Диагностика рудных минералов

 

Для диагностики минералов в отраженном свете предназначены определительные таблицы, содержащие основные свойства минералов (оптические, физические и химические) [Юшко, 1984; Исаенко и др., 1986; Справочник..., 1988].

Минералы в таблицах разделены на диагностические группы, в пределах каждой из групп минералы подразделяются на более мелкие группы по одному из свойств. Таким образом, в определительных таблицах выделены большие и мелкие диагностические группы. Так, по характеру анизотропии выделены две большие группы – анизотропных и изотропных минералов. В каждой из них проведено деление на три группы по степени отражения: 1) минералы, показатель отражения которых больше галенита; 2) меньше галенита, но больше сфалерита; 3) меньше сфалерита. В свою очередь, в каждой из этих групп выделены минералы по цвету (цветные и бесцветные), характеру внутренних рефлексов, твердости и микротвердости минералов.

Внутри диагностических групп для каждого минерала приведены формула и сингония, условными обозначениями показаны степень анизотропии, коэффициент отражения, цвет минерала в отраженном свете, магнитность, тип двуоотражения и цвет внутренних рефлексов, твердость по Моосу и микротвердость (по [Лебедева, 1963]).

Кроме того, минералы в диагностических группах сгруппированы с учетом их химического состава (минералы меди, свинца, никеля, кобальта, марганца и т. д.) Для каждого минерала в группе приведены данные диагностического травления в виде условных обозначений.

Для определения некоторых минералов бывает достаточно определить простейшие оптические свойства, иногда требуется выяснение дополнительных свойств.

Диагностика рудных минералов начинается с изучения их оптических свойств. Цвет, отражение (R) и двуотражение (∆R) определяют наблюдением без анализатора с объективами 9^х и 21^х в зависимости от размера зерен.

Анизотропию и внутренние рефлексы изучают в скрещенных николях с теми же объективами. Для определения анизотропии слабо анизотропных минералов николи следует слегка раскрестить поворотом поляризатора. Внутренние рефлексы лучше видны при полностью скрещенных николях, с применением масляной иммерсии и объективов большого увеличения.

Определение физических свойств минералов лучше начинать с наблюдений формы зерен (кристаллов) и внутреннего строения. Минералы могут обладать спайностью. Твердость минералов оценивается по полировке, относительному рельефу, путем царапания металлическими иглами. Магнитные свойства минералов, помимо испытания с магнитной стрелкой, рекомендуется проверить нанесением магнитной суспензии.

Результаты проведенных исследований заносят в табл. 4.6.

 

Таблица 4.6

Образец записи диагностических свойств рудных минералов

 

№ аншлифа	Минерал, его формула	Оптические свойства
		Цвет	Величина отражения, R, %		Двуотражение, ∆R, %	Анизотропия	Внутренние рефлексы
			Сравнение с эталонами	R, %

 

Продолжение табл. 4.6

Физические свойства				Химические свойства
Форма, строение зерна	Твердость		Магнитность	Диагностическое травление	Качественные реакции
	Метод царапания	Метод микровдавливания

Примечание: Данная форма записи рекомендована сотрудниками кафедры геологии месторождений полезных ископаемых геологического факультета СПбГУ [Методические…, 1989].

 

Ниже приведена схема, которая позволит облегчить диагностику изучаемого минерала.

 

Таблица 4.7

Схема идентификации минералов в аншлифах по окраске

 

ОТЧЕТЛИВО окрашенные минералы
Цвет минерала	Анизотропия	Минерал
Синий	Изотропный (или слабо анизотропный)	Халькозин, дигенит
	Анизотропный	Ковеллин
Желтый	Изотропный (или слабо анизотропный)	Золото, халькопирит
	Анизотропный	Халькопирит, миллерит, кубанит, макинавит, валлериит
Красно-коричневый	Изотропный (или слабо анизотропный)	Борнит, медь
	Анизотропный	Валлериит, идаит, моусонит
Розовый, пурпурный, фиолетовый	Изотропный (или слабо анизотропный)	Борнит, медь, виоларит
СЛАБО ОКРАШЕННЫЕ минералы
Голубой	Изотропный	Тетраэдрит
	Анизотропный	Гематит, куприт, киноварь, гаусманит, прустит, пираргирит
	Анизотропный	Псиломелан
Зеленый	Изотропный (или слабо анизотропный)	Тетраэдрит, акантит
	Анизотропный	Станин
Желтый	Изотропный	Пирит, пентландит
	Анизотропный	Марказит, никелин
Красно-коричневый до коричневого	Изотропный	Магнетит, ульвошпинель
	Анизотропный	Пирротин, ильменит, энаргит
Розовый, пурпурный, фиолетовый	Изотропный	Кобальтин, линнеит
	Анизотропный	Никелин
ОКРАШЕННЫЕ ДО НЕКОТОРОЙ СТЕПЕНИ
Бледно-желтый	Изотропный	Пирит, герсдорфит, скуттерудит, серебро, платина
	Анизотропный	Марказит, раммельсбергит, саффлорит, леллингит, арсенопирит, сильванит, тетрадимит
Голубоватый	Изотропный	Зигенит, ульманит, галенит, фрейбергит
	Анизотропный	Висмутин, антимонит
Лавандово-серый, голубоватый, розоватый	Изотропный	Карролит, тетраэдрит, магнетит, реальгар, теннантит
	Анизотропный	Гематит, энаргит, пираргирит, буланжерит, аурипигмент, реальгар, молибденит, пиролюзит, джемсонит, штромейерит
Синевато-серый	Изотропный	Хромит
	Анизотропный	Сфалерит

 

Таблица 4.8

Схема идентификации минералов в аншлифах в порядке снижения их отражения в белом свете

 

Свойства минерала	Минерал
R (% ) ≥ 51.7 (пирит)
Изотропный	Пирит, герсдорфит, скуттерудит, серебро, платина, золото, алтаит, медь
Анизотропный	Марказит, раммельсбергит, саффлорит, леллингит, арсенопирит, висмутин, сурьма, мышьяк, тетрадимит, сильванит
R (%) от 51.7 (пирит) до 43.1 (галенит)
Изотропный	Зигенит, галенит, фрейбергит, пентландит, кобальтин, линненит, пирит сурьмянистый и мышьяковистый
Анизотропный	Пираргирит, висмутин, антимонит, волынскит, арсенопирит, никелин, брейтгаупит, халькопирит, молибденит
R (%) от 43.1 (галенит) до 32.0 (тетраэдрит)
Изотропный	Карролит, колорадоит, грейгит, тетраэдрит
Анизотропный	Джемсонит, гессит, кубанит, пирротин
R (%) от 32.0 (тетраэдрит) до 27.0 (теннантит)
Изотропный	Дигенит, борнит, магнетит
Анизотропный	Куприт, рутил, ковеллин, валлериит, реальгар, ильменит, сфалерит
R (%) < 18 (сфалерит)
Изотропный	Хромит, англезит, барит
Анизотропный	Гетит, вольфрамит, церуссит, сидерит

 

В настоящее время идентификация рудных минералов облегчается с помощью компьютерных диагностических программ, часть которых имеет INTERNET-интерфейс. Подобная разработка осуществляется в Российском государственном геологоразведочном университете (http://www.mineragraphy.ru/). Простейшая поисковая программа по основным свойствам рудных минералов создана в Институте минералогии УрО РАН (http://w.ilmeny.ac.ru/ocean/codes/mgrf1.asp).

Существуют также компьютерные системы, позволяющие проводить диагностику минералов по их оптическим спектрам. В самых первых справочных руководствах о применении спектров отражения для диагностики рудных минералов [Определение..., 1973; Вяльсов, 1973; Безсмертная, Чвилева, 1976] содержались спектры отражения и разные варианты их систематики для 200 рудных минералов. В более поздних определителях [Шумская, 1985; Справочник..., 1988] число минералов с количественными данными выросло до 500 наименований. За это время Комиссия по рудной минералогии при Международной минералогической ассоциации – COM IMA выпустила три издания, содержащих количественные данные по рудным минералам (Quantitative Data File-QDF). Последнее из них – третье издание [Criddle, Stanley, 1986] – содержит данные о 635 рудных минералах и их разновидностях, а также библиографию по современным системам идентификации, в том числе и по их компьютерным версиям.

Разработанная в СПбГУ информационная система MicroMin (Microscopic Information System for Ore Minerals) позволяет вычислять количественные характеристики цвета минерала [Болдырева и др., 2009]. В базе содержатся взаимосвязанные данные о минералах в виде двух таблиц: свойств минералов и спектров отражения. В эталонном банке, созданном авторами программы, содержится информация о рудных минералах. В настоящее время в нем находится информация о более чем 1000 минеральных видов и их разновидностях.