矿物的鉴定法和研究法

第六节矿物的鉴定法和研究法

迄今自然界已被确认的矿物已达3000多种，它们是组成岩石和矿石的基本单元。通过对矿物的鉴定可以阐明各种地质体的物质组成，为岩石的分类、命名、矿产的合理开采和综合利用提供必要的依据。同时，矿物各方面的特征并不是一成不变的，不同条件下生成的同种矿物的某些特征可能有许多差别，详细地研究它们，会有助于了解矿物的生成规律。另一方面，在鉴别和研究矿物的过程中，还会不断发现新矿物，为充分利用矿产资源创造条件。因此，正确地鉴定和研究矿物是地质学领域中重要的基础工作之一。

下面将鉴定矿物的一般步骤和常用的方法作简要的介绍。

一、鉴定矿物的一般步骤

（一）分选矿物

在鉴定和研究矿物的工作中，所用样品必须是新鲜和纯净的。因此，对矿物样品要进行分选、加工和处理，以清除各种杂质和不合要求的部分。如选样时发现有晶形完整或形态良好的矿物晶体，应细心取出以供研究晶体形态和晶体构造之用；粒度较粗的样品，可用手选，或者在放大镜和体视显微镜下挑选；若颗粒过细，手选有困难，则可根据具体情况选用不同的分离方法进行分选。如重液分离（利用矿物相对密度的不同在重液中进行分选）、磁力分选（利用矿物磁性的不同，在磁力仪上进行分选）等。用这些方法选出的样品，需要在显微镜下严格检查后才能使用。

（二）肉眼鉴定

是用肉眼或借助于放大镜以及某些简单的工具（如小刀、磁铁、条痕板等）对矿物的外表特征和物理性质进行观察，从而达到鉴定矿物的一种简便方法。肉眼鉴定看似简单，但要达到快速准确，还需经过反复实践和对比，积累经验，才能熟练地掌握。肉眼鉴定矿物是有一定局限性的，如某些特征相似的矿物、颗粒很细小的矿物和胶态矿物，往往难以鉴别，必须采用其他方法。但是肉眼鉴定仍然是进一步鉴定和研究的基础。因为通过肉眼鉴定，可以根据矿物的特征和研究目的，提出恰当的进行精确鉴定和研究的方法或分析项目。因此，肉眼鉴定矿物是一个地质工作者必须具备的基本技能。

（三）简易化学分析

简易化学分析是在肉眼鉴定的基础上所采用的验证或补充鉴定方法。它是用简单的化学分析方法，确定矿物中某种元素的存在，以达到鉴定矿物的目的。许多矿物通过简单化学试验后就可以很快的测定矿物中所含的主要元素，甚至确定矿物名称。但是简易化学分析不能精确测定矿物的化学成分，而且对某些矿物（如黏土类矿物）基本上不起作用。（四）其他分析方法

用普通的方法难以鉴定的矿物，应采用其他分析方法来鉴定。如显微镜法、电子显微镜法、X射线分析、热分析、极谱分析、光谱分析、原子吸收光谱分析、电子探针分析等等。其中有些方法应用范围较宽，适用于很多矿物；但有些方法应用范围较窄，仅适用于某些特殊类型的矿物。但是，各种分析方法都有其优缺点，因此必须根据研究的对象和要求的不同，选择合理、有效、经济的方法来鉴定和研究矿物。

上述鉴定矿物的步骤不是绝对的，对于某些矿物，可以超越进行，如颗粒粗大、特征显著的矿物，可以不经过分选矿物这一步骤，直接进行肉眼鉴定。如果通过肉眼鉴定和简易化学分析后，可以准确的定出矿物名称，就不需要再作其他方法分析了。

二、常用的鉴定法和研究法

（一）简易化学试验

简易化学试验就是利用化学试剂对矿物中的主要化学成分进行检验，从而达到鉴别矿物的目的，是一种快速、灵敏的化学定性方法。

1、粉末研磨法将矿物粉末与固体试剂粉末混合在一起，使之在研磨作用下发生化学反应，根据反应后所产生的颜色来确定矿物中所含的化学元素。常用的分解方法有两种：

（1）矿物粉末与硫酸氢钾 (KHSO4)一起研磨，使被鉴定的元素成为固体试剂反应的硫酸盐；（2）矿物粉末与氯化铵和硝酸铵的混合物（按重量，2份NH4Cl与1份NH4NO3混合而成）一起加热，使被鉴定的元素成为能起反应的氯化物。该法设备简单，便于携带，操作方便，反应灵敏，所需时间很短，适合于野外应用，现以试磷（P）举例如下：取磷灰石（或者磷块岩）粉末和较多的钼酸铵试剂在小瓷皿中研磨，然后加一滴浓硝酸，出现黄色，证明有磷存在，其反应式如下：

H3PO4 + 12（NH4）2MoO4 + 21HNO3 ——（NH4）3PO4.12MoO3+ 21NH4NO3+ 12H2O

2、斑点试验法（点滴分析）是将微量的矿物粉末溶于溶剂，如溶于水或酸中，使元素在溶液中呈离子状态，然后再加微量试剂于溶液中，根据反应后的颜色来确定某种元素是否存在。该实验可在白瓷板上、表

面玻璃上或滤纸上进行。该法操作简便、迅速、且灵敏度较高，野外室内均可应用。现以试铅（Pb）举例如下：先用1:1的HNO3，将方铅矿粉末溶解，缓缓加热促使溶解并蒸干。然后用0.5%醋酸溶解干渣，制成溶液，加一小粒髓晶粒，出现柠檬黄色沉淀PbI2，证明有铅存在。

3、磷酸溶矿法是用磷酸把矿物溶解，根据溶液的颜色或与试剂反应后所产生的颜色，来判断矿物中存在某些元素以及这些元素的价态。

其操作步骤是：将矿物用乳钵研成细粉，装入试管，加磷酸，在酒精灯上徐徐加热，直到矿物粉全部溶解为止。有的元素可直接观察溶液的颜色（如Cr呈绿色），有的元素还需加蒸馏水稀释后再加试剂使溶液呈色（如Ti，加蒸馏水稀释后，再加1-2 滴H2O2或Na2O2后溶液才呈黄色）。由于磷酸是一种很强的溶剂，绝大多数矿物都可用它来溶解，所以很多矿物都可用此法鉴定。现以试锰（Mn2+）、钨（W6+）、铁（Fe2+）举例如下。

将钨锰铁矿粉与磷酸及固体硝酸铵一同加热溶解，由于Mn2+被氧化成高锰酸钾而使溶液呈紫色（示有Mn7+），于溶液中加入几粒金属锡继续加热，Mn7+被还原，溶液变成无色，而后出现蓝色，则说明有钨（这是因为Sn在还原Mn7+的同时，部分W6+被还原成W4+，后者与未还原的W6+化合成一种蓝色产物—钨蓝），冷却后颜色加深，然后用水稀释，再加入几粒氧化钠使蓝色消失，煮沸以驱除所产生的过氧化氢，冷至室温时，加赤血盐，出现蓝色则示有Fe2+存在。

4、薄膜反应

是将某些矿物与一定试剂作用后，表面产生一层带色的薄膜，借此