浅谈岩石矿物的成分测定与分析.doc

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1、浅谈岩石矿物的成分测定与分析【摘要】矿物、岩石光谱特征与其物理化学属性的关联分析是高光谱遥感提取岩矿信息的基础。本文主要分析岩右矿物的成分及光谱分析方法，并以硅酸盐岩石为例，对岩石矿物的成分进行测定与分析。【关键词】岩石矿物；测定；光谱分析基于光谱知识模型的识别技术方法是建立在一定的光学、光谱学、结品学和数理基础上的信号处理技术方法。它能克服上述两种方法的缺陷，在识别地物类型的同时，还能精确地量化地表物质的组成和其他物理特征。1・岩石矿物成分岩石抵抗风化能力的人小，主要由岩石中矿物成分来决定。一般地说，硅酸盐矿物

2、的风化顺序与矿物从岩浆中结晶出的顺序（即鲍文系列）有关。地下深处岩浆中最早结晶的矿物在地表条件下最先分解，而在岩浆中最后结品的矿物石英抗风化能力最强。因而含铁镁矿物多的基性岩、超基性岩比含硅铝矿物多的中、酸性岩易于风化［1］。就岩石矿物成分而言，单矿岩近于各向同性，它们的颜色、导热率和体胀系数都较一致，不易为物理风化作用所破碎。而复矿岩中的不同矿物具有不同的结晶格架稳固性，有些矿物的晶格很容易被破坏，不稳定的元素脱离品格而移走，岩石的完整性很快遭到破坏。岩浆岩和变质岩形成于地下深处高温高压环境，当它们暴露于地表常

3、温常压条件下，与在近地表环境下形成的沉积岩相比则较不稳定，易于风化，所以花岗岩露头上常有较多的松散砂粒，而砂岩露头往往比较完整。2•岩石矿物光谱分析方法提取矿物岩石信息的研究人体包括两个方面：①从岩右矿物的特征光谱研究人手，结合化学成分、晶体结构和物化知识进行相关性分析；②以物理模型为基础，结合矿物光谱知识进行分析。矿物识别和信息提取技术可分为三种类型：①基于单个吸收特征；②基于完全波形特征；③基于模拟模型。岩石矿物的单个吸收特征包括：吸收波段位置（入）、吸收深度（H）、吸收宽度（w）、面积（A）、吸收对称性（d

4、）、吸收峰数目（n）和排列次序，利用这些特征参数可以直接识别矿物和岩石类型。由于混合光谱的存在，光谱特征往往发生飘移和变异，利用单个吸收特征识别矿物岩石就受到较大的限制。基于整个波形识别的方法是在标志光谱（光谱库中的光谱）和像元光谱组成的二维空间中建立测度函数，根据标志光谱和像元光谱的相似程度进行判别。测度函数有相似系数法、距离法等，最常用的是光谱角填图法。由于受光谱分辨率的影响，光谱的差异有时不明显。另外距离法存在固有的缺陷，难以选择合理的分割阈值,实现对所有地物精确识别［2］。3•岩石矿物的成分测定——以硅酸

5、盐岩石为例3」方法提要试样经偏硼酸锂熔融，用5%硝酸（或盐酸）提取，加入钻内标，用电感耦合等离子体光谱仪测量。3.2试剂除特殊说明外，所用试剂均为分析纯，实验用水为去离子水。（1）硝酸（P=1.40g/mL）o（2）盐酸（P=1.19g/mL）o（3）偏硼酸锂按重量1：1取碳酸锂和硼酸，混磨均匀后备用。（4）无水碳酸钠（优级纯）。（5）硝酸溶液［用硝酸（2.1）配制］巾（HN03）=5%o（6）钻内标元素溶液称取9.8767gCo(NO3)2-6H2O溶于水中，加入适量硝酸(2.1釣66.7mL),水稀释至lOO

6、OmL,溶液中含钻2mg/mL［介质为c(HNO3)=lmol/L］o(7)标准储备液：单元素的标准物质(溶液)均溯源到国家标准，标准物质的有效期均为一年。(8)混合标准溶液的配制：本标准同时测定的17个元素的混合标准溶液是模拟硅酸盐组成，用上述储备液人工配制的。为了避免元素与介质Z间的干扰，将17个组份分成两组［3］。3.3仪器和设备(1)钳堆堀30mLo(2)马弗炉最高温度1200〜1300°Co(3)等离子体光量计。3.4分析步骤3.4.1试样溶液的制备称取O.IOOOg试样于钳址埸(3.1)中，加0・5g

7、偏硼酸锂试剂(2.3),搅拌均匀后，放人马弗炉(3.2)中，待炉温升至1000°C时，熔融10min,取出钳划堀，立即将堆竭底接触冷水,使钳划堀中熔融体骤然遇冷形成龟裂，将堆堀放入50mL小烧杯中,加入约50mL(2.5)硝酸溶液，塩竭底放入一根长短合适的用塑料套管密封住的小铁棒，在电磁搅拌下，提取完全，将溶液移入100mL容量瓶中，并加入5rnL含内标元索钻(2.6)的溶液，使样品溶液中内标元素钻的浓度为100ug/mL,然后以硝酸(2.5)溶液稀释至刻度，待测，将钳堆璃放入盐酸溶液中煮沸，洗出(此盐酸溶液浓度

8、约为50%,溶液中绝对不能含有硝酸)，待下次再用。342试样溶液的测量将试样溶液在ICPQ-100型等离子体光量计上测量，方法为内标法。2•结论总Z,通过分析影响整体光谱特征识别的因素还有实际地物光谱变异、观测角度、矿物颗粒大小等。因此，完全波形识别的方法，也有局限性。本文以硅酸盐岩石为例用电感耦合等离子体光谱仪测量对岩石矿物的成分进行测定与分析，达到预期的效果。