矿物的鉴定法和研究法Word格式.docx
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(一)简易化学实验
简易化学实验确实是利用化学试剂对矿物中的要紧化学成份进行查验,从而达到辨别矿物的目的,是一种快速、灵敏的化学定性方式。
一、粉末研磨法将矿物粉末与固体试剂粉末混合在一路,使之在研磨作用下发生化学反映,依照反映后所产生的颜色来确信矿物中所含的化学元素。
经常使用的分解方式有两种:
(1)矿物粉末与硫酸氢钾(KHSO4)一路研磨,使被鉴定的元素成为固体试剂反映的硫酸盐;
(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)一路加热,使被鉴定的元素成为能起反映的氯化物。
该法设备简单,便于携带,操作方便,反映灵敏,所需时刻很短,适合于野外应用,现以试磷(P)举例如下:
取磷灰石(或磷块岩)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,显现黄色,证明有磷存在,其反映式如下:
H3PO4+12(NH4)2MoO4+21HNO3——(NH4)+21NH4NO3+12H2O
二、斑点实验法(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,依照反映后的颜色来确信某种元素是不是存在。
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,野外室内都可应用。
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%醋酸溶解干渣,制成溶液,加一小粒髓晶粒,显现柠檬黄色沉淀PbI2,证明有铅存在。
3、磷酸溶矿法是用磷酸把矿物溶解,依照溶液的颜色或与试剂反映后所产生的颜色,来判定矿物中存在某些元素和这些元素的价态。
其操作步骤是:
将矿物用乳钵研成细粉,装入试管,加磷酸,在酒精灯上缓缓加热,直到矿物粉全数溶解为止。
有的元素可直接观看溶液的颜色(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,因此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,而后显现蓝色,那么说明有钨(这是因为Sn在还原Mn7+的同时,部份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,显现蓝色那么示有Fe2+存在。
4、薄膜反映
是将某些矿物与必然试剂作用后,表面产生一层带色的薄膜,借此鉴定矿物或确信矿物中所含的元素。
该法在重砂矿物鉴定中比较经常使用。
例如将锡石(SnO2)放在锌板或铝板上加一滴HCl,数分钟后,矿物表面呈现一层锡白色的薄膜(即金属锡),证明有锡存在。
五、染色法
是将矿物与试剂作用,试剂中的离子与矿物中的某种离子互换,或有色试剂离子被矿物所吸收,使矿物染成各类特点的颜色从而达到鉴定的目的。
此法关于外表特点相似,相互不易区分的矿物,如碳酸盐矿物、粘土矿物、长石等专门有效。
如在岩石薄片或标本磨光面上用亚硝酸钴钠能使钾长石染成柠檬黄色,而斜长石染成浅灰白色。
又如有些碳酸盐矿物,由于它们的形态特点及物理性质超级相似,肉眼很难区别,乃至在显微镜下也难以区别。
但是,用染色法就能够够使这些矿物染成不同的颜色,借此把它们区分开。
染色法鉴定矿物的特点是:
所需矿物量少,试剂一般、操作简便、反映迅速易见,因此目前愈来愈被普遍应用。
(二)发光分析和放射性分析
发光分析是一种利用某些矿物的发光性来鉴定矿物的方式。
有些矿物在加热、摩擦、紫外线、X射线或阴极射线照射下,能激发出不同颜色和强度的荧光或磷光。
于是,能够依照它们的颜色及其强度来鉴定矿物。
放射性分析是利用某些矿物具有放射性来鉴定矿物或确信放射性元素的方式。
发光分析和放射性分析已在矿物的物理性质中有所论述,此处不作详细介绍。
(三)偏光显微镜法和反光显微镜法
一、偏光显微镜法
这是矿物学、岩石学中应用最普遍的方式之一。
主若是借助偏光显微镜对透明矿物的光学常数(如折射率、光性符号、光轴角、多色性、消光角等)进行观看和测定,借此鉴定、区别及研究矿物。
该方式是将矿物或岩石磨制成薄片(厚度为0.03mm),在偏光显微镜下观看(将在岩石学中专门介绍)。
二、反光显微镜法
主若是将不透明和半透明矿物磨成光片后在反光显微镜下观看和测定其反射率、反射色、内反射、偏光图、浸蚀反映等,借此来鉴定和研究矿物(该方式将在矿床学中专门介绍)。
(四)光谱分析和差热分析
一、光谱分析
这是目前测定矿物化学成份最经常使用的方式,主若是对矿物的化学成份进行半定量和定性分析。
其简单原理是:
每一种化学元素受到热能激发后,能发出特有的谱线,并可利用底片摄取。
依照谱线的不同特点可进行矿物化学成份的定性分析;
据谱线的强度能够进行定量分析。
光谱分析的要紧优势是样品用量少(数毫克)、操作简单、分析速度快、灵敏度高等,能够准确地测定矿物中的金属阳离子,专门是对稀有元素也能取得良好的结果。
二、差热分析
差热分析是依照矿物在加热进程中的吸热、放热特点来研究矿物的成份和构造的方式。
将矿物粉末与中性体别离同置于一高温炉中,在加热进程中,矿物发生吸热或放热效应,而中性体那么不发生此效应,将二者的热差通过热电偶,借差热电流自动记录出差热曲线,线上明显的峰谷,别离代表矿物在加热进程中的放热和吸热效应。
不同的矿物在不同的温度条件下有着不同的热效应。
每一效应又别离反映矿物在不同的温度下所发生的脱水、分解、相变等一系列性质。
由此可与已知矿物的标准曲线进行对照,从而鉴定未知矿物。
差热分析法对粘土矿物、氢氧化物、碳酸盐和其他含水矿物的研究最为有效。
(五)X射线分析和原子吸收光谱分析
一、X射线分析
X射线分析是研究矿物晶体内部构造的方式。
可分为粉晶法(多晶法或粉末法)和单晶法两种,其中粉晶法在实际工作中取得普遍的应用。
那个地址只介绍粉晶法。
粉晶法是以必然波长的X射线照射微量的矿物粉末,并用筒状感光底片装在专门的照相机内,以摄取面网反射过来的射线图像,这种图像称德拜图。
德拜图是由一系列一对对不同强度的弧线所组成的。
因为不同矿物的晶体构造不同,故所得的德拜图弧线数量、强度和距离均不相同,因此依照弧线间距测算出一系列面网间距的d值及其衍射强度,与预先编好的标准数据相较较,从而正确地鉴定未知矿物。
此法由于方便、迅速、对样品的要求简易,因此普遍用于鉴定矿物。
二、原子吸收光谱分析
是依照分散成原子蒸气的待测元素关于从辐射源发射出来的特点辐射的吸收百分率(或吸收值)来测定该元素含量的一种分析手腕。
该方式灵敏度较高、干扰元素较少、操作简单、速度快、能测定近70种金属和半金属元素。
但对卤族元素、稀有气体、C、H2、O2、H2S等尚不能测定。
(六)化学全分析
此法是对样品进行定性和定量的系统化学分析。
因此需要较多的设备、药品、样品和较长的时刻,本钱较高,但很精准。
这种方式往往是研究矿物新种、变种的详细成份、矿物成份的转变规律时才采纳。
在利用此法之前,必需事前对样品进行光谱分析,对其成份作初步了解,以供全分析时参考。
上面介绍的鉴定法和研究法,各有其利用范围和优缺点,在实际工作中,应依照具体情形和鉴定的目的要求来选择适当的鉴定方式和分析方式。
三、常见矿物肉眼鉴定
表1-3-8常见矿物肉眼鉴定特点表
矿物名称及化学成分
主要鉴定特征
成因与产状
用途
自然铜
多呈不规则的树枝状集合体。
颜色和条痕均为铜红色。
金属光泽。
锯齿状断口。
相对密度,硬度。
具延展性。
导电性能良好
形成于各种地质过程中的还原条件下。
多产于含铜硫化物矿床氧化带内,与赤铜矿、孔雀石共生
为铜矿石的有用矿物之一
自然金
通常为分散颗粒状或不规则树枝状集合体。
颜色和条痕为金黄色。
相对密度。
纯金相对密度为。
不易氧化。
热和电的良导体
主要形成于热液矿床,也常出现于砂矿中。
与石英、黄铁矿、毒砂、闪锌矿等伴生
为金矿石的重要有用矿物,主要用于装饰、货币和工
业技术
石墨
多为鳞片状或块状集合体。
颜色铁黑至钢灰色,条痕亮黑色。
硬度1。
具滑感,易污手。
薄片有挠性,导电性良好。
与辉钼矿的区别是:
辉钼矿用针扎后,留有小圆孔,石墨用针一扎即破;
在涂釉瓷板上辉钼矿的条痕色黑中带绿,而石墨的条痕不带绿色
主要为煤层或含沥青质的沉积岩或碳质沉积岩受区域变质而成
制铅笔、电极、石墨坩埚、润滑剂;
原子能工业上用作减速剂
金刚石
多呈八面体或菱形十二面体晶形。
无色透明或带蓝、黄、褐、黑等色。
标准的金刚光泽。
相对密度硬度10。
性脆。
具强色散性。
紫外光照射后,发淡青蓝色磷光
在高温高压下形成,产于超基性岩中,与橄榄石、辉石共生。
因硬度高,也常存在于砂矿床中
现代工业技术上,用作研磨材料和切削工具材料。
透明者可作高档装饰品
辉铜矿
一般为致密细粒状块体或烟灰状。
颜色铅灰,条痕暗灰色。
硬度2-3。
略具延展性。
具有导电性。
溶于硝酸,溶液呈绿色。
矿物小块加HNO3后烧时,颜色呈鲜绿色,加H2SO4烧时,颜色呈天蓝色(即铜的颜色反应)
主要形成于含铜硫化物矿床的次生富集带,亦可形成于内生过程中。
常与斑铜矿、黄铁矿、赤铜矿等伴生
为组成铜矿石的重要有用矿物
方铅矿
晶体呈立方体、八面体,通常为粒状或块状集合体。
颜色铅灰,条痕灰黑色。
强金属光泽。
完全的立方体解理。
相对密度,硬度2-3。
性脆
形成于气液或火山矿床。
与闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿等共生
为组成铅矿石的重要有用矿物
闪锌矿
通常为粒状或致密块状的集合体。
颜色由浅褐、棕褐至黑色。
条痕为白—褐色,树脂—金刚光泽。
硬度4
与方铅矿、黄铁矿、黄铜矿等共生
为组成锌矿石的重要有用矿物
辰砂
晶体呈细小的厚板状或菱面体形,多为粒状、致密块状、被膜状集合体。
颜色鲜红,条痕红色。
相对密度,硬度
形成于层控类型矿床。
常与辉锑矿、黄铁矿等共生
为组成汞矿石的重要有用矿物
磁黄铁矿
通常为致密块状集合体。
暗铜黄色。
表面常具暗褐锖色,条痕灰黑色。
相对密度,硬度5。
具强磁性
形成于各种类型的内生矿床中。
与镍黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿等共生
可制造硫酸
镍黄铁矿
通常呈不规则的颗粒状或包裹体。
古铜黄色,条痕绿黑色。
相对密度为,硬度3-4。
不具磁性。
导电性强
形成于铜镍硫化物的岩浆矿床中。
与磁黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿等密切共生
为组成镍矿石的重要有用矿物
辉锑矿
晶体呈柱状、针状,晶面上有纵纹。
集合体为致密粒状、放射状。
颜色和条痕均为铅灰色。
相对密度硬度。
具轴面解理,解理面上有横纹。
成于低温热液矿床中,常与辰砂、雄黄、雌黄等共生
为组成锑矿石的
重要有用矿物
辉铋矿
晶体为长柱状、针状,晶面上大多具有纵纹,集合体为致密粒状、放射状。
微带铅灰的锡白色,条痕铅灰色。
相对密度,硬度为
主要形成于高、中温热液矿床及接触交代矿床中。
常与黑钨矿、锡石、毒砂等共生
为组成铋矿石的重要有用矿物
辉钼矿
晶体呈六方板状,底面上有条
纹,通常为鳞片状集合体。
颜色铅灰,条痕微带灰黑色。
金屑光泽。
相对密度,硬度1。
一组解理极为完全。
薄片具挠性,可以搓成团,且有滑感
形成于与酸性侵入体有关的接触交代矿床或高、中温热液矿床中。
常与黑(白)钨矿、辉铋矿、石英等共生
为组成钼矿石的重要有用矿物
铜蓝
通常以粉末状或被膜状的集合体出现。
颜色为靛青蓝色,条痕灰黑色。
硬度,相对密度。
一组解理完全。
形成于含铜硫化物矿床次生富集带。
常和黄铜矿、辉铜矿等伴生
为组成铜矿石的有用矿物
雌黄
晶体呈短柱状,集合体多呈片状、梳状、放射状、肾状、球状等。
颜色为柠檬黄,条痕鲜黄色。
相对密度,硬度1-2。
金刚光泽。
薄片具有挠性
主要形成于低温热液矿床中。
常与雄黄、辉锑矿等共生
为组成砷矿石的重要有用矿物
雄黄
晶体呈柱状,柱面有纵纹,但晶体少见,常呈致密粒状或块状集合体。
桔红色,条痕淡桔红色。
晶面金刚光泽,断口树脂光泽。
相对密度,硬度为。
二组完全解理。
烧之,有强烈蒜臭,并发出蓝色火苗
形成于低温热液矿床中,与雌黄、辉锑矿等共生。
也有见于火山喷发物及温泉中的
组成砷矿石的有用矿物;
还可用于颜料及玻璃工业
黄铁矿
晶体呈立方体或五角十二面体,相邻晶面常有互相垂直的晶面条纹,集合体呈致密块状、浸染状、结核状等。
浅黄铜色,表面常有蓝紫、褐黄等色,条痕绿黑色。
相对密度,硬度。
金属光泽,性脆。
一般无解理,参差状或贝壳状断口
分布极广,可形成于各种成因的矿床中,具开采价值者,多为热液型。
能与氧化物、硫化物、自然元素等各种矿物共生
主要用于制造硫酸或提制硫磺
毒砂
晶体呈短柱状或柱状,晶面具纵纹,集合体为粒状或致密块状。
锡白色,条痕灰黑。
性脆,锤击之发蒜臭味
主要形成于热液型和接触交代型矿床中。
在钨、锡矿脉中,常与黑钨矿、锡石等伴生
为提炼砷或各种砷化合物的重要原料
黄铜矿
晶体少见,通常为致密块状及粒状块体。
铜黄色,条痕绿黑色。
相对密度,硬度3-4。
能导电
可形成于各种条件下,主要为气化-热液及火山成因矿床,常与各种硫化物矿物共生
组成铜矿石的重要有用矿物
斑铜矿
晶体少见,通常为致密块状或粒状。
新鲜面古铜红色。
表面常被覆蓝、紫斑状锖色,条痕灰黑色。
半金属光泽。
相对密度,硬度3。
性脆,具导电性
主要形成于热液矿床中,与黄铜矿、方铅矿共生。
也见于次生硫化物富集带中
表1-3-9部份常见相似金属矿物肉眼鉴定特点表(仅供参考)
矿物颜色
矿物名称
鉴定特征及步骤
黄色
首先根据颜色深浅,可将黄色矿物再分为二组:
(1)浅黄铜色:
黄铜矿、黄铁矿
(2)暗铜黄(红)色:
磁黄铁矿、镍黄铁矿、斑铜矿
黄铜矿与黄铁矿的主要区别是:
黄铜矿可被小刀刻动,且颜色比黄铁矿要深一些;
而黄铁矿不能被小刀所刻动
斑铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿的区别是:
磁黄铁矿有较强的磁性;
斑铜矿表面有锖色,且具有铜的焰色反应(见辉铜矿的鉴定特征);
而镍黄铁矿既无磁性,又无铜的焰色反应,但有较强的导电性
铅灰色
镜铁矿
首先根据矿物的晶形,可将铅灰色矿物分为三组:
(1)立方体:
(2)柱状:
辉锑矿、辉铋矿
(3)片状:
辉钼矿、镜铁矿
辉锑矿与辉铋矿的区别是:
辉锑矿的解理面上有横纹,其矿物粉末加上KOH后,先生成黄色,再变为褐色;
而辉铋矿无此二特点
辉钼矿与镜铁矿的区别是:
辉钼矿的条痕是灰黑色;
而镜铁矿的条痕为樱红色
棕褐色
锡石
褐铁矿
根据矿物的光泽,可将棕褐色矿物再分为二组
(1)油脂或金刚光泽:
闪锌矿、锡石
(2)半金属或土状光泽:
闪锌矿与锡石的区别是:
闪锌矿可被小刀刻动;
而锡石不能被小刀刻动
黑色
磁铁矿
铬铁矿
钛铁矿
黑钨矿
铌钽铁矿
硬锰矿
软锰矿
首先根据矿物的形态,可将黑色矿物分为三组:
(1)粒状:
磁铁矿、铬铁矿
(2)板状:
钛铁矿、黑钨矿、铌钽铁矿
(3)土状或钟乳状:
硬锰矿、软锰矿、辉铜矿
磁铁矿和铬铁矿的区别是:
磁铁矿具强磁性,且矿物粉末溶解于浓盐酸,生成FeCl3,溶液呈草黄色;
而铬铁矿仅具弱磁性,且不溶于浓盐酸
钛铁矿、黑钨矿、铌钽铁矿的区别是:
钛铁矿不具解理,且粉末溶于磷酸中,冷却稀释后加入Na2O,可使溶液呈黄褐色;
黑钨矿和铌钽铁矿都具有一组完全的解理,但黑钨矿可被小刀刻动;
而铌钽铁矿则不能被小刀刻动
硬锰矿、软锰矿、辉铜矿的区别是:
有铜的焰色反应者为辉铜矿;
加H2O2起泡,硬度大于指甲者为硬锰矿;
而软锰矿虽加H2O2也起泡,但多数情况下,其硬度小于指甲,且易污手
说明;
所谓强磁性矿物,即磁铁能直接吸引起矿物小块;
而弱磁性矿物,磁铁只能吸引起矿物粉末
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- 矿物 鉴定 研究