吉林大学应用技术学院矿相学

矿相学绪论一、矿相学的概念矿相学是用矿相显微镜研究矿石的一门地质学科。

研究对象：矿石，不是岩石大部分为不透明矿物矿相显微镜：反射偏光显微镜（具反射系统）岩石偏光显微镜（具透射系统）矿相学的主要任务是：1·鉴定金属矿物相显微镜为主要手段研究金属(不透明)矿物的光学、物理、化学性质和形态特征等，借以鉴定矿物。

2·研究矿石的组构特征矿石的构造、结构特征和矿物组合及其所提供的成因信息，以分析、判断矿床的矿化条件、矿化作用和矿化过程。

从而为研究矿床成因和进行找矿勘探提供依据。

3·研究矿石的工艺性查明矿石中有益和有害元素的赋存状态、有用矿物和组分的含量，矿物的嵌布特性与嵌镶关系，以及矿物的“物性差”等矿石工艺性质，以便为矿石的选、冶设计提供依据。

二、、矿相学研究一般工作步骤1．野外研究工作阶段在野外工作阶段，首先应占有尽量多的原始资料。

在了解研究区域及矿床地质概况的基础上，选择一些矿化露头、探槽、掌子面、坑道壁和岩心进行观察与地质编录工作。

这项工作包括在野外用肉眼及其它简易方法鉴定矿石及近矿围岩的矿物成分，用肉眼和放大镜研究矿石的组构，初步按成分及组构划分矿石类型、确定矿化阶段及各阶段产物在空间上的分布关系。

在进行上述工作的同时，需采集一些供进一步研究用的矿石及围岩标本。

2、室内研究工作阶段室内研究阶段的任务是进行显微镜下的鉴定和研究，并从事一些其它专门性的研究(如单矿物化学分析、电子探针分析、X射线分析、红外线吸收光谱分析、同位素分析以及放射性测量等)，以资对矿石的矿物成分和化学成分、矿物组合、矿石类型、矿石的工艺特性等有深入的了解。

3．综合整理阶段将显微镜下研究的结果和综合研究(野外和室内其它方面的分析研究结果)的材料，编写出矿相学综合研究报告书。

报告书中须阐述如下几方面的问题：(1)区域地质概况；(2)矿床地质特征，矿体的形状、产状、规模大小及赋存规律；(3)矿石类型、矿物成分及化学成分；(4)矿石的组构特征，矿石的矿化期、矿化阶段和矿物的生成顺序，并编制矿化阶段及矿物生成顺序图表；(5)矿石在矿床中的空间和时间方面的演化特点及其规律，提出确定矿床成因的依据；(6)矿石中有益、有害组分(或矿物)的赋存状态及含量，确定矿石类型，提出工业利用的可能性；(7)根据矿石的矿物组合、颗粒大小和嵌布、嵌镶情况，提出矿石工艺加工的方案。

4．检查审核阶段检查审核工作是由上级机关负责进行的，任务是对所提交的“矿相学综合研究报告书”审查和讨论。

先是对各种原始资料进行复核审查，检查记录与切片是否一致，光薄片的鉴定是否准确，各种编录的完整程度等。

其后审查所采用的研究方法，野外地质现象与室内工作的联系程度、结论的依据及正确性等。

如上述项目有问题、错误和遗漏之处，必须令其补充、修改直至重作。

三矿相学的研究意义1·在研究矿床成因方面的意义矿石的研究是矿相学的主要任务,因为矿石是组成矿床的基本物质，它能反映矿床形成时物理化学条件和成矿作用的过程，所以通过对矿石的矿物成分、化学成分、矿物组合及矿石组构的研究，可为查明矿床的成因提供重要依据。

基于上述研究，可以具体地帮助分析含矿溶液的性质、成矿方式、成矿的温度和深度、矿化在时间和空间上的演化、矿化强度的变化以及成矿物质来源等问题。

2．在指导找矿勘探工作方面的意义有助于对矿床作出正确的评价和指出正确的找矿勘探方向3．在指导矿石工艺方面的意义对矿石进行矿石工艺性质研究，也是矿相学研究的主要内容。

因为矿石除极少数可以直接利用外，大多数须经矿石工艺处理，即通过碎矿、磨矿和选矿把有用矿物富集起来，并除去有害杂质，然后进行冶炼；因此，就需要选择既有效又经济可行的选冶方法和流程。

第一章矿相显微镜和光片的制备第一节矿相显微镜一、概述矿相显微镜也称反射偏光显微镜或矿石显微镜。

由一台偏光显微镜加一套“垂直照明系统”组成。

二矿相显微镜的结构及附件（一）垂直照明器孔径光栏（孔径光圈）：控制入射光束直径大小、影像反差强弱及物镜的有效孔径。

起偏镜（前偏光镜）：使入射光成直线偏光，其振动方向为水平振动。

视野光栏（视域光圈）：控制视域大小，挡去有害杂乱反射光，提高矿物影像清晰程度。

（）a（）b 图矿相显微镜垂直照明系统光路示意图1－光源；2－聚光透镜；3－孔径光栏；4－视野光栏；5－起偏镜；6－视野透镜（校正透镜）；7－反射器；8－物镜的透镜系统；9－光片；3′－孔径光拦的像；4′－视野光栏的像；1－7构成垂直照明系统反射器：是垂直照明器中主要部件，将水平入射光垂直向下反射。

（1）玻璃片反射器（2）棱镜反射器（3）史密斯反射器（二）照明设备光源：白炽灯卤钨灯滤光器: 蓝色玻璃片滤光器（三）物镜：高倍50×、20×中倍10×低倍5×两大特征：放大能力、分辨能力（四）目镜：也有高、中、低倍之分第二节光片的制备一光片的磨制1、选矿石标本2、切片：长、宽2-3cm、厚0.5-1cm3、粗磨及细磨4、磨光（抛光）:用Fe2O3粉做磨料5、编号6、安装二光片的安装工具——压平器、擦板、橡皮泥实习一矿相显微镜的使用一、实习目的要求1、了解矿相显微镜的构造及各部件的名称和性能。

2、掌握矿相显微镜的使用、调节、维护方法。

二、实习内容1 了解矿相显微镜的主要类型和主要部件的性能2 矿相显微镜的使用、调节与维护三、实习报告1、矿相显微镜与普通偏光显微镜在基本结构上有何区别？2、怎样调节正交偏光？矿相显微镜的使用、调节与维护1、矿相显微镜的调节：矿相显微镜在使用前必须加以调节使各部件处于正确的位置才能进行有效的观测。

(1)调节光源：调整方法是转动灯室或灯头的螺旋或移动光源使光源点与进光管在同一水平线上直至视野中亮度均匀，亮度最大为止。

为将光源发出的光(入射光)调成白光可以方铅矿为标准调成白色，通过加或减蓝玻璃片直至镜下方铅矿呈白色为止。

(2)反射器的调节：缩小视野光圈后转动反射器的横轴，其小亮点平行目镜十字丝的竖丝移动，直至小亮点位于十字丝交点并被十字丝所平分。

即位于视域正中心。

这就表明反射器的位置及倾角都调整好了。

(3)调节孔径光圈和视野光圈，孔径光圈的大小应随物镜的大小而有所不同。

调节时取下目镜或推入勃氏镜即可在物镜后界面上看到孔径光圈的象，用低倍物镜时孔径瞳孔可开至与孔边基本重合；用中高倍镜时应适当缩小至2/3~1/2。

视野光圈的调整是首先缩小光圈并调至十字丝中心，若光圈界线模糊不清或带有红、蓝等颜色，则转动视野透镜至界线清晰和无色边为止。

重新开大光圈至视域周边。

(4)单偏光振动方向的检查调整，采用完全理解的矿物石墨或辉钼矿的光片置于物台上，推出上偏光镜，转动物台，使矿物晶体延长方向(高反射率方向)处于最亮位置时，其延长方向即为前偏光镜振动方向。

如果此时矿物延长方向恰平行于十字丝呈东西向，则证明前偏光也为东西向。

否则需先使矿物延长方向平行十字丝东西向后，再转动前偏光镜至矿物最亮时止。

此时前偏光即位于东西向。

（5）正交偏光的调节：将方铅矿置于视域内，加入前偏光和上偏光。

调节一个可以转动的偏光镜，当视域内最暗(消光位)时，表明两偏光振动方向正交。

也可用前述调节单偏光的方法先确定前偏光的位置，再推入上偏光镜，若石墨或辉钼矿成消光，并在物台旋转一周时出现四次消光，二次之间为90度，同时在各45度方位的偏光色也完全一致说明两偏光为正交。

还可用均质矿物如黄铁矿在高倍镜下做锥光观察，若偏光图为一完美的黑十字，即可证明二偏光已经正交。

第二章矿物的反射率及双反射第一节概述一、反射率反射力：矿物光面对垂直入射光线的反射能力。

即矿物在反光显微镜下的明亮程度。

反射率：表示反射力大小的数值，以R表示R＝Ir/Ii×100%Ir：反射光强度，Ii：入射光强度反射率是矿物本身的属性，它决定于矿物的折射率N和吸收系数K。

(N－Ns)2＋K2R＝————————（N+Ns)2+K2N---矿物折射率; Ns---介质折射率; K---吸收系数均质性矿物：N与K不因结晶方向而变化，其反射率R只有一个非均质性矿物：因晶体结晶方向不同，其N与K均有所差异，所以R也随晶体方向而变化中级晶矿物有两个主反射率：Ro Re低级晶矿物有三个主反射率：Rg Rm Rp二、双反射及双反射率双反射：单偏光镜下，旋转物台一周时，非均质矿物可能有明亮程度或颜色的变化，这种明亮程度（反射率）随矿物方向不同而变化的性质称双反射。

双反射率（△R）：绝对双反射率——非均质矿物最大反射率与最小反射率之差一轴晶矿物：△R=Ro-Re；二轴晶矿物△R=Rg-Rp如：辉钼矿垂直于前偏光镜振动方向Re=15%，平行于前偏光镜振动方向Ro=37%，双反射的观察方法：单偏光镜下（推入前偏光偏镜，去掉上偏光镜），转动物台，观察矿物有无亮度和颜色的变化，双反射弱的矿物单个晶粒看不出双反射现象，必须找多颗粒集中部位。

第二节反射率的测定方法一、光电学方法原理：光电效应原理，使矿物磨光面上反射光在光电元件上感光而使光能变为电能，所产生光电流强弱与反射光强度成正比，测出光电流值大小，即可算出矿物的反射率。

现在用MPV3显微光度计测量二、光学方法主要介绍简易比较法，在显微镜下同一视域中比较两种矿物反光强度。

首先要选一组矿物作为对比的标准：黄铁矿、方铅矿、黝铜矿、闪锌矿，将反射率分为五级：Ⅰ级：R＞黄铁矿Ⅱ级：方铅矿＜R＜黄铁矿Ⅲ级：黝铜矿＜R＜方铅矿Ⅳ级：闪锌矿＜R＜黝铜矿Ⅴ级：R＜闪锌矿操作方法：将欲测矿物和标准矿物光片用橡皮泥粘在同一载玻片上，用压平器压于同一水平面上，在镜下同一视域中比较两矿物明亮程度（代表R）。

若两矿物不能在同一视域中出现，可快速推移载玻片来比较它们的亮度。

注意:：矿物在视域中成倒像，两光片要挨紧，找平直边，不找锯齿状边。

第三节影响矿物反射率测定值的因素1、矿物光片磨光质量影响：有坑、麻点、擦痕，均影响反射率要求光片光滑如镜。

2、入射光波波长的影响：不同波长的入射光中测定的R值不同。

如方铅矿：白光下测R = 43.2%，黄光下测R = 43%3、面方向的影响：非均质矿物切面方向不同，测出的单向反射率值不同，影响双反射现象的观察4 、用标准物质不同：国际矿相学委员会规定用黑色中性玻璃、碳化硅、碳化钨与用黄铁矿、方铅矿等做标准，测得R值有差别。

5 、仪器及测量方法不同：仪器型号及附件不同测出的数据有差别，使用不同类型的反射器、不同倍数的物镜其测定结果也可能不一样。

6 、内反射的影响：低反射率的矿物由于内反射的影响常使反射率测定值变大。

实习二矿物的反射率一、实习目的要求1、通过对比掌握标准矿物的反射率。

2、掌握矿物反射率的简易鉴定方法。

3、掌握几种常见矿物的反射率的大小级别二、实习内容目测比较法测定不透明矿物反射率目测比较法是测定不透明矿物反射率最简便、最常用的和易掌握的方法。