第一章矿石学及反光显微镜1

矿相学期末复习提纲ANG2013.121、矿相学: 用矿相显微镜研究矿石的一门地质科学。

2、矿相学的研究范围：金属矿物学、矿石学。

3、矿相学的任务：用矿相显微镜等手段研究金属矿石的物质成分、组构特征、以及它们在时间上发育和空间上的规律性。

1、反射力：矿物光面对垂直入射光线的反射能力，即矿物光面在反光显微镜下的明亮程度。

2、反射率（R）：矿物光面对垂直入射光线反射能力大小的数值，即反射力大小的数值。

（1）反射率是矿物本身的属性，反射率R取决于折射率N与吸收系数K：均质不透明矿物K越大R越大；4、矿物反射率的测定方法：光电学法、光学法（反射率简易比较法）5、影响矿物反射率测定值的因素：①矿物光片磨光质量；②入射光波波长、强度、浸没介质，光源稳定性；③切面方向；④仪器和附件及测量方法；⑤不同标准物质（矿物）影响测定结果；⑥内反射（选择解理、裂隙、包体不发育的颗粒测定）。

6、影响矿物反射率因素（1）内因: 晶体结构；（2）外因: 入射光波波长、介质条件非均质矿物反射率R、吸收系数K、折射率n随方向而异。

1、反射色：矿物的磨光面在白光垂直照射下垂直反射所呈现的颜色。

2、色度学中，表示颜色的三要素：色调（颜色主波长）、饱和度（浓度）、亮度（反射率）。

3、三原色：红、绿、蓝。

三原色的补色：三原色中任意两原色课混合成青、黄和紫等三原色的补色。

原色和补色加减关系：红+绿=黄，绿+蓝=青；红+蓝=紫；红+蓝+绿=白。

4、反射色的分类（1）据饱和度划分：无（白）色、微带色调的矿物、淡色或浅色矿物、有色矿物（2）据色调分类：无色矿物类、有色矿物类（黄色亚类、玫瑰色亚类、蓝色亚类）5、反射色观察方法:（1）目视简易比较法:入射光为较强白光，单偏光镜下，以方铅矿呈现亮白色为准，其它矿物与之比较（2）比色显微镜法（3）反射色的色度测定法6、影响反射色观察因素: 光源色调、矿物磨光质量、周围矿物的影响（视觉色变效应）1、双反射：在入射光为平面偏光的条件下（单偏光下），当旋转载物台一周时，非均质性矿物都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。

《矿物岩石学》课程笔记第一章：绪论第一节概念一、矿物岩石学的定义矿物岩石学是地球科学的一个重要分支，它涉及对地球物质的研究，特别是对构成地壳的矿物和岩石的组成、结构、性质、成因以及它们在地质历史中的演化过程的研究。

二、矿物的基本概念1. 矿物的定义：矿物是自然界中具有一定化学成分和晶体结构的均匀固体。

2. 矿物的特征：包括颜色、硬度、光泽、解理、比重等。

三、岩石的基本概念1. 岩石的定义：岩石是由一种或多种矿物组成的自然集合体。

2. 岩石的分类：根据成因，岩石可分为三大类——岩浆岩、沉积岩和变质岩。

第二节矿物岩石学的研究方法一、宏观研究方法1. 地质调查：通过野外实地考察，收集岩石和矿物的露头信息，进行地质填图和剖面测量。

2. 遥感技术：利用卫星或航空摄影获取地球表面的图像，分析岩石和矿物的分布特征。

3. 地球物理勘探：通过重力、磁法、电法等方法探测地下岩石和矿物的分布情况。

二、微观研究方法1. 显微镜观察：使用光学显微镜和电子显微镜观察矿物的形态、结构等特征。

2. X射线衍射分析：通过X射线衍射技术确定矿物的晶体结构。

3. 化学分析：采用原子吸收光谱、电感耦合等离子体质谱等方法分析矿物的化学成分。

4. 同位素分析：利用质谱仪等设备测定矿物的同位素组成，以研究矿物的来源和形成时代。

第三节矿物岩石学的发展简史一、古代矿物岩石学1. 古希腊和古罗马时期：人们对矿物和岩石有了初步的认识，如泰勒斯的水成论和普林尼的《自然史》。

2. 我国古代：古籍如《山海经》和《本草纲目》记载了丰富的矿物岩石知识。

二、近代矿物岩石学1. 17世纪：显微镜的发明使矿物学进入微观领域，矿物学家开始研究矿物的内部结构。

2. 18世纪：矿物分类学得到发展，如德国矿物学家亚伯拉罕·维尔纳提出的矿物分类体系。

3. 19世纪：地质学三大理论的建立，为矿物岩石学的发展提供了理论基础。

三、现代矿物岩石学1. 20世纪：矿物岩石学各分支学科的形成，如矿物物理学、岩石学、地球化学等。

矿石学实验指导书矿石学实验指导书矿石学实验是地质专业的必修课程之一，也是矿物学和岩石学等基础科学课程的重要组成部分。

实验旨在让学生学会正确地观察、描述和鉴定常见矿物和岩石，在掌握实验技能的基础上，深入了解地球物质的性质、特征和演化历史。

本文将为矿石学实验提供一份相对完整的指导书，旨在为学生提供实验操作和数据处理方面的帮助。

一、实验器材和试剂（1）观察显微镜：用于观测矿物和岩石薄片的结构和特征，应当具备高清晰度、高分辨率、适当的增大倍数和充分的照明。

常见的观察显微镜包括传统的光学显微镜和最新的电子扫描显微镜，根据实验需要而定。

（2）光源：为观察显微镜提供足够的光线，通常使用白炽灯、荧光灯或LED灯。

透过显微镜镜头时，光线必须均匀、直线和稳定，以保证观察到的物质和结构细节清晰可见。

（3）磨片机：主要用于制备矿物和岩石薄片，其性能应当稳定，装置和样品表面接触平滑度高，并具备足够的调节能力，以控制加工过程中的厚度和均匀度。

（4）电子天平：主要用于称量和计量适量化学试剂、水和样品，其准确度和精度应当符合实验需要，误差不得超过规定的范围。

（5）干燥箱：用于将含水的矿物和岩石样品加热干燥以除去水分，避免某些样品在做重量实验时受水分的干扰。

（6）酸和碱试剂：用于溶解矿物和岩石样品中的某些化学成分，比如用稀盐酸腐蚀岩石中的碳酸盐类矿物等。

（7）氢氧化钠(NaOH)：主要用于将矿物和岩石样品进行脱碳等处理，以便于后续的测量和检验。

（8）纯水：用于稀释试剂、冲刷试管和净化实验环境。

二、实验方法和流程1. 制备矿物和岩石薄片首先，应当准备好要制备薄片的标本，并选择合适的磨片机和切割工具。

将标本经过粗略磨洗，使其表面平整、洁净。

然后，将标本用磨片机进行加工、切割和减厚，在平滑的样品表面上制备出尽可能均匀、薄的薄片。

最后，将薄片用胶带或滴加胶水的方式粘贴在石英片上，以便于后续的操作。

2. 矿物和岩石样品的识别和描述对于矿物，应当先进行手镜和光学显微镜观察，全面描述样品的颜色、透明度、光泽、脆性、硬度、断口类型等物理特征。

《矿相学》实验实验一矿相显微镜的使用、矿物的反射率和反射色一．目的1．了解反光显微镜的结构，掌握反光显微镜的使用方法。

2．掌握矿物的反射率和反射色的观察方法。

二．实验内容1．了解反光显微镜的结构，学会反光显微镜使用方法。

2．在镜下直接观察标准矿物黄铁矿、方铅矿、黝铜矿、闪锌矿的反射率，比较它们亮度的差别。

3．用简易比较法观察磁铁矿、黄铜矿、辉钼矿、毒砂的反射率，并确定其反射率等级。

4．观察描述下列矿物的反射色，并对相似反射色的矿物进行比较。

黄色——黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿。

玫瑰色——斑铜矿、自然铜。

蓝色——铜蓝无色（白——灰色）毒砂、方铅矿、闪锌矿、石英。

实验二矿物的双反射和反射多色性一． 目的1．掌握双反射及反射多色性的观察方法2．观察常见几种矿物的双反射及反射多色性二． 实验内容1．观察辉钼矿、辉锑矿、石墨、方解石的双反射现象2．观察铜蓝、石墨的反射多色性实验三矿物的均质性和非均质一．目的1．学会正交偏光法和不完全正交偏光法鉴定均质和非均质矿物。

2．鉴定部分常见矿物的均质性非均质性及偏光色。

二．实验内容1．用正交偏光法和不完全正交偏光法鉴定下列均质和非均质矿物：均质性矿物：方铅矿、闪锌矿、黄铁矿强非均质性矿物：铜蓝：偏光色为火橙—棕红—橙黄辉钼矿：偏光色为淡紫色—蓝灰色毒砂：偏光色为淡蓝绿—淡玫瑰色辉锑矿：偏光色为蓝—黄粉—褐色磁黄铁矿：偏光色为黄灰—绿灰—蓝灰赤铁矿：偏光色为蓝灰—灰黄色弱非均质性矿物：黑钨矿：偏光色为黄—灰色实验四矿物的内反射一．目的1．学会观察矿物的内反射。

2．学会“亮线”法测定相邻矿物的抗磨硬度二．实验内容1．用正交偏光法观察下列矿物的内反射现象，并描述内反射的颜色：孔雀石，蓝铜矿，雌黄，辰砂，石英，方解石2．用“亮线”法比较斑铜矿—黄铜矿的相对硬度。

1.反射率与反射色形成的基本原理和鉴定方法;矿物反射率：在单偏光镜下，矿物光面对垂直入射光线的反射能力，即矿物光面在反光显微镜下得明亮程度，表示其大小的数值叫反射率。

鉴定方法：视测对比法，是将欲测矿物与标准矿物两个光片毗连镶接在一起压平(垫用胶泥)，在矿相显微镜同一视域中看到两种矿物(在视域中成倒像)以比较其光亮程度，较亮者反射率较高，较暗者反射率较低。

根据实践经验，一般采用黄铁矿、方铅矿、黝铜矿、闪锌矿等四种标准矿物将明亮度分为以下五级：Ⅰ、反射率高于黄铁矿—R＞53％；Ⅱ、反射率介于黄铁矿和方铅矿之间—53％＞R＞43％；Ⅲ、反射率介于方铅矿和黝铜矿之间—43％＞R＞31％；Ⅳ、反射率介于黝铜矿和闪锌矿之间—31％＞R＞17％；Ⅴ、反射率低于闪锌矿—R＜17％。

矿物的反射色:指矿物光片在矿相显微镜直射光下所显示的颜色，它是矿物的表色。

鉴定方法：1）观察反射率色散曲线：矿物的反射色由其反射率色散曲线决定。

反射率色散曲线以曲线所处的位置表征矿物反射率的高低，同时以曲线的形态，表征矿物颜色色调的特点。

（1）色散曲线呈水平状态，根据其所处位置的高低反射色依次为亮白色、白色、灰白色、灰色、暗灰色。

（2）色散曲线在红、橙、黄波段上升反射色依次为红、橙、黄色；在绿波段上升，反射色略带绿色；（3）在蓝波段上升的带蓝色，在蓝波段下降的略带黄色；色散曲线在蓝波段和红波段都上升的，反射色略带紫色。

2）矿物的反射色可划分为无色类、微弱颜色类、显著颜色类等色类3）反射色定性观察，根据观察者的色感定性地描述矿物的反射色。

2.非均质性形成的基本原理和鉴定方法.基本原理：（正交偏光镜下）非均质矿物对入射平面偏光均改变原振动方向(不透明、半透明矿物还程度不同地改变入射光的性质为椭圆偏光)，故经过上偏光镜后显示一定的亮度和颜色。

并且转动物台改变矿物方位发生亮度和颜色的变化，这种光学现象称为“非均质效应”，为非均质矿物所特有的光学现象。

第一章矿相学一.绪论矿相学:矿相学主要是用矿相显微镜研究金属矿石的一门学科，其研究领域包括金属矿物学和矿石学。

矿相学的主要任务是：1．鉴定金属矿物：以矿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，借以以鉴定矿物。

2．研究矿石的组构特征：研究矿石的构造、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．研究矿石的工艺性质：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．吸收性晶体光学基本原理矿物的吸收性透明矿物：当光波进入矿物后，在不大的厚度内，其透过光的强度减弱程度不明显者称为透明矿物。

然而绝对透明矿物在自然界是不存在的，均具或多或少的吸收性。

在灯光或自然光中不透明者称为不透明矿物（吸收性矿物）。

所谓吸收性是指光波射入矿物后，其强度随之递减的现象而言。

光波进入物体（矿物）内部因吸收作用而使振幅递减的情况如图。

设光强为I0的光波射在吸收性矿物表面上，在真空中的波长为λ0，k为表示矿物吸收能力强弱的常数；当光波向矿物内部透射（折射）时，随着深入内部，光强I不断减小。

若透过厚度为x的矿物后的光强为I x，则有：I x= I0e04λπ-kx式中e为自然对数的底，其值为2.718。

由上式可将吸收系数k的物理意义理解为，当光波进入矿物的距离x为一个真空波长λ0时，光强减弱至原光强的keπ41。

不难看出，光强的减弱程度是与k值的增大成比例的，即矿物k值越大越不透明。

据测定，不透明矿物的k值一般在5——0.73之间（自然然金属矿物k值在5——1.5之间），半透明矿物的k值在0.73——0.03之间，透明矿物k值一般<0.03。

透明矿物的光学指示体一般用折射率来表示（光率体）。

在吸收性晶体中光学性质随传播方向的变化，不仅与折射率N 有关，更取决于吸收系数k 。

1．矿石学概念、研究内容、研究意义以及研究方法矿石学（Ore petrology)是研究矿石的一门地质科学，主要是金属矿石,也有部分非金属矿石,如煤、石墨及宝玉石等。

研究内容：1、研究矿石的矿物成分：矿石往往由多种矿物组成，由单一矿物组成的矿石比较少见，因此，查明矿石中矿物的种类和含量，是矿石学研究的首要任务。

2、研究矿石的组构（构造、结构）：主要研究矿物集合体或单个矿物颗粒的形态、大小及相互接触关系。

3、研究矿化规律:矿化在时间和空间上发育的规律性。

4、研究矿石的技术加工性能。

研究意义：1、为矿床成因提供信息：矿石是组成矿床的基本物质，是成矿演化的终端产物。

矿石中必然蕴含着丰富的成矿作用信息，研究矿石的物质组成、矿物组合及矿物组构等，可以从微观尺度上揭示这些信息，从而帮助阐明矿床的形成条件或矿床成因。

2、为找矿勘探提供资料：矿石研究提供的资料是找矿勘探工作中矿石评价的主要根据，直接决定着找矿勘探的方向。

3、为矿石技术加工提供依据：对矿石工艺的各级产品进行研究，选择、改进最合适的选、冶方法和流程，尽可能地综合利用全部有用组分。

研究矿石的方法很多，归纳起来主要有以下几种：1、野外（或现场）实地观察及放大镜研究：可以取得有关矿石特征的原始资料，可以从宏观上直接了解矿石的产出状态，初步认识矿石中主要矿物的种类及矿化特点，确定并采集进一步研究用的标本，为室内的详细研究打下可靠的基础。

2、反光显微镜研究：是研究矿石的最主要、最基础的方法，有着其它任何方法不可替代的作用，它除了能满足矿石的常规研究外，还能为其它研究方法提供可靠的测试样品。

本教材将对反光显微镜研究方法做详细的介绍。

3、电子探针分析：是利用磁透镜，将来自电子枪的高能电子束，聚焦于直径为0.01-1 的范围内，轰击欲测样品（矿石），使其中各元素发射特征x 射线，经分光识别进行定性、定量分析。

它可分析元素周期表中从第 4 个元素Be 到第92 个元素U 的所有元素，分析微区范围小至1 其相对灵敏度达100PPm。

实验一 反光显微镜Reflective microscope一、实验目的要求1、了解反光显微镜的基本结构及性能，学会使用反光显微镜。

2、掌握自然光、单偏光、正交偏光、斜照光的获取条件和使用方法。

二、实验内容（一）Olympus （AH —M —313—L 型）反光显微镜（日本）1．基本结构及性能（1）机械系统——镜座、镜臂、镜筒、物台、升降螺旋等。

（2）光学系统——①②③④ ⑥⑤图1-1 Olympus （AH —M —313—L 型） 反光显微镜垂直照明系统结构图① 滤色镜 ②滤色镜 ③孔径光圈④视域光圈 ⑤前偏光镜 ⑥反射器（3）光源系统——卤钨灯（12V、100W）低压钨丝白炽灯（12V、100W）变压器2．自然光、单偏光、正交偏光、斜照光的获取条件和使用方法自然光——推开前偏光镜（前偏光镜手柄放在镜筒右边），拉出上偏光镜。

单偏光——加上前偏光镜（前偏光镜手柄放在镜筒前方“IN”位置），拉出上偏光镜。

正交偏光——加上前偏光镜（前偏光镜手柄放在镜筒前方“IN”位置），推入上偏光镜（使偏光面处于0°位置，即“AN”处）。

斜照光——用30W白炽灯由镜筒侧方照射矿物光面（先在显微镜下找到欲测矿物，然后再把显微镜光源电压调至为“0”）。

3．其它配件光片盒工具盒压平台4．操作步骤（1）擦净光片——在绒布擦板上摩擦光片，使光片明亮洁净，方能进行观测。

（2）压平光片——把光片安装在粘有胶泥的玻璃片上，再用压平台压平。

取方铅矿或黄铁矿擦净压平以待观测。

（3）打开光源，调节光源强度（一般用8V左右比较合适）。

（4）调节光色和光强——旋转滤色镜和滤光镜，可以调节出不同的光色和光强。

一般观测时用LBD（白光）和光强“0”组合较为合适，必要时也用IF550（绿色）和光强“0”的组合。

（5）准焦成像——调节焦距使成像清晰。

（6）观测矿物——认识并熟悉显微镜的光色和光强特征。

（二）Olympus （BX51P型）反光显微镜（日本）1．基本结构及性能（1）机械系统——镜座、镜臂、镜筒、物台、升降螺旋等。