探究巖石礦物分析的基本流程

吳 燕

（內(nèi)蒙古自治區(qū)第九地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)院，內(nèi)蒙古 錫林郭勒 026000）

在化學(xué)地質(zhì)工作者日常工作中，巖石礦物分析是主要的工作之一，同時(shí)也是奠定地質(zhì)分析及礦物分析的基礎(chǔ)工作之一。所以，能否準(zhǔn)確分析出巖石礦物各項(xiàng)物質(zhì)的含量對(duì)于地質(zhì)研究有著十分重要的作用。一般來(lái)說(shuō)，人們以分析對(duì)象以及分析原理為標(biāo)準(zhǔn)，將巖石礦物分析工作分為金屬礦物分析以及非金屬礦物分析[1]。不同的分析方式有著不同的礦物分析流程，但是其基本流程都是大同小異的。但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性則與實(shí)驗(yàn)人員是否準(zhǔn)守基本流程有著很密切的關(guān)系。

1 巖石礦物概述

通過(guò)各種地質(zhì)作用，地殼中的各種物質(zhì)形成自然聚合體，這種聚合體就是巖石礦物。所以，巖石礦物中往往含有一種或多種化學(xué)元素。并且，相同化學(xué)元素在不同的作用下也會(huì)形成復(fù)雜多樣的組合方式。所以，在多樣的因素影響下，巖石有著十分豐富的種類(lèi)和類(lèi)型。目前，已經(jīng)有三千多重巖石礦物被人類(lèi)探明[2]。但是，真正明確化學(xué)性質(zhì)的鹽礦種類(lèi)缺不過(guò)一百余種。一般來(lái)說(shuō)，在巖石礦物中能夠經(jīng)常見(jiàn)到的物質(zhì)有石英、紅鐵礦、磁鐵礦等幾種元素組成的化合物。不同種類(lèi)的巖石礦物，其中含有的物質(zhì)也有很大的區(qū)別。例如，碳酸鹽類(lèi)礦石中方解石、白云石為主要的物質(zhì)；硅酸鹽類(lèi)礦物中含有大量的長(zhǎng)石、云母、角閃石等物質(zhì)；石膏、重晶石等是硫酸鹽累礦物的組成部分。另外，銅、鐵、鋅等元素在硫化礦中也十分常見(jiàn)。由于礦物中元素含量的不同以及結(jié)構(gòu)的差別，不同的礦物本身也有著一定的外表特征差別，以及特有的物理性質(zhì)。我們可以根據(jù)礦物本身具有的外表特征和物理性質(zhì)進(jìn)行辨別。同時(shí)也可以利用這些性質(zhì)將這些礦物進(jìn)行加工，并生產(chǎn)出我們需要的物質(zhì)。

2 巖石礦物分析的基本流程

（1）試樣采樣與加工。采取礦石樣品的時(shí)候需要提前設(shè)置采樣點(diǎn)。我們要分散選擇合適的采樣點(diǎn)。集中的采樣點(diǎn)會(huì)影響礦石樣品的代表性?？偟膩?lái)說(shuō)，采樣點(diǎn)的布設(shè)直接影響了后續(xù)礦石分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。而布設(shè)點(diǎn)位置的確定，需要工作人員提前對(duì)礦區(qū)的地質(zhì)情況進(jìn)行點(diǎn)差和分析，從而保證采樣點(diǎn)能夠盡可能地體現(xiàn)出不同區(qū)域巖石礦物的富含情況。從而避免由于布設(shè)采樣點(diǎn)過(guò)于集中，從而導(dǎo)致礦石樣品無(wú)法正確反映礦區(qū)地質(zhì)特征的問(wèn)題。原有的工程點(diǎn)也可以作為試樣的采集點(diǎn)。但是需要對(duì)工程點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估和分析。同樣，也原有的巖芯和礦芯也可以作為實(shí)驗(yàn)試樣。對(duì)于已經(jīng)開(kāi)始開(kāi)采作業(yè)的礦山，可以充分利用現(xiàn)有的采礦工程和勘探工程的資料，對(duì)能夠充分體現(xiàn)礦山礦石工業(yè)品級(jí)和類(lèi)型的工程點(diǎn)作為礦石采樣點(diǎn)。由于工程點(diǎn)往往對(duì)地表進(jìn)行了一定的處理和開(kāi)采，所以相比其他類(lèi)型的采樣點(diǎn)，將原有工程點(diǎn)作為采樣點(diǎn)，大大減少了采樣前期的準(zhǔn)備工作，也有有助于快速達(dá)到預(yù)定的采樣深度。但是，如果將現(xiàn)有的礦芯或巖芯作為試樣時(shí)，需要提前預(yù)留一部分礦樣作為備用。這樣能夠避免由于試樣管理存放上出現(xiàn)問(wèn)題，為后期檢驗(yàn)工作造成阻礙。一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)采得到的試樣需要進(jìn)行一定的加工，并達(dá)到如下幾個(gè)要求：①保證試樣在加工后與原始樣品之間，不存在物質(zhì)含量及物質(zhì)祖墳的變化。②試樣加工后應(yīng)該具有良好的均勻性。③加工后的試樣力度應(yīng)該達(dá)到實(shí)驗(yàn)需求。④選用的加工防范應(yīng)該滿足對(duì)應(yīng)礦種的分析要求，并保證加工質(zhì)量。分析人員應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注分析子樣的代表性。例如，很多痕量元素在粉末中的分布不夠均勻，如果稱取的試樣總量較少，往往會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)的問(wèn)題。另外，分析人員還需要考慮到化驗(yàn)方法對(duì)試樣量的影響，從而考慮適當(dāng)調(diào)整試樣提取量，從而避免試樣量變化對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

（2）進(jìn)行定性與半定量分析。定性與半定量分析能夠有效避免盲目對(duì)巖石進(jìn)行分析所帶來(lái)的不必要的工作量。

所以，定性與半定量分析能夠低成本、快速地了解巖石中含有的主要元素，以及其相應(yīng)的含量，從而為后續(xù)的礦石元素分析提供方向指引。但是定性與半定量分析的精確度并不高。一般來(lái)說(shuō)，分析人員常常采用發(fā)射光譜分析法來(lái)對(duì)礦石進(jìn)行定性分析。而這種定性分析手段是定量分析的基礎(chǔ)。但是需要定性分析和半定量分析相結(jié)合的辦法來(lái)為下一步礦石測(cè)定提供依據(jù)。

（3）確定測(cè)定方法。隨著化學(xué)分析技術(shù)的不斷發(fā)展，以及人們對(duì)礦石認(rèn)識(shí)的不斷深入。礦石分析需要做的項(xiàng)目越來(lái)越多，對(duì)礦石分析提出的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。而不同的巖石也有著對(duì)應(yīng)的測(cè)試方法。所以，我們應(yīng)該根據(jù)不同的巖石性質(zhì)選用對(duì)應(yīng)的測(cè)定方法。測(cè)定方法的選擇，應(yīng)該根據(jù)定性與半定量分析的結(jié)果選擇。根據(jù)實(shí)踐，我們可以采用重量法或容量法來(lái)確定試樣中含量較高的元素。對(duì)于礦石中含量較少的元素，火焰原子吸收法、比色法等都是十分常用且準(zhǔn)確的分析方法。對(duì)于設(shè)計(jì)痕量元素的檢測(cè)，則可以選用電感耦合等離子體發(fā)色光譜等新型儀器進(jìn)行檢測(cè)分析?？梢?jiàn)，測(cè)定方法的選擇有樣品中元素含量有著十分密切的聯(lián)系。所以在進(jìn)行檢測(cè)之前，要分析礦石中元素含量是屬于含量較高、較少、微量、痕量，從而選擇合適的檢測(cè)方法。

（4）制定測(cè)定方案。當(dāng)我們得出測(cè)定方法吼，就需要根據(jù)實(shí)際的測(cè)定方法制定相應(yīng)的測(cè)定方案。方案是否科學(xué)往往決定著檢測(cè)記過(guò)的精確度。制定測(cè)定方案的人員應(yīng)該對(duì)礦石分析有著扎實(shí)的理論知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。并且，在制定測(cè)定方案之前，還需要給方案編制人員提供準(zhǔn)確、詳細(xì)的基礎(chǔ)資料，從而幫助方案制定人員確定巖石中元素特性，并在設(shè)計(jì)方案的過(guò)程中模擬化學(xué)分析的全過(guò)程，幫助分析人員能夠快速準(zhǔn)確找出實(shí)驗(yàn)不合理現(xiàn)象發(fā)生的原因。

（5）審查分析結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是演示礦物分析的價(jià)值體現(xiàn)以及工作意義。所以，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析檢查能夠有效分析出礦石的性質(zhì)，也能發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)本身是否存在問(wèn)題，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)并調(diào)整實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致的誤差。分析人員根據(jù)實(shí)際存在的問(wèn)題對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行核查，能夠大大提高實(shí)驗(yàn)分析的準(zhǔn)確性，并有效縮小誤差。另外，審查分析的過(guò)程也必須按照相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。否則，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是不能被采用到實(shí)際工作中去的。另外，審查分析結(jié)果也可以看做是對(duì)巖石礦物分析檢驗(yàn)過(guò)程的評(píng)估。無(wú)論是哪個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題，我們都可以從后續(xù)的審查評(píng)估中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的所在，從而及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)流程，保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)性和規(guī)范性，從而保證最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和權(quán)威性。

3 總結(jié)

巖石礦物中往往存在諸多的元素。所以，巖石礦物分析是一項(xiàng)復(fù)雜嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ?。而?guī)范的巖石礦物分析流程，對(duì)于我們國(guó)家礦產(chǎn)開(kāi)采行業(yè)發(fā)展有著十分重要的作用。因此，分析人員正確掌握巖石礦物分析基本流程，是目前礦產(chǎn)行業(yè)分析檢測(cè)工作需要重點(diǎn)關(guān)注的部分。希望通過(guò)大家的不斷努力，我國(guó)的礦物分析工作將在規(guī)范化的道路上不斷前行。