林瑤+路峰+李芬香+秦沖+田江濤+吳艷秋

【摘 要】本文采用XRD和顯微鏡下觀測相結(jié)合的方法，結(jié)合筆者實際工作中遇到的問題，對所選實驗樣品進行綜合鑒定，并采用X射線熒光光譜儀（XRF）對鑒定結(jié)果進行驗證，進一步證明了XRD輔助鏡下鑒定的準確可靠性。

【關鍵詞】巖礦鑒定；X射線粉晶衍射；粗面巖；應用

0 引言

巖石礦物定名通常采用顯微鏡鏡下判定，利用偏振光透過不同礦物時，在單偏光、正交偏光或錐光系統(tǒng)下呈現(xiàn)的不同光性特征來鑒定礦物，再依據(jù)組成巖石的礦物含量、結(jié)構構造等特征確定巖石名稱。此方法快捷易操作，但對顆粒細小的礦物卻很難鑒定。此時則需要采取更現(xiàn)代化的檢測方法，如X射線粉晶衍射（XRD）檢測技術可以快速鑒定出礦物種類和含量，據(jù)此可對巖石做出準確的定名。此次實驗樣品中顆粒細小的長石難以在鏡下區(qū)分種屬，從而給確定巖石名稱帶來難度，利用X射線衍射（XRD）對礦物的實際衍射圖譜進行擬合，可以準確地確定所測樣品中含量多但顆粒細小的礦物成分和含量，彌補顯微鏡下鑒定的不足。

1 實驗部分

1.1 偏光顯微鏡鑒定

將所選實驗巖石樣品磨制成厚度約為0.03mm的薄片（所用樹膠為加拿大樹膠，折射率為1.54），使用OLYMPUS-BX51偏反兩用偏光顯微鏡觀察組成巖石的礦物在偏光顯微鏡下的光學性質(zhì)，確定巖石的結(jié)構和礦物成分，其中對于不易鑒定的礦物采用XRD來確定。

1.2 X射線粉晶衍射分析

將所選實驗樣品研磨成粉末至200目，使用背壓制樣法，將研磨好的樣品裝入鋁制樣品架內(nèi)，再將鋁制樣品架放入Smart Lab（9KW）高分辨X射線衍射儀（日本理學公司）樣品臺的插槽內(nèi)，在設定條件下，采集測試樣品的X射線粉晶衍射圖譜。使用PDXL2全自動分析軟件，來判斷巖石的主要物相組成。實驗條件為：Cu-Kα轉(zhuǎn)靶，輻射λ=1.5418，工作電壓40kV，工作電流200mA，采樣步寬0.02°。掃描速度7.0°/min.。IS（入射狹縫）=0.5°，RS1（接收狹縫）=0.5°，RS2（接收狹縫）=0.3mm，掃描范圍為3～70°。

1.3 化學成分分析

實驗樣品的化學組分通過X射線熒光光譜儀（XRF）方法進行測試分析。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 偏光顯微鏡鑒定結(jié)果

2.1.1 樣品01鑒定結(jié)果

巖石呈褐灰色，杏仁狀構造，斑狀結(jié)構，基質(zhì)為顯微晶質(zhì)結(jié)構（圖1）。

1）斑晶：由鉀長石4%和斜長石1%組成，其中鉀長石呈無色半自形～它形板條狀，粒度在0.25×0.1mm～1.5×1.2mm間不等，干凈透明，負低突起，可見港灣狀熔蝕邊緣和熔蝕麻點；斜長石呈無色半自形～它形板條狀，粒度約0.4×0.2mm～0.6×0.4mm間不等，正低突起。

2）基質(zhì)：由長石72%、長英質(zhì)隱晶質(zhì)7%、石英4%及不透明礦物2%組成，其中長石粒度約0.025×0.02mm～0.05×0.02mm間不等，可見負低突起的鉀長石和正低突起的斜長石，彼此間緊密鑲嵌，難以區(qū)分各自含量；長英質(zhì)隱晶質(zhì)無固定形態(tài)；不透明礦物粒度約0.025～0.1mm間不等；石英無色透明，粒度在0.05～0.1mm間不等；此外，巖石可見杏仁體10%，其形狀不規(guī)則，大小在1～6mm間不等，由細粒石英和玉髓組成（圖2）。

2.1.2 樣品02鑒定結(jié)果

巖石呈土灰色，塊狀構造，斑狀結(jié)構，基質(zhì)具顯微晶質(zhì)結(jié)構（圖3）。

1）斑晶：由鉀長石2%和微量斜長石組成，鉀長石粒度在0.6×0.5mm～5×0.6mm間不等，負低突起，部分發(fā)育卡式雙晶，可見明顯港灣狀熔蝕邊；斜長石呈半自形～它形板條狀，正低突起，粒度在0.5×0.4mm～1.2×0.5mm間不等，可見熔蝕現(xiàn)象。

2）基質(zhì)：由長石82%、長英質(zhì)隱晶質(zhì)6%、不透明礦物5%、石英2%及玻璃質(zhì)2%組成，其中長石粒度在0.03×0.01mm～0.05×0.02mm間不等，可見負低突起的鉀長石和正低突起的斜長石，彼此間緊密鑲嵌難以估算各自含量；長英質(zhì)隱晶質(zhì)無固定形態(tài)；不透明礦物粒度在0.01～0.025mm間不等；石英干凈透明，粒度約0.1～0.75mm；玻璃質(zhì)形態(tài)不規(guī)則，多已脫玻化，正交鏡下顯光性。

從巖石的結(jié)構構造和已確定的礦物含量，已能將實驗樣品劃分為鈣堿性中性火山熔巖中的粗安巖或粗面巖，若準確定名，其關鍵信息在于長石的種屬和其含量。顯微鏡下觀察后，已確定巖石中既有斜長石也有鉀長石，由于基質(zhì)中長石礦物顆粒細小，不易從顯微鏡下準確進行長石定量。因此也難以確定其為粗安巖或是粗面巖。此時，借助現(xiàn)代化的檢測儀器設備是非常有必要的。

2.2 X射線粉晶衍射分析結(jié)果

2.2.1 礦物組成分析

1）樣品01號衍射結(jié)果

從圖4譜圖可看出：主要物相為透長石（d=0.377nm，d=0.330nm，d=0.322nm）、鈉長石（d=0.407nm，d=0.323nm，d=0.320nm）、石英（d=0.425nm，d=0.334nm，d=0.181nm）。與顯微鏡下觀測結(jié)果進行比較，薄片鑒定中占巖石主要含量的基質(zhì)部分的長石經(jīng)過XRD分析可進一步確定為透長石，因此再根據(jù)巖石構造可確定巖石為杏仁粗面巖?？紤]到原巖含量較少的礦物在含量較高的礦物影響下可能會檢測不出，因此與鏡下鑒定存在一定誤差，但主要礦物成分可以相互對應。

2）樣品02衍射結(jié)果

從圖5譜圖可以看出：主要物相為透長石（d=0.377nm，d=0.330nm，d=0.298nm）、歪長石（d=0.410nm，d=0.324nm，d=0.320nm）、石英（d=0.427nm，d=0.335nm，d=0.182nm）。與顯微鏡下觀測結(jié)果進行比較，薄片鑒定中基質(zhì)部分的長石經(jīng)過XRD分析應該為透長石和歪長石，因此可以確定巖石為粗面巖。

2.2.2 礦物定量分析

利用PDXL2全自動擬合分析軟件的RIR定量法對兩件實驗樣品進行定量分析，得出樣品01為：透長石（74%）、石英（14%）、鈉長石（12%）；樣品02為：透長石（64%）、歪長石（30%）、石英（6%），與鏡下鑒定結(jié)果基本一致。

2.3 化學成分分析結(jié)果

為了驗證鏡下鑒定和X射線粉晶衍射鑒定結(jié)果的準確性，利用X射線熒光光譜對實驗樣品進行了更深一步的化學成分分析工作，結(jié)果為：樣品01的主要主量元素含量為SiO2：63.08%，K2O：5.01%，Na2O：3.78%，CaO：1.34%；樣品02的主要主量元素含量為SiO2：60.75%，K2O：5.25%，Na2O：4.30%，CaO：2.01%。根據(jù)TAS圖解（圖6）顯示，樣品01和樣品02均為粗面巖，驗證了X射線粉晶衍射結(jié)果與鏡下鑒定結(jié)合定名的準確性。

3 結(jié)語

本文對實驗樣品進行了顯微鏡鏡下鑒定和XRD、XRF分析。顯微鏡下鑒定的優(yōu)勢在于能夠準確地鑒定出巖石結(jié)構和主要礦物的組成和含量，但對于基質(zhì)中的小顆粒長石，難以獲取更多的光學特征，因此難以確定長石種屬造成無法確定巖石名稱，此時傳統(tǒng)巖礦鑒定方法就顯露出了弊端，而結(jié)合XRD鑒定則可以迅速準確的鑒定出巖石中主要礦物成分及其含量，從而確定巖石為粗面巖。而通過XRF分析并采用TAS圖解法可以進一步確定實驗樣品為粗面巖，為準確的確定巖石名稱提供了很好的佐證。本文使用的多種儀器綜合鑒定法為巖礦鑒定工作開拓了新思路，實際工作中在鑒定玄武巖、頁巖、板巖、千枚巖等方面也可加以應用推廣。

【參考文獻】

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[2]龐小麗，劉曉晨，薛雍，江向鋒，江超華.粉晶X射線衍射法在巖石學和礦物學研究中的應用[J].巖礦測試，2009，05：452-456.

[3]胡林彥，張慶軍，沈毅.X射線衍射分析的實驗方法及其應用[J].河北理工學院學報，2004，03：83-86+93.

[責任編輯：楊玉潔]