矿物的分析测试方法
关于地质岩石矿物分析测试技术的探讨
关于地质岩石矿物分析测试技术的探讨摘要：地质岩石矿物分析测试技术在地质学、矿产勘探和资源评估中扮演着重要的角色。
通过对岩石和矿物的分析，我们可以了解地球的演化过程，揭示地质过程和资源形成机制。
本文将探讨几种常用的地质岩石矿物分析测试技术，以供相关人士交流参考。
关键词：地质岩石；矿物；分析测试一、地质岩石矿物分析常见的测试技术（一）光学显微镜测试光学显微镜是地质岩石矿物分析测试中最常用的工具之一。
其原理基于光学的折射和散射特性，通过放大样品的图像以观察和分析其中的岩石和矿物组成。
工作流程通常包括样品制备、加载样品到显微镜平台上并进行调节和对焦，然后使用不同的镜头和光源来观察以获取所需的图像。
在数据分析方面，光学显微镜可以提供详细的形态学信息，如颗粒大小、颜色、晶体形态等，并通过矿物学特征来确定矿物的种类和组合。
此外，利用偏光显微镜和交叉偏光显微镜等技术，还可以观察和分析岩石和矿物组分之间的相互作用，如正交交变和双折射效应。
光学显微镜的数据分析通常涉及图像处理和解释，可以通过比对参考图谱、使用矿物识别软件或进行人工判断来鉴定岩石和矿物种类[1]。
（二）X射线衍射技术X射线衍射技术是地质岩石矿物分析测试中一种重要的手段。
它基于X射线与物质相互作用的原理，通过分析所衍射的X射线的方向和强度，来确定样品中存在的矿物成分。
该技术通常使用X射线衍射仪器进行实验。
在实验过程中，样品会受到X射线的照射，X射线会在不同矿物的晶格中发生衍射现象，并形成衍射图样。
仪器会将衍射图样记录下来，并根据衍射角度和强度来进行解析。
X射线衍射技术在数据解释方面非常重要。
通过对衍射图样的解析，可以确定矿物的晶体结构、晶胞参数等信息。
衍射峰的位置和强度可以用于标识矿物的种类和含量，而峰形和峰宽则提供了矿物晶体结构的信息。
在解析过程中，可以通过与标准参考样品进行比对来确定矿物种类，并利用相对峰强度来计算出样品中各矿物的相对含量。
（三）扫描电子显微镜（SEM）技术及其应用扫描电子显微镜（SEM）技术是地质岩石矿物分析测试中一项非常有用的工具。
矿物的鉴定和研究方法简介
3、鉴定步骤 （1）观察描述 1）形态：包括矿物的外表形态、晶面花
纹、晶体横断面形状等。
2）物理性质： ① 光学性质 ② 力学性质 ③ 其他物理性质
3）简易化学试验
（2）查鉴定表
（3）查书检查
（4）验证
矿物肉眼鉴定可利用矿物的成因产状及其 共生组合规律进行验证，得出正确可靠 结论。
2、肉眼鉴定表
肉眼鉴定表是肉眼鉴定矿物的工具书， 系依据矿物的外表特征（形态及颜色、条 痕、光泽、解理、硬度等物性）进行归类 编制而成。
一般鉴定表：
1）首先按条痕、光泽将矿物归类。 2）再依次按硬度、解理及形态等特征进行细
分，按照这个体系将常见矿物汇于索引表 中。
3）各细分组建立分表，各分表中按有关特征 进一步区分相似矿物。
5、注意
1）鉴定时，测试的性质越多，所定矿物的 正确性越高。
2）有些矿物仅据一种性质即可准确定名， 但初学者仍应综合地全面鉴定，掌握每 一种矿物的总特征。
3）同一种矿物因成分、结构及集合状态等 因素，其物性（如颜色、光泽、硬度和 解理等）常变化不定，可在不同的分表 中重复出现，应结合标本反复查对、 反 复观察。
橄榄石
6、某土状集合体矿物，加双氧水时会剧烈气泡；呈 黑色；半金属光泽；硬度大于指甲而小于小刀； 条痕为黑色
硬锰矿
7、某纤维状矿物，解理｛210｝完全，夹角近 120°；矿物及条痕均为白色；具有金刚光泽； 硬度大于小刀；
直闪石
8、某疏松多孔状矿物，无解理；矿物呈褐黄色； 条痕为黄褐色；具有金属光泽；硬度大于指甲 而小于小刀；
黄铁矿
3、某矿物具有六方柱状的晶形，没有解理；矿物 为蓝色；具有金刚光泽；条痕为无色；硬度大 于小刀；
绿柱石
浅谈几种鉴定矿物的方法
浅谈几种鉴定矿物的方法本文通过浅谈岩矿鉴定法、重砂鉴定法、EPMA电子探针三种矿物鉴定方法，从原理、优势及不足三个方面对三种鉴定方法做了讨论，为合理利用矿物鉴定方法提供依据，为三种鉴定方法的相互补充提出建议指导。
标签：岩石矿物；岩矿鉴定；重砂鉴定；EPMA電子探针岩石矿物是一种自然聚合体，是由于地壳运动过程中一种或多种化学元素组成的产物，其种类繁多，目前已知的岩矿种类多达三千余种。
常见的岩石矿物多由不同的化学元素组成，包括有氧矿物、碳酸盐类矿物、硫酸盐类矿物、硅酸盐类矿物以及硫化物矿物等。
鉴定矿物的方法包括岩矿鉴定法、重砂鉴定法、EPMA 电子探针等，岩矿鉴定及重砂鉴定是传统的鉴定方法，EPMA自70年代中期成熟以来，逐渐成为鉴定矿物的重要手段。
1、岩矿鉴定法岩矿鉴定是将岩石磨制呈薄片、光片、探针片，通过偏、反光显微镜，运用晶体光学、矿相学知识，对透明矿物的形态、解理、多色性、吸收性、糙面、突起、干涉色、消光、延性、光性等分析，对不透明矿物的反射率、反射色、双反射及反射多色性、内反射、均质性及非均质性、硬度、矿物的浸蚀反应等分析，通过这些矿物特征确定矿物。
对于多数造岩矿物及常见不透明矿物，光薄片鉴定相较于多数测试手段是最经济、快捷、有效的，它不但能快速确定矿物，并且矿物间的共生、反应和变化等诸多关系都能从中体现，这为探索岩石类型、岩石成因、矿床类型等提供证据，是最直观、最实用、最简便的一种地质分析研究手段。
但是，岩矿鉴定对于一些半晶质、显微隐晶质矿物在区分时有一定的限制。
如粘土矿物、磷质矿物、锰质矿物等。
对于一些矿物亚类，由于矿物亚类极其相似，应用偏光显微镜不易区分，如一些角闪石亚类、斜方辉石亚类、单斜辉石亚类等。
对于不透明矿物，元素替代现象常见，种属繁多，相似矿物较多，并且有些矿物含量很少，颗粒较小，完全通过反光显微镜这一项测试分析确定所有矿物有一定的难度。
2、重砂鉴定法重砂鉴定是运用结晶学与矿物学知识，采取一定的方法对重砂矿物的物理性质、光学性质、化学性质、力学性质等进行综合研究以确定矿物的名称和特性。
描述矿物实验报告
一、摘要本次矿物实验旨在通过实验手段，对矿物进行系统的观察、鉴定和分析，以加深对矿物学基本概念和理论的理解。
实验过程中，我们对实验矿物的物理性质、化学成分、晶体结构等进行了详细研究，并通过显微镜观察、化学分析等方法对矿物进行了鉴定。
本报告将对实验过程、实验结果及分析进行详细阐述。
二、实验目的1. 掌握矿物学的基本概念和理论。
2. 学会运用显微镜观察、鉴定矿物。
3. 熟悉矿物的化学成分、晶体结构等特征。
4. 培养实验操作能力和科学思维。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：实验用矿物样品，包括石英、长石、云母、方解石等。
2. 实验仪器：显微镜、矿物物理性质测试仪、化学分析仪器、电子探针等。
四、实验方法1. 观察矿物物理性质：观察矿物的颜色、条痕、硬度、解理、断口等物理性质。
2. 显微镜观察：对矿物进行薄片制备，利用显微镜观察矿物的光学性质、晶体结构等。
3. 化学分析：对矿物进行化学成分分析，确定矿物的化学组成。
4. 电子探针分析：对矿物进行微区成分分析，确定矿物的元素组成。
五、实验过程与结果1. 观察矿物物理性质（1）石英：颜色为无色或白色，条痕为白色，硬度为7，具有两组完全解理，断口为贝壳状。
（2）长石：颜色为无色或白色，条痕为白色，硬度为6，具有两组完全解理，断口为贝壳状。
（3）云母：颜色为无色或白色，条痕为白色，硬度为2.5，具有一组完全解理，断口为贝壳状。
（4）方解石：颜色为无色或白色，条痕为白色，硬度为3，具有一组完全解理，断口为贝壳状。
2. 显微镜观察（1）石英：石英薄片呈透明，无色，具有明显的晶体结构，晶面为平行排列。
（2）长石：长石薄片呈透明，无色，具有明显的晶体结构，晶面为平行排列。
（3）云母：云母薄片呈透明，无色，具有明显的晶体结构，晶面为平行排列。
（4）方解石：方解石薄片呈透明，无色，具有明显的晶体结构，晶面为平行排列。
3. 化学分析（1）石英：主要成分为二氧化硅（SiO2）。
（2）长石：主要成分为硅酸盐（如钾长石KAlSi3O8、钠长石NaAlSi3O8等）。
矿物的分析测试方法
X射线衍射(XRD)图
一.经典化学成分分析
化学分析方法是以化学反应定律为基础，对样品 的化学组成进行定性的和定量的系统分析，常称“湿 法分析”。它包括重量法、容量法和比色法。
➢前两者是经典的分析方法，检测下限较高，只适用
于常量组分的测定；
➢比色法由于应用了分离、富集技术及高灵敏显色液，
可用于部分微量元素的测定。 特点：该方法分析灵敏度不很高，但准确度高。
电子探针分析是微束分析中的常规技术之一，它几乎能应 用在所有涉及固体材料研究的各个领域。如在地学、冶金、材料、 陶瓷、电子、国防、机械、化工、法医、生物工程、环境工程、 刑事侦破、宝石和古董鉴定等方面都得到广泛的应用。在地学方 面已成为矿物学、岩石学、矿床学及有关学科的重要研究工具， 为地质研究和矿产综合评价与综合利用提供了重要的研究数据和 资料。同时在研究新材料等方面也发挥着重要的作用。
四.X射线荧光光谱(XRF)
原理 ：X射线荧光光谱法根据分析样品被激发 源激发发出的特征X射线判定物质成分。
其分析方法是具有一定能量分辨率的X射线探测 器同时探测样品所发出的各种能量特征X射线。探 测器输出信号幅度与接收到的X射线能量成正比。 利用能谱仪分析探测器输出信号的能量大小及强度， 对样品进行定量，定性分析。
2. 可测试固体(块状)、粉末、薄膜、泥浆、液体等 各种形态的样品；
3. 灵敏度高，可测量含量从10-6至100%的元素； 4. 自动快速对大批量样品进行定量分析和无标样
几种常见矿物的现场鉴定方法
几种常见矿物的现场鉴定方法
常见矿物的现场鉴定方法有很多种，以下是其中几种常见的方法：
1. 观察性质：这是最常见的、最简单的鉴定方法。
通过观察矿物的外观、颜色、光泽、硬度、比重、断口等性质来进行初步鉴定。
例如，石英通常具有玻璃光泽，硬度较高，韧度较低，比重约为
2.65 g/cm³，是深层火成岩中最常见的矿物之一
2.磁性测试：一些矿物具有磁性，可以通过将其与磁铁接触来检查其磁性。
铁矿石是最常见的磁性矿物之一，具有很强的磁性。
3.酸碱性测试：一些矿物具有酸碱性，可以通过将其与酸或碱进行反应来进行鉴定。
例如，方解石与盐酸反应会产生气泡，说明它具有酸性。
4.光学检查：光学检查是一种重要的矿物鉴定方法。
利用显微镜观察矿物的光学性质，包括双折射性、择偏性、偏光特性等，可以确定矿物的种类。
例如，石英是一种正交光矿物，具有明显的双折射现象。
5.化学分析：化学分析是一种精确的鉴定方法，可以通过对矿物进行化学反应和测定来确定其化学组成。
化学分析常用的方法包括滴定法、电解分析、光谱分析、原子吸收光谱法等。
化学分析需要在实验室环境下进行。
除了以上几种常见的方法，现场鉴定矿物还可以使用热性质测试、研针测试、熔融试验、放射性测试等方法。
总之，正确鉴定矿物需要结合多种方法，并根据不同矿物的特性选择适当的鉴定方法。
地质岩石检测中矿物分析测试技术要点研究
地质岩石检测中矿物分析测试技术要点研究摘要：为提升矿物分析测试质量，促进地质岩石精准检测，本文针对矿物分析测试技术进行研究，阐述了进行岩石矿物分析的意义，分析常用技术方法，并且探讨了实施分析测试时技术关键点。
关键词：地质勘察；岩石检测；矿物分析检测；检测技术前言：在地质检测中，岩石矿物分析是主要工作内容。
在技术检测时，应对技术进行精准应用，提高技术熟练度。
在实际检测分析时，应联合岩矿测量手段，科学构建样本模型，进行模型分析。
此外，应针对岩石矿物进行离子交换分析，测定岩矿强度，分析样本物理特性，此外还应分析岩矿化学结构等。
1岩石矿物分析测试的实践意义岩矿是地质检测中的重要检测物，通过分析测试其化学成分、结构等，可了解区域地质环境，辅助科学评价区域地质特征，了解矿物开采价值、科学制定开采方案等。
进行岩矿分析测试可得出科学性结论，促进安全、高效地开采矿物，提升资源利用率。
2常用分析测试技术方法2.1化学成分分析化学成分分析也称经典分析法，该技术的应用理论基础是化学反应定律。
应用此方法时，主要用于定性、定量岩矿样本化学构成。
此法通常被称为“湿法分析”。
在进行此种分析时，主要分为比色分析、容量分析以及重量分析。
容量与重量分析比较常用，其检测下限具有较高要求，通常在测定常量组分中使用此种检测法。
测定样本中微量元素时，可采用比色法，该方法中所用显色液具有高灵敏度，采用分离技术与富集技术，精准度较高。
应用此方法虽然可以达到较高准确度，但是无法达到高灵敏度要求，因为分析周期较长，所以适用于不急于得出测试分析结果、样品比较充足的待测类型。
2.2 光谱分析AES分析即原子发射光谱分析，其应用原理为，使用激发光源（例如等离子体、火花或电弧）处理测试样品，促使其呈现为气态原子形态，进而激发气态原子基态外层，促使其达到高能级状态。
高能级向低能级或基态跃迁时，原子存在特征谱线，使用分光装置处理上述谱线，促使其分离为线光谱，光电法记录线光谱或者照相记录，获得光谱图。
矿物分析测试技术实验指导书
辽宁工程技术大学矿业学院矿物加工工程专业矿物分析测试技术实验指导书（2013年06月版）专业：矿物加工工程课程名称：矿物分析测试技术**人：***矿物加工工程专业实验指导书矿物分析测试技术实验实验课时数：2课时1.实验名称：单偏光镜下的晶体光学性质2.实验目的：⑴认识解理等级，了解同一矿物不同方向切面上解理缝的表现情况不同。
学会解理夹角的测定方法。
⑵认识多色性现象及明显程度。
了解同一矿物，不同方向切面上多色性表现情况不同。
⑶学会利用黑云母确定下偏光镜的振动方向⑷观察突起等级，认识不同等级突起的特征。
⑸认识贝壳线及色散效应，学会利用贝壳线移动规律及色散效应，确定相邻两物质折射率的相对大小，确定突起正负。
3.实验内容及方法：⑴观察黑云母的极完全解理，极明显的多色性现象，并利用黑云母测定偏光镜的振动方向。
在岩石薄片中，找一个具极完全解理而多色性最明显的黑云母，置视域中心，转动载物台至黑云母颜色最深的位置。
此时黑云母解理缝方向为下偏光镜振动方向PP（因为已知光波沿黑云母解理缝方向振动时，吸收最强）。
使目镜十字丝之一与解理缝平行（十字丝必须是东西、南北方向），则此时十字丝横丝方向代表下偏光镜振动方向PP。
⑵观察普通角闪石的完全解理，不同方向的切面上解理缝的表现情况，测定其解理夹角。
观察普通角闪石明显的多色性现象，不同方向切面的多色性表现情况。
在岩石薄片中找一个同时垂直两组解理的切面，观察解理等级，并测定两组解理的夹角。
观察多色性的明显程度及颜色变化情况。
找一个具有一组清晰解理的切面，观察解理等级，多色性明显程度及其颜色变化情况。
找一个不具解理缝的切面，观察多色性的明显程度。
比较石榴子石、辉石、角闪石、石英、萤石的边缘、糙面特征及突起高低，确定它们的突起等级及突起正负。
⑶观察方解石及白云石的闪突起现象。
4.思考题⑴矿物的多色性在什么方向切片上最明显？为什么？测定一轴晶和二轴晶矿物的多色性公式，需要选择什么方向的切面？⑵岩石薄片中，矿物的突起高低取决于什么因素？如何区分正负突起？矿物加工工程专业实验指导书矿物分析测试技术实验实验课时数：2课时1.实验名称：正交偏光镜间的晶体光学性质2.实验目的：⑴学会正交偏光镜的检查与校正方法。
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电子探针分析仪由电子枪、电子透镜、样品室、信号检测、显 示系统及真空系统组成。
扫描电镜(SEM)一般具有大约1μm的分辨本领。放大倍数可高 达15万倍(人眼的分辨本领是0.2mm)，所观察试样的景深大，图像 富有立体感，可直接观察起伏较大的粗糙表面、金属断口、催化 剂等形貌。
若利用分光晶体来测定所产生的特征X射线波谱或者利用半导 体检测特征X射线能谱，即测得不同波长或者不同能量及与它们相 对的强度的信息，便可获取微区的成分的定性、定量的结果。
2. 可测试固体(块状)、粉末、薄膜、泥浆、液体等 各种形态的样品；
3. 灵敏度高，可测量含量从10-6至100%的元素； 4. 自动快速对大批量样品进行定量分析和无标样
分析。
五.电子探针显微分析(EPMA)
原理：电子探针分析是利用高能电子束作用于物质， 使其产生特征X射线、俄歇电子等二次电子而进行的一种 表面、微区分析方法。一般它与扫描电镜组合成电子探 针分析仪。
在地质研究中 通常用于对微量和痕量元素的分析。 例：Ag As B Ba Be Bi (Cd) Ce Co Cr Cs Cu Ge In La (Li) Mn Mo Nb Ni (P) Pb (Sb) Sc Sn Sr (Th) Ti Tl V Y Yb Zn Zr
特点：该方法分析灵敏度高，但准确度较差，尤 其是对常量元素分析的准确度差。
一.经典化学成分分析
化学分析方法是以化学反应定律为基础，对样品 的化学组成进行定性的和定量的系统分析，常称“湿 法分析”。它包括重量法、容量法和比色法。
➢前两者是经典的分析方法，检测下限较高，只适用
于常量组分的测定；
➢比色法由于应用了分离、富集技术及高灵敏显色液，
可用于部分微量元素的测定。 特点：该方法分析灵敏度不很高，但准确度高。
四.X射线荧光光谱(XRF)
原理 ：X射线荧光光谱法根据分析样品被激发 源激发发出的特征X射线判定物质成分。
其分析方法是具有一定能量分辨率的X射线探测 器同时探测样品所发出的各种能量特征X射线。探 测器输出信号幅度与接收到的X射线能量成正比。 利用能谱仪分析探测器输出信号的能量大小及强度， 对样品进行定量，定性分析。
三.原子吸收光谱(AAS)
是一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法。
原理：该法是依椐处于气态的被测元素基态原子对 该元素的原子共振辐射有强烈的吸收作用而建立的。在 温度吸收光程，进样方式等实验条件固定时，样品产生 的待测元素相基态原子对作为锐线光源的该元素的空心 阴极灯所辐射的单色光产生吸收，其吸光度（A）与样 品中该元素的浓度（C）成正比。即 A=KC 式中，K为 常数。据此，通过测量标准溶液及未知溶液的吸光度， 又巳知标准溶液浓度，可作标准曲线，求得未知溶液中 待测元素浓度。
该方法可以测定大约70种元素(金属元素及磷、 硅、砷、碳、硼等非金属元素) ，而且元素可同时测 定，取样量只需几毫克，灵敏度高，可测的含量范围 为0.0001%到10%左右。
二.原子发射光谱分析(AES)
应用范围： 原子发射光谱分析法常用于定性、半 定量和定量分析，特别适用于地质、环境保护和钢铁 合金等试样的分析。
样品用量较多，分析周期长。不适合用于稀土元素的 分析。
二.原子发射光谱分析(AES)
原理：将试样在电弧、火花、等离子体等激发光 源的作用下转变为气态原子，并使气态原子的外层电 子从基态激发至高能级。当从较高能级跃迁回基态或 其他较低的能级时，原子将发射出特征谱线(在近紫 外和可见光波长范围内)，然后经分光装置分离成线 光谱，并用照相或光电方法记录下来，即得光谱图。 根据各种元素具有的特征线光谱及谱线的强度进行定 性与定量分析的方法称为原子发射光谱法。
三.原子吸收光谱(AAS)
应用范围：主要用于测定水溶液中金属离子及 部分非金属离子含量，应用较广。(只要固体能转 变成水溶液都可以做)，
适用样品中微量及痕量组份分析。例：Ag As Ba (Be) Bi Ca Cd Co Cr Cs Cu Fe Hg K Li Mg Mn Na Ni Pb Rb Sb Sr (Y) Zn。
四.X射线荧光光谱(XRF)
应用范围：X射线荧光光谱仪是通过测量试样的X射 线荧光波长以强度来测定物质化学组成的仪器。它有两 种类型，即波长色散型和能量色散型。该方法适用于原 子序数Z≥9的元素。例：Ba Co Cu i Y Zn和Si Al Mg Ca Na K。 特点：1. 测试过程中不损坏样品，也不改变样品的性质
特点：该法具有检出限低、准确度高、选择性好(即 干扰少)、分析速度快等优点。可达到10-6或10-9数量级， 也可以进行常量分析。适宜于测定沸点低、易原子化的 金属元素。但是，每次分析只能测定一种元素。
四.X射线荧光光谱(XRF)
原理：高能电子撞击原子时，激发原子内层电子 跃迁就会产生X射线，这称为初级(一次)X射线。
矿物的分析测试方法
不同矿物的测试、研究方法，随工作目的和要求 的不同而异。不同的方法各有其特点，对样品的要 求及所能解决的问题各不相同
一 成分分析方法 二 结构分析方法 三 其他测试方法
测试方法
化学分析 发射光谱分析 原子吸收光谱分析 X射线荧光光谱分析
极谱分析 电子探针分析 电子显微镜(透射、扫描) X射线分析(单晶、粉晶) 红外吸收光谱
穆斯堡尔谱 隧道显微镜
测 角法 发光分析 热电性分析 热分析
化学成分 晶体结构 晶体形貌 物性 物相
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第一节 矿物成分的分析测试方法及应用
一.经典化学成分分析 二.发射光谱分析(AES) 三.原子吸收光谱(AAS) 四.X射线荧光光谱(XRF) 五.电子探针显微分析(EPMA) 六.光电子能谱分析