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地质实验测试岩矿鉴定在地质矿产勘查中的应用

【作    者】 程健博
【出    处】 《中国金属通报》2024年第05期
【标    签】 地质勘查  技术应用  矿产资源  岩石矿物  岩石分析 
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地质实验测试岩矿鉴定在地质矿产勘查中的应用

程健博

摘要:作为一种重要的支持性的地学领域,岩矿鉴定的目的是推动矿床学的深入探索。它基于矿物的种类、数量、典型化合物及矿石结构等方面来收集各种物理与化学数据,从而对整个成矿过程进行解析。本文主要探讨了岩矿鉴定在地质矿产探测中的运用,首先对其核心要素及其重要价值进行了详细的描述,接着指出了目前在地质矿产调查过程中遇到的一些问题提出解决方案。

关键词:地质实验测试;岩矿鉴定;金属矿床;成矿规律

指出地壳内形成金属和非金属资源的基本原理对于探测与开采这些物质至关重要且必要;而对这种基本原则的具体化理解则依赖于通过特定地点的数据来推断整个地区的潜在生成过程这一关键步骤——这就是所谓的“从点到面”的方法论思路。此外,鉴别出各种类型的岩石及其内部成分的能力也同样非常有价值并被广泛使用作为揭示地下蕴藏的关键工具之一。特别是那些具有代表性的样本为了解整体情况奠定坚实基调,并且有助于判断具体原因所在,从而更好地指导下一步行动方向。综上所述,可以看出这个领域的重要性不容忽视而且它确实发挥着举足轻重的角色。

1 岩矿鉴定研究内容及方法

矿物鉴定主要利用蔡司显微镜来鉴定非金属矿物,如橄榄石、宝石、放射性矿物和其他矿物。如透明矿物中的颜色、透射、反射、金属矿物的强度等,这些都是上述矿物鉴定的理论基础。

对于金属矿床的研究来说,岩矿鉴定的任务至关重要,它为矿石结构以及金属矿物形成顺序提供了基础信息,同时也是解析地区成矿流体移动模式、成矿环境、成矿深浅度以及成矿聚集全过程的关键因素,并有助于进一步细分成矿阶段,揭示矿床的成因机制。这种工作可划分为两类:一是在户外收集样本的主要活动,通常会在有代表性的矿化暴露点,例如采掘巷道、勘探沟渠、钻孔取出的岩芯或地面露头等地实施使用放大镜或肉眼粗略判别矿石内矿物质、围岩矿物、矿石构造以及矿物形成顺序等;二是室内的整合处理工作,其核心是对室外获取的典型样本进行光学切片制备,利用显微镜准确识别所有矿物质成分及其构成特性。科技进步推动了各种检测方法逐步进入到岩矿鉴定范畴,比如电子探针分析法、X射线衍射法等等,这些手段能够带来定量的鉴定结果。

2 岩矿鉴定的重要作用

在当前的地质勘查任务中,岩矿鉴定扮演着无法取代的角色。作为关键的岩矿检测工具和方式,它以低成本和快速的速度而闻名,是一种实用且应用广泛的地质勘查分析工具。

岩矿鉴定的应用不仅能解析矿场中的矿物质的变化与关联,还能深入研究其特性并作为进一步探索的基础资料及技术支撑。为了准确地评估勘探区域内的矿物演化历程、进展状况及其大致储量,需要借助岩矿鉴定来实施精准而贴近实际的观测。此外,它也适用于勘探区内地质样品的测试与调研活动,这些活动的核心作用如下。

首先,你可以通过确定和分析调查区内的采石场来确定它的类别、性质和名称。随后的采石场分析对基础建设的支持和意义至关重要。

其次,通过收集和分析样本,可以进一步处理和分析采石场的结构、表面和其他特点,为采石场的形成和发展历史提供数据支持。

3 岩矿鉴定在某矿床研究中的应用

3.1 样品01


样本01的观察结果显示了大量的金属元素如黄铜矿(占比大约15%)、黄铁矿(占比达20%)、磁铁矿(占比也达到15%)等,同时还有极少的铜蓝(仅占0.5%)及大量无色物质(约占据总数的50%)。这些成分中的大部分是黄铜矿,呈现出铜黄色并以形状各异的小颗粒形式存在,尺寸通常小于0.02mm,它们常常出现在黄铁矿或者脉石矿物的空隙处,有时也会出现一些铜蓝,而磁铁矿则可能包含这种形态的黄铜矿,并且往往比磁铁矿更早地形成了。黄铁矿则是浅黄色且具有半自形到他形的粒子结构,平均直径介于0.001mm~0.1mm之间,常见于脉石之中,也可以与黄铜矿或磁铁矿共存,并在磁铁矿内部形成一种不规律的形式,这使得黄铁矿的生成时间要稍晚于磁铁矿。至于赤铁矿,它的颜色表现为灰白带有蓝色和白色,强度上有着明显的非均匀性,平均直径可达0.03mm,常被聚集在一起并填满脉石间的空间,部分情况下会取代磁铁矿的位置,同时也可能会留下少许灰色略带棕色的磁铁矿碎片,而在磁铁矿集群之间的缝隙里可以找到黄铜矿、黄铁矿的存在。此外,铜蓝的表现特征包括深度的蓝色加上些许的白色和微蓝,强烈的不均匀性(即火橙-蔷薇-橙黄),经常会在黄铁矿周围或是直接覆盖住黄铁矿,而且颗粒非常细腻,很少见到大块的铜蓝见。

3.2 样品02

在样品02的显微镜下,可以观察到一些金属矿物,包括黄铜矿(占约18%)、铜蓝(占约3%)、闪锌矿(占约11%)等等。在黄铜矿内部可以发现一些铜蓝的存在;而铜蓝则显示出深蓝色的反射颜色,具有强烈的不均匀特性,并带有火橙色的偏光效果,以不规律的方式散布在黄铜矿中,但并不常见。闪锌矿表现出的反射颜色是一种略带浅棕色的灰色,并且是以粒状的形式出现,具备均质性和轻微的白内反射,它的颗粒较大,而且裂痕发达,可能会出现在岩石中,也可能与黄铜矿一起占据了黄铁矿的裂缝空间,同时也可以看到由闪锌矿、黄铁矿组成的脉络结构,而在这些脉络中的闪锌矿颗粒会比较粗大,并在闪锌矿内部可以看到一些黄铜矿、辉铜矿的固溶分离产物,它们的大小约为0.05mm。此外,辉铜矿所展示出来的反射颜色则是灰白色带着蓝色调,拥有较低程度的不均匀性质,并以不规律的星点形式分散在闪锌矿和岩石当中,常常与黄铜矿共同出现,同时也展现出了较高的不均匀度。最后,黄铁矿的表现就是一种淡黄色的反射颜色,体现出明显的均质特征,属于半自形的粒状构造,平均直径大概在0.3mm左右,经常会在脉络中以不规律的方式出现,另外还可以观察到在黄铁矿周围会有闪锌矿的存在,也会有一些闪锌矿和黄铜矿混合在一起填满裂缝,这比闪锌矿和黄铜矿的生成时间要更早些。

4 岩矿鉴定地质矿产勘查中存在的问题

行业内对此也更加重视。然而,目前我国在这方面仍有一些问题需要解决,主要包括以下几点。

4.1 岩矿鉴定的样品问题

尽管中国的相关技术的应用与实践已达到高级阶段,但仍有部分样本收集方面的问题需要解决。一方面,是由于管理的松懈和制度的不健全导致的样本获取过程中存在的任意性和无序性;另一方面,一些样本因保管不当或者时间过长等原因造成损失或是失去其作为样本的功能。同时,大量的样本类型被反复使用,这也是一个关键的影响因素。总体来说,上述关于矿石样品的问题对岩矿鉴定的准确度及执行都有着负面的影响。

4.2 岩矿鉴定的人才问题

鉴于岩矿识别的技术专家相对缺乏,其原因在于这项工作的特殊需求很高,不仅需要相应的学科背景和测试技能,还需要工作人员有足够的耐力。因此,这个领域对人才的选择与培训设定了很高的标准。另外,由于薪资水平增长缓慢,职业晋升步伐较慢,这也加剧了人才流失及招聘困难的问题。同时,这种技术的短缺也会给产业的发展和科技进步带来一定程度的影响。

4.3 岩矿鉴定的鉴定问题

目前,岩石与矿物的识别存在的主要挑战在于实验室和现场检测之间的断层。许多地质学家、采矿专家及技术员在执行岩石和矿物的识别任务时,未能实现实验室和现场操作的一致性。原因是他们中的大部分人专注于户外区域的矿产资源探索和分析,很少花时间在室内做相关的工作;另一方面,尽管一些从事室内科学研究的人员有很多时间来进行岩石和矿物的识别实验,但由于缺乏对实际环境的理解,导致了这些工作中出现的问题。这种状况不仅影响到岩石和矿物识别的准确性,也给整个过程带来了不便。

4.4 岩矿鉴定质量的问题

在地质与矿物学研究中,对鉴定品质的要求同样至关重要。这些问题的出现主要是由于许多新手刚刚加入工作团队,他们在应用理论知识于实践、掌握技能及遵循标准方面仍有不足之处,这直接影响了他们的工作表现。具体来说,可能出现的状况包括鉴定流程的不规范化、对信息的整理不当、数据准确度不高等一系列问题,所有这些问题最终会导致地质与矿物学的研究结果缺乏严谨性和工作人员的发展受阻。

4.5 岩矿鉴定成果的问题

对于岩矿鉴定的结果存在的问题主要是人们往往忽视了对其相关数据、资料的重要性,许多从事岩矿鉴定技术的专家们在做理论探讨时,可能会因追求方便而直接使用未经审查或计算过的他人数据,这种行为不仅缺乏对他人的尊敬,也可能对自己的理论探索产生负面效应。

4.6 岩矿鉴定的设备问题

尽管当前中国已拥有丰富的岩石与矿物鉴定的技能及实践经验,但仍有一些仪器设备方面的问题亟待解决。其中最突出的是设备精准度的欠佳以及设备陈旧,这可能导致在岩石与矿物鉴定过程中产生错误的数据或偏离实际的结果。这一现象背后的根本原因是资金投入得不够充足,因为缺乏足够的经济支持且高性能设备的价格昂贵,使得许多实验室和研究所无法获得准确的实验工具。即使使用老旧设备也能完成任务,但在精确性和易用性方面仍然存在缺陷。总之,由于岩石与矿物鉴定设备的老化和精度低下等因素,中国的这项工作可能会受限并被影响。

5 岩矿鉴定在地质矿产勘查中的应用优化措施

依据前文所述,结合实际状况,本文针对岩矿鉴定的相关问题提出了一些优化策略,期望能够为我国的岩矿鉴定事业带来一些支持。

5.1 加强对岩矿鉴定人员的培养

鉴于岩矿鉴定任务的专业性和技术复杂性,对于从事此项工作的员工来说,高度的专业素养和技能实力至关重要。因此,现阶段迫切需要加大力度,提升这些员工的教育和培训水平。这不仅包括初入行的新手,也涵盖了已有一定经验的技术员。如此一来,可以为他们构建起一套完善的实操与理论应用框架,同时也能使行业内的资深人士有机会对其已有的知识和技艺进行系统的梳理和强化,从而进一步稳固他们的专业基础。总之,对岩矿鉴定工作人员的培训和教育具有重要价值,它能有效推动他们在知识理解和实际操作上的提高。

5.2 加强岩矿鉴定技术人员之间的配合

为了顺利完成岩矿鉴定任务,技术团队之间紧密的合作至关重要。特别是在涉及室内和室外技术人员时,他们之间的协同作用不容忽视。这种合作不仅能极大提升岩矿鉴定的准确性和结论的可靠性,更意味着室内人员应该积极参与外部地质调查总结,而室外人员也需给予室内研究活动应有的支持。只有当所有岩矿鉴定技术团队成员通力合作,才能确保整个流程按照标准操作进行,从而保证最终结果的准确无误。

5.3 加强对岩矿鉴定的质量管理

对于关键性的矿物探测手段——岩石与矿物的识别工作来说,其品质的重要性不容忽视。优秀的品质控制主要是由研究所本身的管理能力和相关机构的严密监控来实现的。而对于岩石与矿物识别的监视管理,需要保证的是对其流程、成果、数据记录等等环节的监察,并需建立相关的审查机制以全面评估整个岩石与矿物识别的过程,从而保障了岩石与矿物识别的高品质。

5.4 加强对岩矿鉴定信息数据的利用

在岩石与矿物鉴定的过程中,对信息的获取及应用至关重要,这直接影响到整个鉴别流程的严密性和结论的正确性。因此,必须通过专业的手段来处理和解析收集的信息和鉴定成果,只有当这些结果满足了精准度要求且与其研究目标一致时才能被采用。简言之,盲目地依赖或运用岩石与矿物鉴定的信息是不允许的。

5.5 加强岩矿鉴定设备的优化和更替

为保证地质鉴定准确性和流程顺畅,各级行政机关及相关部门需增加对于地质鉴定的财政支持,以便于实验室购买新仪器并升级现有设施,例如高解析度的显微镜、高质量图像采集设备等等,应加速其购买与更新的步伐,以满足日益进步的地质检测需求,从而确保地学研究的结果精准无误。

6 结语

根据两个光片样品的鉴定结果,可以得出结论,该矿床是铜矿床,其中的矿石矿物有黄铜矿、辉铜矿、闪锌矿和铜蓝等。因此,可以根据上述矿物的次序来划分该矿床的成矿期次,并进一步分析该矿床的形成原因。

(作者单位:甘肃省有色金属地质勘查局张掖矿产勘查院)
 
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