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      ?礦石的觀察與描述

       

       
      引言
       
       

      礦石的觀察和描述可以在野外和室內顯微鏡下進行。在野外的描述時主要對礦體的厚度、產狀、出露和延伸,品位變化,礦石礦物類型及含量、特征及分布、礦石的構造特征、礦石的宏觀結構、脈石礦物的類型等特征,以及圍巖的類型、特征的觀察和描述,而手標本主要是礦石構造和礦石類型及含量、特征、脈石礦物等的觀察和描述。在顯微鏡下觀察分為礦石礦物和脈石礦物。礦石礦物在反光顯微鏡下進行,主要描述礦石類型、光性特征及含量,以及礦石的結構特征、微觀構造特征,礦物間的關系等內容。脈石礦物在透視顯微鏡下觀察,鑒定和描述和巖石中礦物的鑒定相同。礦石的觀察和描述包括礦石的顏色,礦石礦物類型及特征、脈石礦物及特征,礦石構造、礦石結構、礦石礦物階段分析及礦石的成因等內容,描述要求如下:

       

       
       
       
       
       
       
       
      一、礦石礦物

       

      不同礦石類型具不同的礦物組合,在描述礦物時要按照礦石礦物和脈石礦物描述,這些礦物是確定礦床和礦石類型的依據。觀察時要注意觀察礦物的形態、空間分布及礦物的共生關系。同時要估計礦石的品位,其方法為:首先目估礦石礦物的百分含量,再查出礦石礦物的化學組成中有用元素的百分含量,然后按以下公式進行計算:

      目估品位=有用礦物目估百分含量×礦石礦物中有用組分的百分含量。

      1)礦石礦物:礦石礦物的鑒定特征包括確定礦物的特征描述,和礦物在礦石中的特征。前者如礦物形態、雙晶、顏色、條痕、透明度、光澤、解理和斷口、硬度、密度、磁性、導電性等物理特征;在顯微鏡下要鑒定礦物的反射率、硬度、反射色、雙反射及反射多色性、內反射、均質非均質性與偏光色以及礦物的化學性質和其他特征等。他們是鑒定礦物的直接標志;后者是在礦石中的特點,如礦物分布形態特征,即不規則狀、細脈狀或孤立包體等,以及與相鄰礦物的關系。在鑒定時,還要注意礦物的百分含雖及平均顆粒直徑。

      如常見礦物的形態如自形粒狀:黃鐵礦、磁鐵礦、方鉛礦、毒砂等;板狀礦物:黑鎢礦、輝銻礦、辰砂等;束狀礦物:赤鐵礦、針鐵礦、輝鉬礦、石墨等;膠狀礦物:孔雀石、藍銅礦等;它形礦物:黃銅礦、斑銅礦、黝銅礦、閃鋅礦等。

      2)脈石礦物:脈石礦物的手標本的鑒定特征與礦石的鑒定特征相同,如礦物的顏色、形態、雙晶、條痕、透明度、光澤、解理和斷口、硬度、密度、磁性、導電性等物理特征;在顯微鏡下常采用透明礦物的鑒定,具體見巖漿巖的鑒定部分。如:

      石英:有兩種,一種具有柱狀晶狀,晶體平行排列,集中在脈的邊部,長軸與脈壁垂直,形成櫛狀。另一種分布在礦石中部,灰白色,致密塊狀,無晶形,與黃銅礦界線很不規則。

       

       
       
       
       
       
       
       
      二、常見礦石構造

       

      礦石構造指組成礦石的礦物集合體的特點,即礦物集合體的形態、相對大小及空間相互的結合關系等反映的形態特征。礦石構造的描述包括:構造名稱、形態特點和組成礦物、成因簡述,對主要類型的構造應有繪圖和說明。

      1)塊狀構造  是一種常見的礦石構造,其特征是由一種或幾種粒徑較大并且大致相等、彼此均勻地緊密共生的礦石礦物,形成致密的塊狀體。礦石礦物的含量通常在80以上,致密塊狀構造幾乎在所有成因類型的礦床中都可形成,富礦石常由塊狀礦石組成。

      2)浸染狀構造  礦石礦物在礦石內呈星散狀分布,這種星散狀的礦石礦物可以是自形程度不同的結晶集合體,也可以是細小的粒狀礦物集合體,其粒徑通常小于0.5cm。按浸染狀礦石礦物的數量多小,可分為稀疏浸染,中等浸染和稠密浸染狀構造(礦石含量大于30%)等。

      3)細脈浸染狀構造,礦石礦物集合體在礦石中呈浸染狀和細脈狀分布,是斑巖型銅礦和鉬礦床中常見的礦石構造類型。

      4)斑點狀構造  礦石礦物集合體呈近等軸狀斑點,斑點大小較均勻,粒徑多數可達0.5cm,分布較均勻且無方向性。與浸染狀構造相似,唯一區別在于散狀分布的礦石礦物集合體的粒徑較大,構成斑點,其大小通常在0.5-1cm左右。如果礦石礦物集合體構成的斑點大小不等,并且不規則的分布于礦石中,有的部位較集中,有的部分呈星狀分布,則形成斑雜狀構造。

      5)條帶狀構造  由不同成分、不同粒徑或不同含量的礦物集合體呈條帶狀相間出現的一種礦石構造。這種構造的成因不一。例如,巖漿成因的鉻鐵礦床中,條帶狀構造是由結晶分異作用和巖漿流動作用造成的。在熱液礦床中,條帶狀構造成是由含礦熱液對沉積巖的層理進行選擇性交代形成,或者是沿著早期礦石的平行裂隙充填,交代而成。在含鈹的矽卡巖礦床中,條帶構造尤為顯著,故常稱為含鈹條紋巖。在沉積變質礦床中,條帶構造由變質作用或者變質分異作用造成,為鞍山式鐵礦床,這種構造十分普遍。

      6)角礫狀構造  一種或多種礦物集合體構成角礫,被一種或多種礦物集合體膠結。其成因,可分為三種情況:(1)早期形成的圍巖構造角礫,火山角礫以及其他成因的角礫為后期含礦熱液充填、交代、膠結而成的角礫狀構造(2)早期形成的礦石受構造破壞形成角礫,而后期成礦物質或非成礦物質所充填、膠結所形成的角礫礦石(3)角礫和其成礦物質的膠結構幾乎同時形成,所產生的角礫狀構造(同一成礦過程中形成的同生角礫狀構造)。這種礦石構造在熱液礦床中很常見,有時在巖漿礦床和風化礦床中亦可見到。

      7)晶簇構造(晶洞狀構造)  在礦石或巖石的張開裂隙或空洞內生長著晶形完好的礦物集合體。這種構造常見于熱液充填礦床和偉晶巖礦床中。在某些風化礦床中也可見到。較大的晶簇構造也稱晶洞構造。

      8)脈狀構造  沿著圍巖或者早期形成的礦石的一個或者一組方向裂隙充填或交代形成的脈狀礦物集合體。通常有一定的長度和寬度,脈體有的由單一礦物組成,有的則由多種礦物組成,如果沿著不同方向的幾組裂隙充填交代,則形成網脈狀構造,充填于裂隙中的稱“充填脈”,這種構造在熱液礦床中最常見,在變質礦床和風化礦床中也可見到。

      9)蜂窩狀構造  又稱細胞狀構造或骨架狀構造。有些原生礦床的礦石(主要是硫化物礦石),當遭受風化作用時,其中一部分礦物(如硫化物)易發生氧化分解和淋失形成空洞,而另一些難風化和難溶解的礦物(如石英、石髓、褐鐵礦等)被殘留下來形成骨架,這樣就構成類似蜂窩的圖案,即稱為蜂窩狀構造。鐵帽中常發育這種構造。由于原來礦物晶形不同,風化后生成的空孔也有差異,因此它具有一定的找礦意義。如果淋濾作用強烈,甚至連一部分難溶礦物也被溶解流失,只剩下不易溶解的礦物(如硅質)對,可形成骨架狀構造。

      10)皺紋狀構造  原來礦石所具有的條帶狀、頁片狀、層紋等構造,在后期動力變質或區域變質作用下,發生擠壓、彎曲,形成各種小褶皺,這樣的礦石稱為皺紋狀構造。這種構造在沉積變質礦床中很普遍。另外,成礦熱液選擇性交代早期形成的具有微型褶皺的圍巖也可形成皺紋狀構造。

      11)對稱帶狀構造  礦物沿著裂隙的兩壁向中心發生周期性的不連續沉淀,形成彼此對稱并平行兩壁的一種帶狀構造。這種構造經常在由充填作用形成的礦脈中較常見。如果兩壁不對稱,則稱為不對稱帶狀構造,這多半是由多次成礦作用形成的。另外,由柱狀礦物晶體沿裂隙兩壁垂直脈壁向中心生長面形成類似兩排梳子狀的礦物集合體,稱為梳狀構造。在淺成的熱液充填礦脈中,這種構造較為常見,在其中心部分有時發育晶簇或晶洞構造。

      12)馬尾絲狀構造  含礦溶液沿圍巖的微層理面或迭層石構造密集的細微裂縫交代或充填形成的類似馬尾絲的一種礦石構造。

      13)環狀構造  是一種或數種礦物集合體圍繞圍巖或礦石的碎塊發生一次或多次沉淀而成的構造。這種構造常見于熱液充填作用形成的礦床中。

      14)皮殼狀構造  膠體溶液沿裂隙或圍繞角礫周期性沉淀形成的很薄的殼層。如果兩壁對稱,則稱為對稱皮殼狀構造,也稱膠狀構造。這種構造通常是由中、低溫熱液在近地表條件下充填裂隙而成,在風化礦床中也經常見到。

      15)鮞狀構造  反映膠體溶液在淺水動蕩環環境下沉淀而成的礦石構造。一般以砂?;蚱渌毿∷樾嘉镔|為核心,成礦物質以凝膠方式圍繞其呈周期性沉淀而成為鮞粒,外形呈球形成橢球形,內部則呈同心殼圈狀,表面光滑,粒徑通常小于2mm。若鮞粒粒徑大于2mm時,則可稱之為豆狀構造。在沉積成因的鐵、鋁、錳礦床中常見。

      16)腎狀構造(迭層石狀構造)  膠體構造之一,以砂粒為中心,在其上依次沉淀形成大同心半圓形的彎曲層狀礦物集合體,形若腎狀。在平面上常呈光滑的,向上凸起的半球形,在斷面上常呈層紋狀或帶狀。當一個腎體過渡到另一個腎體時,其層或帶的交替鮞序可保持不變,在膠體沉積的鐵、錳、鋁等礦床中帶見。最近在研究宣龍鐵礦腎狀構造時認為系鐵質交代迭層石構造而成。

      17)葡萄狀構造  膠體構造的一種。許多外表具有球面或半球面突起組成類似葡萄狀的構造粒徑1-2cm。每個葡萄體具有凸起的表面有時因膠體物質不均勻的干縮而顯皺紋,其斷面常具同心狀環帶和纖維放射狀結構。每個環帶的顏色和寬度往往彼此有差異當一個葡萄體過渡到另一個葡萄體時各帶交替的順序不變。這種構造在鐵帽中廣泛發育,在沉積礦床和低溫熱液礦床中有時也可看到。

      18)鐘乳狀構造  風化作用形成的膠體溶液在裂隙或空洞中下滴所形成的類似于鐘乳石的一種構造。

      19)結核狀構造  膠體沉積作用形成的一種構造,外形呈園球形或橢球形,斷面具有同心圓殼層。在后期脫膠化或重結晶作用下形成針狀、放射狀晶體,并垂直殼層生長。

       

       
       
       
       
       
       
       
      三、常見礦石的結構

       

      礦石的結構  是指礦石中礦物顆粒的特點,即礦物顆粒的形態、相對大小及其空間相互的結合關系等反映的形態特征。礦石結構的描述包括、結構名稱、形態特點和組成礦物,各礦物之間的關系,確定其生成的先后,對主要類型的結構應有繪圖和說明。常見的結構有以下的種類。

      1)礦物顆粒的粒度

      礦物粒度大小一般可大致劃分如下:

      偉晶結構  粒徑大于10cm,亦可用肉眼看出或測定。

      粗晶結構  0.3-10cm,亦可用肉眼看出或測定。

      中粒結構  0.1-0.3cm,可在放大鏡的幫助下用肉眼觀察或測量。

      細粒結構  0.01-0.1cm,需要在放大鏡或顯微鏡下才能辨認,并且只有在顯微鏡下才能測定其尺寸。

      極細粒結構  小于0.01cm。只能在顯微鏡下觀測。

      2)自形結構:晶粒的晶形完整;半自形晶:晶粒的部分晶面殘缺;他形晶:晶粒的晶形全不完整。

      3)包含結構  一種礦物整體地被包含在另一種礦物之中稱包含結構。

      4)固溶體分解結構:早期溫度較高條件下呈同相結晶的礦物,隨著溫度的下降分離為互不混熔的兩相,晚期分離出的礦物常呈乳滴狀分布在早期形成的礦物之中,故也稱乳滴狀結構固溶體分解結構。如黃銅礦呈乳滴狀分布于閃鋅礦中,二者接觸界線平滑。

      5)海綿隕鐵結構  礦石礦物包裹早期形成的自形晶程度較好的礦物。

      6)脈狀穿插結構  晚期形成的礦物沿切穿礦物的裂隙充填,形成穿插礦物的細脈。如赤鐵礦柱狀晶體,集合體定向排列,沿裂隙穿插黃鐵礦、黃銅礦、石英等。

      7)網脈狀或樹枝狀結構  晚期形成的礦物沿切穿早期礦物的網脈狀或樹枝狀分布。

      8)交代殘余結構:一種礦物被另一種礦物所取代,致使早期被交代礦物呈不規則狀殘余礦物存在。如斑銅礦與黃銅礦被銅藍和褐鐵礦交代呈不規則地殘余。

      9) 棋盤格狀結構  交代礦物沿著被交代礦物的兩組解理進行規則的或定向的交代形成格狀形式的結構。

      10)填隙結構:晚期形成的礦物沿早期形成礦物的粒間或晶體內部的裂隙充填,呈不規則狀分布。如黃銅礦沿早期形成的石英顆粒間隙充填交代,可見平直的石英晶面。

       

       
       
       
       
       
       
       
      四、礦化階段和礦物生成順序分析

       

      分析礦化階段和礦物的生成順序,要以礦石的成分、結構構造為基礎,綜合所有觀察到的現象進行綜合分析,劃出礦化期和礦化階段,確定出每個礦化階段中礦物的生成順序和世代。簡要敘述礦石的形成過程,最后繪制礦物生成順序圖表。例如:

      某礦床中礦石的鑒定發現:黃銅礦與方解石細脈穿過了黃鐵礦、閃鋅礦和石英的集合體,石英溶蝕黃鐵礦、閃鋅礦溶蝕石英,同時在閃鋅礦中有固溶體分離形成的黃銅礦。因此,可以確定有兩個礦化階段。第一礦化階段礦物的生成順序為:黃鐵礦、石英、閃鋅礦(黃銅礦),第二礦化階段生成黃銅礦和方解石,它們沿裂隙呈細脈狀穿過了所有的第一礦化階段中生成的礦物。

      另,某斑巖型銅礦的巖石鑒定發現礦物的形成順序:

      巖漿氣液蝕變階段:形成鉀長石化、黑云母化,以及黃鐵礦化和黃銅礦化,

      硅酸鹽-氧化物-硫化物階段:形成磁鐵礦、赤鐵礦、石英、絹云母和硬石膏等。

      石英-硫化物階段:形成黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦、黝銅礦及石英、絹云母、綠泥石等,是主要的成礦期。

      碳酸鹽-硫化物階段:發育碳酸鹽礦物,并有鉛鋅硫化物及鏡鐵礦的形成。

      硫酸鹽-硫化物階段:形成石膏、硬石膏和少量黃銅礦。

      再如,某中溫熱液礦產也表現了這樣的礦化規律:

      第一階段形成黃銅礦、方鉛礦、褐-褐黃色閃鋅礦、綠色-藍綠色螢石和乳白色石英;

      第二階段發育在破碎帶中,形成黃銅礦、方鉛礦、褐色閃鋅礦、紫色螢石等,伴生重晶石、玉髓(半透明石英)、方解石等。

      第三階段形成大量的重晶石、紫色螢石和梳狀、葡萄狀乳白色石英。

      因此,無論是礦化還是蝕變,大致按硅酸鹽-氧化物-硫化物-碳酸鹽-硫酸鹽的順序發生,具體的礦化期和礦化階段如何,取決于不同的礦產類型及其形成環境。

       

       
       
       
       
       
       
       
      五、成因分析

       

      根據礦石中礦物的共生組合、礦物的光學、物理、化學性質以及礦石的構造結構特點,分析礦石(床)的成因類型,并對礦石的品位、綜合利用組分、有害組分及工業用途等進行工業評價。

      本文選自《地質工作方法概論》
       
       
       

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      創建時間:2022-09-26 11:09
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