与真实含量之间的差数问题，有的可以避免，有的不可以避免，如由于包括仪器不良或试剂不纯引起的误差、操作误差、人身误差都可通过适当的措施使之消除或减低到很小，但方法误差却不同，如不改变测定的条件，产生的误差总是相同，例如在用动物胶凝聚测定二氧化硅的试验中，结果总要偏低千分之几，这就是方法本身产生的误差。

方法误差在岩石矿物分析中很普遍，在考察寻找一个方法不正确的原因时，应当取用不同的试样量，以便精确表述数据的集中或分散程度，揭露可能存在的误差。

总之，在实际工作中，要不断改进方法、提高技术、仔细操作，才能在一定限度内获得一个相对正确的可靠的结果。

1.7小结本文主要讲了岩石矿物分析的基本流程，首先是试样的加工，这里面要注意试样的加工主要包括：样品的破碎、过筛、拌匀、缩分等步骤；第二步就是样品的定性和半定量分析，得出试样的大致组成及其含量；第三步就是选择测定方法，测定方法的选择必须待测元素和共存干扰元素的影响。

第四步就是拟定分析方案，它涉及各元素的测定方法和分析方法间的相互影响和配合等问题，需要较全面的理论知识和丰富的实践经验，需要考虑试样的分解方法，干扰元素的消除办法和具体测定方法。

所拟定的方案最好是一个综合性的分析方案，即最好是同一称样经过分解后，就能分取溶液进行数个组份的测定。

矿物岩石分析是地质工作的一个重要组成部分，必须理论联系实际的解决问题，设计、拟定分析方案，才能通过矿物岩石元素分析来判断出矿物岩石的经济价值等各项指标，才能指导综合回收矿物。

因此，对于每个地质工作人员来说，做好矿物岩石分析的每个细节，不漏掉有用的矿物，达到矿物的最大的经济价值，才能为祖国建设和发展添砖加瓦。

化学分析准确，但不够快速，多元素同时测定仪器分析在痕量元素测定上显示了突出的优势，但准确度还有待进一步提高，分析者无需刻意追求究竟哪种组合最为理想，重要的是根据自己实验室的条件，扎扎实实地提高岩石分析数据质量。

教学反思：由于是第一次讲课，内心难免有些紧张，这种紧张表现在准备这堂课的整个过程中，当然最终也在课程中展现的一览无余。

细细品味之和，也深深体会到实际课堂教学中，生成性问题的把握之困难，从而加深理解好课之难。

使我深刻体会到“只有精心准备，才能随即应变”的道理。