矿物分离与鉴定

• 重砂矿物鉴定的基本方法是利用双筒显微 镜，常用的辅助方法主要为微化分析、油 浸法，比重测定及萤光分析等方法。
• 某些矿物因为鉴定困难，或因需要做详细 矿物学方面的研究，则要挑选单矿物作X 光分析、差热分析、激光显微光谱分析、 化学分析和电子探针、X射线显微分析等。
• 下面分别叙述各种鉴定方法：
• 6.光泽：矿物表面对光线的反射能力称为光 泽，按其强弱分为四级：金属光泽、半金属 光泽、金刚光泽及玻璃光泽。
• 在描述矿物光泽时，往往根据光泽本身的 特征又分为下列几种。
• A、油脂光泽和树脂光泽；
• B、蜡状光泽；
• C、土状光泽；
• D、丝绢光泽和珍珠光泽。
• 观察矿物光泽时应注意下面几个问题：
• 5.条痕：条痕是矿物粉未的颜色。在重砂鉴 定中把要测的矿物挑选在玻璃上压碎，观察 其粉未颜色，此种颜色对矿物来说比较稳定， 故用其鉴定矿物常常比颜色可靠，它可以取 消假色，减弱他色，保存自色。有些矿物颜 色与条痕相同，有的则不同，如黄铜矿为铜 黄色而条痕为绿黑色。
• 条痕主要用于鉴定不透明矿物和半透明矿 物，对无色、浅色透明矿物意义不太大。
• 1.磁选：
• 磁选的目的是将强磁性矿物从样品中分 离出来。这类强磁性矿物不多，仅有磁铁 矿、钛磁铁矿、磁黄铁矿、方黄铜矿、铁 铂矿和自然铁等数种。由于重砂样品中大 部分含有一些强磁性矿物，所以在人工或 机械淘洗之后，应首先进行磁选。磁选的 工具是永久磁铁。
• 2.电磁选
• 电磁选是对顺磁性矿物进行分离的一种 有效方法，它是通过各种型号的电磁仪来 完成的。
• 9.硬度：硬度是矿物抵抗外来机械作用的能力。
• 由于重砂矿物颗粒小，矿物不能用互相刻划的方法 来测硬度，因而只能凭经验和感觉确定，其方法是将被 测矿物放在两块载玻璃片之间，用力压使其破碎，根据 用力大小，矿物破碎的声音及在玻璃片上留下的刻痕确 定重砂矿物的硬度范围，一般分为三级：
• （三）按矿物的电性分离
• 根据矿物的导电性和电容性的不同而分离 重砂矿物。日前常用的方法有静电分离与高 频介电分离两种。
• 静电分离是基于重砂矿物的电学性质的差 异。因为不同的矿物在静电场中所受到的静 电力（吸引力或排斥力）不同，所以可把矿 物分离开来。
• 介电分离的特点是根据介电常数的差异来 分离矿物。它是当矿物颗粒处于介电溶液中， 在非均匀的外电场作用下使矿物受到极化而 引起运动，完成矿物分离的。
• 完全解理：能劈成板状，厚板状。如方铅矿等。
• 中等解理：受力后，不易按一定方向裂开，碎块上 既可见解理，亦可见断口，解理面不连续，如角闪石、 辉石等。
• 不完全解理：解理面少见，如磷灰石、白钨矿等。
• 无解理：矿物压碎后，不按一定方向裂开。
• 断口是矿物受力后，产生不规则的破裂。按断口的 形状可分为：贝壳状断口，平坦状断口、不平坦状断口、 参差状断口等。
• 机械淘洗代替人工淘洗可以大大提高淘洗效率，减轻 劳动强度，消除人为误差。常见的机械淘洗法有摇床、 振摆流槽等。
• 吹扬法分离是借助于风力作用把不同比重的重砂矿物 分离开来的一种方法。吹扬法分离受操作技术的熟练程 度，重砂矿物的粒度和比重差等因素的限制，未能在分 离工作中广泛采用，但是，在砂金分离工作中常用。适 用吹扬的粒度为：1～0.1毫米。目前常用而且效果好的 仪器有砂金曲管分离仪和斜槽式砂金吹选机。
• （一）双筒显微镜下重砂矿物鉴定方法
• 鉴定可定出重砂矿物的名称、矿物的特征、磨圆程 度等情况，掌握砂样的矿物共生组合，提供寻找原生矿 床或富矿体的大致位置。双筒显微镜鉴定内容包括：
• 1.矿物的晶体形态：矿物的晶形是受晶格构造与外部 生成条件的控制，如方铅矿呈立方体，黄铁矿呈立方体 或十二面体等。由于每种矿物具有一定的晶形特点，因 此可以作为观察鉴定矿物的依据之一。当外部生成环境 不同时，同一种晶体的结晶习性可以不同，影响晶体生 长的因素有：温度、溶液浓度、正负离子的比例，杂质 及晶体在介质中的位置等等。
• 一 、重砂样品的分析程序
• 分析程序，即为了顺利完成有用重砂矿物的 分析任务而拟定的一套对样品进行处理的流 程方案。重砂分析程序的拟定，主要应考虑 以下几个问题：
• 1.重砂取样的目的任务。这是拟定分析程序 的主要根据。拟定的程序应保证达到取样的 目的，完成规定的任务。
• 2.重砂矿物组合特点。样品中重砂矿物组合 特点不同，重砂矿物的物理化学性质不一样， 分离与鉴定采取的方法和程序也不会相同。
• 重熔体分离因手续繁琐,操作不便,只在个别情况 下采用,不适宜大量分离样品。
• （二）按矿物磁性分离
• 根据矿物的磁性强度，可将重砂矿物分为 强磁性，磁性、弱磁性和无磁性四部分，强 磁性矿物又称为铁磁性矿物，如磁铁矿、磁 黄铁矿等，用普通永久磁铁就可以吸出。磁 性矿物和弱磁性矿物统称顺磁性矿物，即电 磁性矿物，如钛铁矿、假象褐铁矿、铌铁矿 和独居石等，通过电磁仪吸出。无磁性矿物 又称逆磁性矿物即电磁仪不能吸出的矿物， 如锆石、方铅矿等。
• 分离重砂矿物所依据的物理化学性质主要有： 比重，磁性，电性、表面性质，化学性质等。
• （一）按矿物的比重分离
• 按矿物的比重分离，包括淘洗，吹扬，重液分离和
重熔体分离等
• 1.淘洗及吹扬：
• 淘洗根据工具→分为人工淘洗和机械淘洗两种。
• 人工淘洗是利用各种淘洗盘在水中进行人工操作的淘 洗方法，此法适用于野外条件下。工具轻便，成本低。
矿物的颜色、条痕、光泽与透明度之间的相互关系
透明度
透明
半透明
不透明
光泽
玻璃-金刚光泽 半金属光泽 金属光泽
颜色
无色
浅色-深色
金属色
条痕
无色或白色
浅色-深色
金属色
• 8.解理和断口：解理是矿物受力后沿一定结晶方向分裂 成的光滑平面。不同的矿物具有不同的解理，根据解理 的程度不同可分为五级：
• 极完全解理：可劈成薄层，解理面有珍珠光泽，如 云母类矿物。
• （四）按矿物的表面性质分离
• 按矿物表面性质进行分离的方法主要是浮 选法。浮选法是根据矿物的自然表面的物理 化学性质不同，在加进强选择性的浮选药剂 作用下，使某种矿物浮游，则另外一些矿物 却受到抑制，从而使它们彼此分离。这种浮 选法分离重砂矿物是通过槽式浮选机进行的。 浮选机可分为挂槽式浮选机，单槽浮选机和 连续浮选机。
• 3.矿物的连生体：在矿物晶体中常常可以看到 相互连生在一起而有规律排列的连生体，如双 晶和平行连生等。
• 4.颜色：矿物颜色是重砂鉴定中最直观的物理 性质，矿物学中一般将矿物颜色分为三大类： 自色、他色和假色。在鉴定重砂矿物颜色时也 一定要首先区别出是自色、他色和假色。
• 自色是矿物自身固有的颜色，这种颜色决定 于矿物内部的性质，颜色一般不变，可作为矿 物鉴定的特征之一。如辰砂为红色，孔雀石为 翠绿色，兰铜矿为兰色、黄铜矿为黄色，钛铁 矿为黑色。
• 他色是由于外来带色杂质的机械混入所造成 的，此种颜色常常不均匀，它与矿物本身性 质无关，如水晶有紫色、黄色、玫瑰色、烟 色等，这种颜色不能作为矿物鉴定的特征。
• 假色为某些透明矿物或不透明矿物表面常 出现的晕色或锖色、变色等。
• 鉴定矿物的颜色应观察新鲜面，描述要确 切，当矿物呈单色时，应分出深浅，若矿物 不是单色，一般采用“先次后主”的描述方 法。
浮选槽
浮选槽
• （五）按矿物的化学性质分离
• 按矿物的化学性质分离称的方法为化学分 离法。重砂矿物分离常常遇到欲分离的矿物粒 度细小、成分复杂，矿物的物理性质相似，因 此仅用物理的方法是难以分开的。在这种情况 下，矿物的化学分离法则可弥补这一缺陷。
• 化学分离法的实质，是用某些化学试剂溶 解，而使欲提取的矿物尽可能不溶或少溶，故 称这种方法为选择性化学溶解分离法。其方法 的优点是分离纯度高，流程简单，操作简便等， 缺点是消耗试剂量多，成本高。
• 重砂矿物在表生带作用下，经搬运与磨蚀等，矿物往 往不能保持完整晶形，其完整程度与矿物本身的稳定性、 硬度、韧性、解理发育程度等有关，又与水流速度、搬 运距离有关。锆石因其稳定性高、硬度大、解理不发育， 经常保持好的晶形，经搬运距离大于100公里晶形仍然 完好。
• 2.矿物的外部特征：矿物晶面条纹(横纹、纵纹或斜条 纹)，这种条纹是与晶体构造有一定关系的，因此晶面 条纹可作为矿物的鉴定征特。如石英、黄玉很相似，但 二者的晶面条纹明显不同。石英表面具横纹，而黄玉具 纵纹；又如斜长石晶面上具双晶纹可与正长石相区别。 电气石、金红石等都具有纵纹；刚玉晶面上则有三组条 纹且相交成正三角形。
• 3.重熔体分离
• 在密度较大的易熔盐熔融体中分离密度大的矿物 的一种方法。将易熔盐放入试管或其他容器中, 加热,使之熔化,再把矿样投入,加热,使轻矿物上浮、 重矿物下沉。
• 常用的重熔体有硝酸银和硝酸亚汞，硝酸银的重 熔体可使比重小于4.1的矿物浮在表面，而比重 大于4.1的矿物则下沉在底部，当温度下降后， 则在试管中形成圆体柱，打破试管取出重熔体柱 切开轻，重矿物部分，分别溶于硝酸中，再经处 理，即完成了重砂矿物的分离。
• 3.效率高，成本低，设备简单，操作容易。
• 二、重砂矿物的分离
• 重砂矿物的分离是重砂矿物分析中的重要环节 和先行步骤。在重砂样品中，一般含十多种至 数十种矿物，绝大多数为轻矿物，有用重矿物 只占很小部分，单纯依靠镜下观察难以鉴定， 因此，在重砂样品进行镜下鉴定前，按不同矿 物物理化学性质的差异，采用各种分离手段和 选择性溶矿的方法，尽可能将有用矿物单独提 取出来，以便对有用重砂矿物作定性，定量分 析。
• 三、重砂矿物的常规鉴定方法
• 重砂矿物鉴定的目的是为了确定矿物名称、 含量及其特征，为综合找矿、综合评价、综合利 用及元素赋存状态的研究等提供实际资料。因而 重砂矿物鉴定是找矿勘探及科学研究工作中不可 缺少的重要内容之一。
• 就目前所知，重砂矿物分布广泛，从造岩矿 物到付矿物，从特种非金属矿物到金属矿物，从 稀有—稀土矿物到铀钍矿物都有。对重砂矿物的 物理性质、化学性质等进行综合研究以确定矿物 的名称及其特征。重砂矿物一般比重大，颗粒小， 矿物呈单体，分散状态存在，有用矿物在整个样 品中含量又往往比较低，因此重砂矿物鉴定经常 采用综合手段，以便确切的了解其性质。
• 2.重液分离及重液离心分离：
• 重液分离是以一定比重的液体作介质，在 容器中按比重来分离矿物。在重液中，比重 大于重液的矿物下沉、比重小于重液的矿物 就浮在重液的表面。重液分离就是利用一系 列比重不同的重液将不同比重的矿物分开的 一种分离方法。选择重液时应考虑其比重较 大，能与某种液体完全混合或稀释，并可重 新浓缩；透明度高，粘度低，性质稳定，不 易分解，不与矿物起化学变化；毒性尽量小， 价格低廉等。目前常用的重液是三溴甲烷， 四溴乙炔，杜列液和二碘甲烷。
• A、观察光泽要在晶面、解理面及新鲜 断口处观察。
• B、观察时要以自然光或日光灯作光源。
• C、观察重砂矿物的光泽应与手标本观 察一致，所以就应当熟练地掌握手标本的 各种光泽特征，这样才能正确地定出重砂 矿物的光泽。
• 7.透明度：透明度即光线透过wenku.baidu.com物的程度。一 般分为透明的、半透明的、不透明的三类。透 明度常受颜色影响，因此观察时，某些矿物需 压碎后观察。
第三章 矿物分离与鉴定
第一节 重砂样品的分析方法
• 淘洗所得的重砂样品，要采用各种分离和鉴定 手段，以便对重砂矿物作出定量和定性的分析。
• 区测、普查阶段的重砂测量，其目的是圈定 各种有用矿物的重砂分散晕和指出值得进一步 工作的远景区，所以只要求对主要的重砂矿物 做出定性与半定量的分析。
• 在砂矿床普查评价或勘探阶段的重砂测量， 其目的是对矿床作出远景评价或工业评价，因 此要求对重砂样品作全面分析或者对某些主要 有用矿物进行分析，要准确定量，为储量计算 提供依据。
• 晶面条纹根据其形成的原固可分为两种：聚形条纹 （如电气石、黄铁矿等的晶面条纹）和双晶条纹（如斜 长石、方解石等的晶面条纹）。
• 矿物表面的凹穴与裂纹：有些矿物表面有小凹穴，如 钛铁矿可以借此特征区别于其它黑色矿物；榍石晶体常 常有不规则的裂纹，以区别其它相类似的矿物。
• 氧化薄膜：矿物的表面薄膜可以作为某些矿物的特征， 如黑钨矿表面常有铁钨华的薄膜。钛铁矿、金红石、榍 石等表面常有白钛石薄膜。