矿物学分析十篇

矿物学分析篇1

注重基础，强化实践

1.抓基础，建框架

根据修订的教学大纲，适当调整教学内容，既要反映出结晶学与矿物学的主要研究内容和发展方向，又要便于学生在较短时间内的学习和掌握。在课堂教学中注重基本理论与基本原理的讲授，使学生建立该门课程的知识框架。在重点讲授结晶学中几何结晶学内容及晶体结构学和晶体化学的基础上，对矿物的内部成分、结构与矿物宏观形态、物理性质、矿物的形成、稳定及演化规律等总论部分及各论部分进行详细的讲授。在课堂上，关键讲授矿物大类特征，重点介绍结晶学与矿物物性特征之间的联系，便于学生在系统全面地了解结晶学及矿物学基本知识的基础上，重点掌握和理解不同矿物的鉴别特征及相似矿物的区别之处。

2.抓实验，重能力

结晶学与矿物学是一门实践性很强的学科，通过实验课教学培养学生对灵活运用结晶学理论知识解释和鉴定常见矿物的能力。因此加强实践实习课教学，注重实验效果非常必要。结晶学与矿物学的学习目的之一是能够通过肉眼观察矿物形态、物理性质，从而达到对矿物的鉴定。因此学生对于矿物学鉴定的技巧掌握非常重要。

实验课上大部分时间应留给学生自己观察，教师仅讲授5~10分钟的实验目的、内容及要求，以引起学生对实验课的重视。之后以小组为单位（5~6人），进行观察和描述实习标本与模型，共同讨论。将结构模型分析和矿物标本观察相结合的教学极大地提高了学生的学习兴趣。在下课前5~10分钟以小组为单位介绍本次实验课的主要收获。最后在学期末，进行一次未知名矿物鉴定测验。经过从观察验证到理论分析再到综合鉴定这样一个教学环节，不仅培养了学生独立观察问题、思考问题和解决问题的能力，而且活跃了课堂气氛，增强了团队精神。

扩充内容，提高兴趣

“结晶学与矿物学”是地质类学生在“普通地质学”学习之后接触的第一门专业基础课，对于该门课程的学习兴趣将会直接影响到后续“岩石学”课程的学习，然而多年的教学实践及学生反馈的信息表明：学生对结晶学的学习兴趣十足，但是到了矿物学部分，尤其是矿物学各论部分兴趣大减。原因一方面是矿物学种类多（自然界3000多种矿物），另一方面是各论内容相对枯燥，主要为描述性内容，涉及矿物的化学组成、晶体结构、物理性质、成因产状、鉴定特征、用途等诸多方面。

为了提高学生的学习兴趣，在矿物学各论部分教学中每讲到一种矿物，就及时扩充珠宝和材料学方面的内容。如自然元素大类中，补充自然金、金刚石等宝石学知识；氧化物及氢氧化物大类中，补充红宝石、蓝宝石、水晶及欧泊的相关知识；在岛状硅酸盐亚类中介绍橄榄石、石榴子石；在环状硅酸盐亚类中介绍祖母绿、碧玺等相关内容；在链状硅酸盐亚类中介绍软玉和翡翠的知识；在层状硅酸盐亚类中介绍蛇纹石石棉的隔热保温和防火，蛭石绝热、隔音及阳离子交换等材料学方面的知识。实践表明，在矿物学各论的学习中，学生对矿物实用性的学习兴趣很大。因此适当增强矿物应用方面的内容，有助于提高学生学习的积极性。

结合科研，促进创新

结合科研实际，讲授矿物在科学研究中的作用。在讲课中笔者把科研项目中涉及矿物的相关内容作为教学实例，介绍给学生。如在讲解锆石、石榴子石、红柱石等岛状硅酸盐亚类矿物时，将课题研究中如何通过锆石、石榴子石、红柱石等重矿物分析来解决沉积物源的内容介绍给大家。又如在粘土矿物的讲解中，将碎屑岩中粘土种类、含量的变化影响岩石孔隙结构，从而影响流体在其中的赋存等内容介绍给大家，使得学生在解决实际问题的过程中体会到矿物学的重要性及实用性。

同时积极创造条件，让学生参与教师的课题，或者利用假期大学生社会实践的机会，结合专业特色，搜集家乡的矿产资源资料，培养学生学习的主动性和自觉性，同时也强化了专业思想。

可视化的教学方法

多媒体教学具有生动、形象、直观，信息量大的特点，使得其在现代教学中广为应用，极大地提高了教学效率和教学质量。“结晶学与矿物学”课程教学以往都是秉承老教师的传统，借助于模型、幻灯、挂图等进行教学。然而自2000年以来，一方面学校加大对实验室多媒体设备的投入，另一方面授课教师开始逐步实行多媒体教学，逐步完善了电子教学日历、电子讲稿、多媒体课件、电子试题库等，为精品课程的建设打下了坚实的基础。

针对实验室矿物标本有限且完好的标本少见，尤其是能够达到宝石级的标本更是难见的现状，有意识地收集国内外特点鲜明的矿物标本图片，并将其应用在多媒体教学中，使学生在欣赏多姿多彩的矿物世界的同时，也提高了学习兴趣，强化了矿物学知识。

矿物学分析篇2

关键词：同兴―宝石火山喷发带 地球化学特征 成矿条件

一、区域地质背景

1.　地层

区域上古生界隶属华北地层大区，内蒙古草原地层区，锡林浩特―磐石地层分区。中、新生界为滨太平洋地层区。大兴安岭―燕山地层区，乌兰浩特―赤峰地层小区。出露的地层有古生界的二叠系、中生界的侏罗系、白垩系和新生界的全新统。

2.　岩浆岩

（1）侵入岩

区域上侵入岩类型主要为中―酸入岩，岩性有二长斑岩、花岗斑岩、石英闪长岩、正长斑岩、黑云母花岗岩和闪长玢岩，推测侵入岩的形成时代为晚侏罗世晚期，呈岩基、岩株状产出。受控于区域构造总体呈北东向、北北东向展布。

（2）火山岩

区域上火山岩分布面积很广，本区火山岩的时代为上侏罗统和下白垩统。上侏罗统火山岩根据其分布和岩石组合特征，自下而上划分为满克头鄂博组、玛尼吐组和白音高老组。早白垩世梅勒图组火山岩呈不整合覆盖于上侏罗统火山岩之上。

（3）脉岩

区域上脉岩较多，主要类型有：二长斑岩、正长斑岩、花岗斑岩、闪长玢岩及石英脉。从切割关系判断，测区内的脉岩多形成于晚侏罗世―早白垩世。

3.　构造

大地构造位置在古生代和中生代不同。古生代一级构造单元属中朝板块，二级构造单元属中朝板块北缘古生代陆缘增生带，三级构造单元为锡林浩特中间地块东南缘古生代活动陆缘区。而中生代位于大兴安岭火山活动带，同兴―宝石火山喷发带的中部。

区内断裂构造发育，以北东向和北西向为主，构成测区断裂构造的主体，近南北向和近东西向断裂次之，穿插在北东、北西向断裂间，与之相互配合构成了测区网状构造格架。

4.　区域矿产

本区地处黄岗梁―乌兰浩特多金属成矿带中、南部，已发现的矿种主要为有色金属、稀有（土）金属及非金属。1∶5万矿调新发现的呼和哈德铜多金属矿化区和塔日马拉哈德铜矿化点分布于本区的东部和北东部，都是与中酸性岩浆侵入有关的矿化，有进一步工作价值。

二、本区地质概况

1.　地层

（1）上二叠统林西组（P2l）

上部为黑灰色中薄层含碳质绢云母千枚岩，绢云母片岩等。下部以青灰色、灰黑色变质细砂岩、中粗粒岩屑砂岩、中粒长石岩屑砂岩与黑灰色绢云母千枚岩、含碳质黑云母片岩不等厚韵律性沉积为特点。其上被上侏罗统满克头鄂博组角度不整合覆盖。

（2）上侏罗统满克头鄂博组（J3mk）

下段深灰色、黑灰色流纹岩、流纹质含角砾岩屑晶屑凝灰岩，流纹质晶屑凝灰岩，深灰色英安质含角砾岩屑晶屑凝灰岩为主体岩性，夹有凝灰质砂砾岩透镜体等。

上段由灰色英安质含角砾岩屑晶屑凝灰岩，英安质含角砾晶屑凝灰岩，流纹质含角砾晶屑凝灰岩，流纹质晶屑凝灰岩，灰色中厚层状凝灰质砂岩，凝灰质细砂岩等组成。

（3）上侏罗统白音高老组下段（J3b1）

为一套中酸性火山碎屑岩。包括灰色、青灰色流纹质含角砾岩屑晶屑凝灰岩，英安质岩屑晶屑凝灰岩，黄灰色流纹质晶屑凝灰岩，下部夹凝灰质细砾岩、凝灰质含砾岩屑长石砂岩透镜层。

（4）全新统（Qhpal）

第四系冲洪积沙土砾石松散堆积物，沿沟谷分布。

2.　岩浆岩

（1）侵入岩

区内岩浆活动强烈，有二长斑岩、石英闪长岩、闪长玢岩，其中二长斑岩出露面积最大，约10Km2。

（2）火山岩

区内火山岩分布面积较广，时代主要为晚侏罗世。主要的岩石类型有：安山岩、英安岩和流纹岩类；火山碎屑岩包括火山角砾岩、安山质含角砾岩屑晶屑凝灰岩、英安质含角砾岩屑晶屑凝灰岩、英安质晶屑凝灰岩、流纹质含角砾岩屑晶屑凝灰岩等。

（3）脉岩

区内脉岩也十分发育，脉岩出露的面积大小不等，长度可以从250米―1，500多米，宽度一般在几米至几十米之间，多形成于晚侏罗世―早白垩世。主要的脉岩类型有：二长斑岩、正长斑岩、花岗斑岩、闪长玢岩及石英脉。

3.　构造

（2）毛伊勒吐北异常C05-17

异常呈条带状，近东西走向，具有多峰现象，异常极值：345.70nT，异常面积：　1　km2。位于古生代林西组与侵入岩接合部位，推断为接触带局部磁性物质富集，无进一步工作意义。

三、成矿条件综合分析

本区地处黄岗梁―乌兰浩特多金属成矿带中、南部，区内矿化及化探异常密集成带，多以有色金属为主，而且区内地质矿产工作研究程度较低，没有进行过矿产检查工作。

1.　成矿地质条件分析

（1）地层条件

区内出露的地层主要为上二叠统林西组（P3l）的浅变质岩和晚侏罗世的火山岩。林西组（P3l）主要为含碳质绢云母千枚岩、绢云母片岩等，晚侏罗世火山岩主要为一套中酸性的含角砾岩屑晶屑凝灰岩夹少量的中酸性熔岩，区域上均是含矿的层位。

（2）侵入岩条件

区内岩浆活动强烈，为晚侏罗世的二长斑岩、石英闪长岩、闪长玢岩，这些岩体内部及与火山碎屑岩接触带附近岩石蚀变强烈，主要的蚀变类型是硅化、绿泥石―绿帘石化、黄铁矿化及局部的褐铁矿化等。这些蚀变与矿化有着直接的关系，可能是该区寻找以铜为主的多金属矿产的重要标志。

（3）构造条件

区内断裂构造比较发育，主要为北东、北西及近南北向的断裂及其派生的次级断裂。而硅化、黄铁矿化等可能与这些断裂构造有关。这些断裂可能是导矿构造，构造的发育对成矿有利。

2.　成矿地球化学条件分析

水系沉积物异常为扎呆Hs-10、扎呆Hs-12及扎呆Hs-11，异常面积在4―10Km2之间，特别是扎呆Hs-10和扎呆Hs-12号异常为多元素组合复杂异常，浓集中心明显，各种元素套合好，具分带性，推断为多金属矿化引起，是寻找以铜为主的多金属矿产的有利地段。

3.　成矿地球物理条件分析

4.　矿产条件分析

1∶5万矿调新发现的呼和哈德铜多金属矿化区位于该区的东部，是与中酸性岩浆侵入有关的矿化，地表铜矿化较好，已发现矿化体多条，刻槽取样铜含量最高为0.83％，一般在0.022―0.085%，部分样品已达到边界品位及工业品位，同时伴有银、钼的矿化。

四、成矿条件综合分析

1.　本区位于黄岗梁―乌兰浩特多金属成矿带，具备有利的区域成矿地质背景，区域上已发现多金属矿床多处，区内地层、岩浆活动、构造及矿化蚀变特征，均显示出良好的成矿有利条件，所以在该区进一步开展找矿工作是必要的。通过进一步的综合地质勘查工作，区内有可能找到具有工业价值铁、多金属矿床。

矿物学分析篇3

关键词：铁矿石；化学分析；物相分析

1铁矿石化学分析方法

1.1氧化还原滴定法

重铬酸钾容量法被公认为是最准确的铁矿石中全铁测定方法，由于HgCl2的毒害性，要达到国家排放标准，对废水处理成本太高，所以使用无汞重铬酸钾法已经成为容量法分析的趋势。即以SnCl2-TiCl3为还原剂，分别以钨酸钠及二苯胺磺酸钠溶液为指示剂，以重铬酸钾为标准溶液，将试液滴至稳定的紫红色为止。但是该法所用的TiCl3溶液具有成本高、极易被氧化、稳定性能非常差等缺点。章志青改进样品制备方式，以硫磷混酸（1+1）替代氟化钠，既可完全快速熔样，又可促进显色。

1.2络合滴定法

在络合滴定法中，EDTA 作为滴定剂应用最为广泛。王瑞斌等人将铁矿石用硫磷酸混酸溶解并消除干扰后，在pH值为1.5～2.5的热溶液中，以 N-苯甲酰羟胺为指示剂，用 EDTA 标准溶液直接滴定铁，测定结果的相对标准偏差RSD

1.3微量滴定法

张玉清等人研制成了WD-COⅡ型微量滴定管及其配套装置，滴定管结构简单，使用方便，毫升可读至小数点后第三位（1mL 溶液微量滴定管可滴 130～150 液滴），并且微量滴定法处理样品时，因量少，试样溶解快，能减少酸雾污染。用于铁矿中全铁含量测定，以重铬酸钾为滴定剂，采用甲基橙指示剂代替有毒试剂HgCl2，指示预处理完全程度和除去过量的还原剂SnCl2，该方法减少了有毒试剂及浓酸的用量，但所得结果与常量法一致、两者精密度及准确度均无显著差异。同时符合微型实验化、绿色化的发展趋势。

1.4仪器分析法

容量分析铁矿石中的全铁，过程繁杂，流程长，终点溶液颜色有时变化不明显，无法及时得出分折结果，很难满足现代化生产对快速分析的要求。韩德花等人采用抗坏血酸做还原剂滴定赤铁矿中的铁含量，利用电位分析中酸度计的pH值大小变化替代指示剂终点判断的主观性，减少实验误差。张凤君采用钛（Ⅲ）直接滴定铁矿石中全铁，用铂电极作指示电极，甘汞电极作参比电极，该方法提高了滴定灵敏度和精密度，减少了人为的指示剂判断终点的误差。

2关于化学分析及铁物相

分析化学是研究物质化学组成，结构信息，分析方法及相关理论的科学，它所要解决的问题是确定物质中，含有哪些组分，这些组分在物质中是如何存在的，各个组分的相对含量是多少，以及如何表征物质的化学结构等。

分析化学包括成分分析和结构分析。成分分析又分为定性分析和定量分析。定性分析的任务是鉴定物质由哪些元素或离子所组成，对于有机物还需要确定其官能团和分子结构。定量分析的任务是测定物质各组成部分的含量。

分析化学在各个领域中起着举足轻重的作用，在工业生产中，从原料的选择、工艺流程的确定、生产过程中的“中控”到成品的质量检验，以及工业三废的处理和综合利用等。同时在新产品、新工艺、新技术的开发研究和推广等方面，都离不开分析化学。

分析化学按其测定原理和操作方法的不同分析，为化学分析和仪器分析两大类。滴定分析法按所用的化学反应类型不同，分为：酸碱滴定法（以质子传递反应为基础）；沉淀滴定法（以沉淀反应为基础）；络合滴定法（以络合反应为基础）；氧化还原滴定法（以氧化还原反应为基础）。

铁物相指铁元素存在的化学相和矿物相。铁有Fe3+、Fe2+、Fe等三种价态，铁物相特征是指指示层间氧化带各亚带地球化学环境变化的敏感标志，是反应地球化学环境变化的重要指标。

3对铁矿石中元素的化学分析

我国国家标准关于铁矿石分析方法的通则有GB/T1361-2008《铁矿石分析方法总则及一般规律》。该标准规定了天然矿石、铁精矿及其他选块矿各成分的仲裁分析和标样制作，以及验证其他分析方法时必须采用的方法。

对矿石进行化学法分析，首先要采取化学分析试样：化学分析试样主要用来确定所取物料中某些元素或成分的含量，多用于原矿、精矿、尾矿或生产过程中其他产品的分析，以便检查数、质量指标并编制金属平衡表，它是选矿试验和生产检查中经常要取的试样。

选取试样后要对试样进行预处理。通常是在试样分解后，使待测组份以可溶盐的形式进入溶液，或者使其保留于沉淀之中，从而与某些组份分离，有时也以气体形式将待测组份导出，再以适当的试剂吸收或任其发挥。

在分析工作中对试样分析的一般要求是：试样应分解完全；待测组分不应有损失；在实际应用中，根据矿石的特性、分析项目的要求以及干扰元素的分离等情况，通常选用酸分解及碱熔融的方法分解铁矿石。

铁是铁矿石中主量元素，对它的测定在化学分析中，主要采用铬酸钾滴定法。铁的还原方式有氯化亚锡一氯化汞还原和三氯化钛还原，目前使用比较多的是三氯化钛还原重铬酸钾滴定法。

下面就根据国家GB/T6730.5-2007《铁矿石全铁含量的测定三氯化钛还原法》，GB/T6730.4-l986《铁矿石化学分析法氯化亚锡―氯化汞―重铬酸钾容量法测定全铁量》的测定标准，对三氯化钛还原滴定法和氯化亚锡还原滴定法的原理加以简要介绍，其具体操作过程见GB/T6730铁矿石的化学分析。

三氯化钛还原滴定法，将试样用酸分解或碱熔融分解，氯化亚锡将大量铁还原后，加三氯化钛还原少量剩余铁。用稀重铬酸钾溶液氧化或用高氯酸氧化过量的还原剂。以二苯胺磺酸钠做指示剂，重铬酸钾标准溶液滴定。

此方法的优点是：过量的氯化亚锡容易除去，重铬酸钾溶液比较稳定，滴定终点的变化明显，受温度影响较小，测定的结果较准确。

4对铁矿石中化学物相的分析

物相分析的方法是使溶剂与试样发生作用，其中某个化合物优先溶解，溶剂的选择是以各化合物在溶剂中的溶度积、氧化还原电位以及络合物的形成条件不同等为依据，使一种化合物溶解，而其他化合物不溶解以达到分离的目的。

矿样粒度，溶剂的浓度及温度，浸取时的搅拌强度，以及试样中共存的杂质等对浸出率均有影响，选择条件时应予以考虑。

铁矿石的化学物相分析可采用单项物相分析，也可采用系统物相分析。所谓系统物相分析，是指在一份称样中，利用多种溶剂多次连续浸取，完成多个“相”（或多个项目）的测定。系统物相分析和单项物相分析相比较，有两方面缺陷：（1）由于溶剂多次浸取，矿物“串相”所造成的误差一直往后积累，使误差越来越大。（2）由于矿物组成的复杂性和某些矿物的相似性，在系统分析中几乎不能分别连续测定它们。所以系统物相分析仅运用于简单矿石。对于复杂矿石，普遍采用单项物相分析。

在系统物相分析流程过程中。矿石经过磁选分为两部分，在磁性铁中测定磁铁矿及磁黄铁矿，非磁性部分以2mol/L乙酸处理，使菱铁矿溶解，残渣用含有3%氯化亚锡，4mol/L盐酸浸取赤铁矿，残渣用王水在水浴上浸取半小时，过滤，滤液测定黄铁矿，残渣为含铁部分的硅酸盐。

5结束语

在对铁矿石中所含元素及铁物相的分析中，方法是多样的，程序是复杂的，这要求实验室的工作者要有严肃认真而科学的态度，从而保证铁矿石化学分析的准确性。

参考文献：

矿物学分析篇4

[关键词]矿物采样；制样；化验方法

中图分类号：TQ533 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0372-01

1 前言

化验矿物能够获知矿物石中的元素含量，对开采有极大的实用价值。从化验实况来看，各种方法在精度要求上均存在一定差异，因此，分析采样与制样以及化验方法具有实用意义。

2 矿物采样和制样

2.1 试样代表性要求

花样内容存在差异，试样要求必然也不同。在化验之时一定要寻找具有代表性的试样，所选择矿样一定要满足两个方面要求：

1）质量要求；其一试样性质要和研究矿体基本一致；其二采样的方法应该和矿山生产之时实况相符合，表现在开采的顺序相同、选择多年内的矿石具备代表性矿样等；其三不同性质化验对试样要求不同；

2）重量要求；其一矿物试样的重量主要取决四个方面。即为入选粒度、试样设备规格、选矿方法以及试验工作量。其二确定各种选矿方法的矿量，其一是浮选试验矿样量，这种方法就是找寻最优浮选工艺条件，依据选别的循环数以及每个循环需要的数量等各种工艺因素，从而确定出化验工作量。其二重选试验矿样量，在流程试验中会消耗大量的试样，条件试样的试样量并不大。其三磁选试验矿样量。这三种选矿方法的试样量不同，并且其差距较大，无论采用了什么方法其试样量均具备代表性，就应该满足q=kd2，一定要有备样，留下余地。

2.2 采样设计

1）采样设计具备的资料；其一是地质勘探资料，包含矿体的形态、矿石结构、走向分布等；其二采矿资料。

2）采样设计的任务；要选择与布置采样点，配样计算，同时依据分配每个采样点采样量。所谓采样点，即为每一个化学分析单样代表的区段。

3）布置采样点；分析矿床地质资料基础上，矿样必须具备充足的代表性。其依据为：其一采样点要选择能够充分代表研究的矿石及质量较好地点；其二应用原有勘探工程采样；其三选择最完全勘探工程为采样工程；其四采样点应该分布于矿体各个部分。

2.3 配样计算

必须要依据所要求配样的比例，对各种类型采样数量进行计算与分配。

1）计算各个类型的样品

Qi=2Q・Ti/T 该式中，Qi表示第i个类型矿石的取样重量；Q表示所取混合样的重量；Ti表示第i个类型的样矿石储量；T表示矿石的总储量。

2）计算每一个取样点试样的重量，就以类型各个取样点作为例子进行说明：qj=Qi.rj；该式中的Qi表示第i个类型样矿石的取样重量；qj表示类型中第j个点取样重量；rj表示各区间试样的长度占据总样品长度之百分比。

3 矿物化验方法

要得知矿石中含有何种矿物，且其含量具体为多少，就必须要对矿石进行化验。其化验方法主要有如下几种：

其一为原矿光谱半定定量分析；在实际应用中，就要尽快矿石试样之中主要含有哪一些元素，并且要大致了解矿石含的主要成分，少量成分以及微量成分，甚至微量杂质，采用光谱半定量分析就能够快速、粗略的判断其含量，这种方法就是根据谱线强度与出现谱线的情况和元素含量息息相关，从而就能够作出一种判断。这种分析方法主要目的即能够快速测出其成分以及含量，防止盲目性。

其二化学多元素分析；化学多元素分析是在半定量分析基础上实施的，能够定量分析光谱之中含量比较高元素，而所得含量的精准度比较高，而光谱属于定性，自然化学多元素分析就属于定量分析，给开采提供了准确依据。

其三X射线衍射分析；这种方法就是运用晶体所形成x射线衍射，对物质内部原子空间分布状况结构进行分析，通过矿物分析就能够测出矿石之中各种矿物组成的成分以及含量，比如辉钼矿中存在钼。但是x衍射就能够指导矿物工业，具有重要的价值。

其四物相分析；所谓物相即为物质之中所具备特定物理、化学性质之相；事实上，就是同一个元素都能够在一种物质中以一种或者多种状态形式存在。因此，特定物质物相均是元素赋存状态以及某一种物相相对含量特征所存在。比如铜矿石中含有赤铜矿（Cu2O）和辉铜矿（Cu2S），这两种都是以氧化物状态与铜的硫化物所存在，但是在这两种矿物之中含铜量存在差异，分别是88.8%与79.85%。再如矿物中测出含有Fe3O4量比较高，该矿石可选性就比较高。在各种矿物中，硫化物相对易选，通过物相基本就能够判断精矿的品位以及回收率。

本文以某地的赤铁矿作为试样化验为例子，分析矿物的化验方法。对该赤铁矿进行光谱分析与化学多元素分析，最终结果如下图所示：

从上面表中就能看出，矿石之中最主要的回收元素为铁，伴生的元素含量都没有达到综合回收标准，尤其是杂质硫和磷的含量均不高，但是二氧化硅的含量比较高，因此就需要考虑怎样除去有害杂质硅。而通过化学多元素分析可知TFe，SFe，FeO，Si02，A1203，CaO，MgO 等各个项均为铁矿石中一定要分析的项目，从表中可知矿全铁（TFe）仅仅含有了27.40%，因此属于铁矿石。而SiO2的含量比较高，所谓矿石是酸性矿石，因此在冶炼之时就要配上大量碱性的熔剂，所以在选矿之时就要尽量减少低硅含量，降低消耗熔剂。由此可见，本案例中的试样是硅高但是硫及磷等各种有害杂质比较低的贫铁矿石，亚铁比是8.43，因此就属于氧化矿类型，因为SiO2 的含量比较高，故为酸性矿石，当冶炼之时就要配上大量熔剂。

4 结束语

对矿物进行化验分析不但关系桌制定矿山开采计划及开采施工，还有效评价了矿山地质条件与矿物形态，因此分析化验结果对相关勘察及管理非常重要。所以就需要高度重视采样和制样，以及化验方法分析，一定要按照相关步骤及程序严格实施，才能够发挥化验分析结果的作用。

参考文献

[1] 杨春燕.火力发电厂燃料采样制样化验一体化系统的有关分析[J].硅谷，2013（17）.

[2] 李海燕.矿物化验分析工作的基本方法和重要步骤[J].城市建设理论研究，2014（09）.

[3] 罗成燕.浅谈矿物采样与制样及化验分析方法[J].城市建设理论研究，2012（08）.

矿物学分析篇5

Abstract: Analysis of rocks and minerals is the important component of geological exploration work and also the basic work of entire mineral analysis. From the object of the analysis and principle, rock and mineral analysis includes non-metallic mineral analysis and metal mineral analysis. Whether can accurately understand the mineral components and each component content has very important significance to achieving the optimal utilization of minerals and maximization of economic value and environmental value. In this paper, the authors, by combining their own practice, the basic process of rock and mineral analysis are preliminarily analyzed and researched. In this paper, the basic process of rock and mineral analysis is summarized, on the basis of this, the empirical analysis of the rock mineral analysis process is made by using silicate as an example. Through this analysis, the author tries to help the practitioner of rocks and minerals.

关键词： 岩石；矿物；流程；分析

Key words: rock；minerals；process；analysis

中图分类号：P57 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）25-0078-03

0 引言

岩石矿物分析是化学地质工作者的主要工作内容之一，也是整个矿物质分析的基础性工作。从分析的对象和原理上来看，岩石矿物的分析主要包括非金属矿物分析和金属矿物质分析，是否能够准确地了解这些矿物质的成分、各个成分的含量，对于实现矿物质的最优化利用，实现经济价值、环境价值的最大化具有十分重要的意义。本文中，笔者结合自身的工作实践，对岩石矿物质的基本分析流程进行初步的分析和研究，以期对岩石矿物质工作者有所借鉴。

1 岩石矿物概述

岩石矿物是地壳中的一种或者多种化学元素组成的自然聚合体，是地壳中各种地质作用的产物。岩矿的种类非常丰富，这是因为自然界中存在多种多样的化学元素，以及它们之间的多种组合方式，复杂多变的地质作用也促使了岩矿的多样化。在自然界中，目前被人类探明的岩矿种类达到三千多种，然而人们所熟悉的盐矿种类只有百余种。自然界中常见的岩石矿物通常是几种元素的化合物，如石英、磁铁矿、红铁矿等含氧矿物；碳酸盐类矿物包括方解石、白云石等；硅酸盐类矿物包括云母、长石、角闪石等；硫酸盐类矿物包括重晶石、石膏等；此外，硫化矿物还有铜、铁、锌等。各种矿物都具有一定的外表特征和物理性质，因此可以用来作为识别矿物的依据。矿物具有各种各样不同的形状，有些矿物能形成整齐的晶体，如食盐是立方体，水晶是六面体，云母是六边形的片状。有些矿物则是不规则的葡萄状、粒状、纤维状、放射状等，我们经常看到的矿物多半是些不规则的块状。

矿物学分析篇6

关键词：岩石矿物；大型仪器；分析；应用

0引言

传统技术手段在当代岩石矿物分析中的主导地位受到了极大冲击，大型仪器凭借其高技术、高投入及高收益特征，为其取代传统技术手段提供了切实科学依据，大型仪器所具备的这些特征与当代岩石矿物分析发展需求不谋而合，而传统理论方法，分析效率不足，并且其高污染、高消耗与当今社会提倡生态环保的理念相违背，显然传统技术手段已难以满足当代岩石矿物分析需求[1]。大型仪器所具备的低污染、低能耗特征完全符合生态环保发展需求，有助于社会可持续发展。

1岩石矿物分析概述

岩石矿物有着各式各样的种类，且各种岩石矿物中所含成分不尽相同，基本可涉及到天然存在的一系列元素，同时其含量跨度可达到十几个数量级，由此决定了岩石矿物分析属于化学分析领域中极为复杂、极具活力的一大分支。为了开展好岩石矿物中常量、痕量的无机组分以及有机物质的检测工作，岩石矿物分析一方面要应用到化学分析领域中各式各样的分析技术，一方面要应用到绝大多数物质的分离富集技术，从而确保分析检测准确度、精密度。岩石矿物分析可归结为下述几项特征：1）样品来源广泛，组合成分多样复杂；2）试样量不尽相同，自微量到常量；3）分析手段众多，涉及各式各样分析技术；4）相互间存在极大干扰，需要得到一系列分离富集技术的支持[2]。当代岩石矿物分析基于标准化、计量化质量保证体系，将现代仪器分析作为主要分析手段，再辅以化学试样制备、分离富集手段，准确、有序的为各个领域岩石矿物分析提供了十分可靠的数据保障。

2大型仪器在当代岩石矿物分析中的应用

2.1红外光谱仪在当代岩石矿物分析中的应用伴随红外光谱技术的迅速发展，红外光谱定量分析越来越为研究人员所关注。近些年，红外光谱法在油气包裹体的丰度、成分、温度等方面得到广泛推广，进一步为油气藏评定、盆地构造史、盆地古地温等提供了有力依据。同时，红外光谱技术与一系列分析方法的相融日益在地质分析诸多领域得到广泛推广。就好比，于各种热模拟温度下，应用红外光谱法对塔里木盆地库车坳陷阳霞侏罗纪煤中干酪根开展检测，结果得出此区域属于III型干酪根，进一步为烃源岩演化提供了有力依据[3]。除此之外，红外光谱在野外地质调查工作中可应用于区分含羟基之硅酸盐矿物、分层状硅酸盐中单矿物、碳酸盐矿物以及硫酸盐矿物等，结合于红外光谱中C=O伸缩振动的吸收轻度，实现对醛类、酮类、酸类等有机化合物官能团的有效评估。应用德国Bruker公司研发的Vertex70型傅里叶变换红外光谱仪，对我国贵州仁怀地区震旦系灯影组碳酸盐岩开展检测。可结合白云石、方解石不同的吸收峰对它们展开有效区分，白云石、方解石都属于三方晶系，结合选择定则白云石与方解石振动模式包括有对称伸缩振动（v1）、面外弯曲振动（v2）、非对称振动（v3）以及面内弯曲振动（v4）。结合白云石红外光谱示意图可得出，于1000~1100cm-1范围存在5~6个吸收带，分别为v1（1060cm-1±）、v2（880cm-1±）、v3（1400cm-1±）、v4（725cm-1±）。其中，v1吸收强度相对中~弱，于1000~1100cm-1表现为一肩宽峰；v3则为一宽峰吸收最强，并且还是白云石特征吸收峰；于2514cm-1±形成一弱吸收峰，吸收强度相较于v3差两个数量级，为伸缩振动、反对称伸缩振动的和频峰；1800cm-1±形成的弱吸收峰为面内弯曲振动、对称伸缩振动的和频峰。结合方解石红外光谱示意图可得出，于1500~500cm-1存在4~5个吸收带，分别为v1（红外吸收峰十分弱）、v2（875cm-1±）、v3（1429cm-1±）、v4（710cm-1±）。其中，v3吸收峰最强，并且峰宽相对大；于2975cm-1、2870cm-1、2504cm-1、1791cmcm-1还形成中~弱的吸收峰，2975cm-1、2870cm-1吸收峰为方解石中CO32-反对称伸缩振动吸收峰的一级倍频峰；2504cm-1吸收峰为CO32-面内弯曲振动、对称伸缩振动和频峰。方解石中一般含有镁离子、铁离子、二价锰离子等元素，因为各种元素相互间园子半径存在一定区别，使得晶格振动频率受到一定影响，进一步造成v4于红外光谱图中形成转变，因此在方解石红外光谱中，可结合v4转变对方解石族矿物的矿物中开展分析。

2.2X射线衍射仪在当代岩石矿物分析中的应用岩石定名、矿石选冶以及矿床评价等离不开岩石矿物定量分析的有力支持，因而岩石矿物定量分析是岩石矿物鉴定中的一项主要内容。碳酸盐矿物定量分析，于光学显微镜下通常应用染色法，然而采取染色法评估白云石、方解石含量有着一定主观性、随机性，所以无法可观准确地得到碳酸盐矿物的含量。而通过应用X射线衍射法快速、准确地对它们开展定量分析。就好比，应用X射线衍射，可较为迅速地对碳酸盐岩石中白云石、方解石的含量开展分析，并且检测结果与化学分析结果基本一致。此外，元素类质同象作为元素赋存状态的形式之一，可为矿床综合评价提供可靠依据，并且类质同象表现的元素属性可为地球化学研究提供可靠依据。应用X射线衍射对某地区微晶白云母矿物类质同象特征开展分析，结果得出矿床中拥有白云母-多硅白云母矿物组合，为地质考察工作提供了重要依据。对白云石有序度开展研究，应用X射线衍射仪对白云石（015）、（110）晶面开展检测，结合它们相互间反射强度比值δ=I（015）/I（110）有效得出白云石有序度，倘若Ca两条衍射线强度一致时，白云石有序度为1，倘若Ca元素升高升高，白云石I（015）衍射强度则会降低，进而使得白云石有序度不足1[4]。值得一提的是，白云石有序度可为矿物成因、沉积环境、成岩演化史等研究提供有力依据。应用荷兰PANalyticalB.V.研发的X射线衍射仪，选取拟合法对重庆南川志留系小河坝组长石砂岩检测结果与全球普遍认可的IUDD粉末衍射数据开展拟合，得出岩石中含有石英、钾长石以及黏土矿物，且含量分别为65%、25%以及10%。该种手段一方面具备操作便捷、分析迅速的优点，一方面用以比较的数据库汇集有超过数万条的矿物及矿物关联条目，大体上收录了自然领域所有的矿物，为检测结果准确性、权威性提供了切实保障。

2.3激光拉曼光谱仪在当代岩石矿物分析中的应用拉曼光谱作为一项分子光谱微区分析技术，其可快速、准确、无损地对样品开展检测，并且检测所需样品用量少、频率范围狂、无需进行实现处理。现阶段，激光拉曼光谱仪被广泛应用于包裹体成分、温度的检测，可快速准确地对气相、液相、固体包裹体等尤其是单个包裹体成分开展无损分析，属于现阶段极为先进的一项包裹体成分分析方法。伴随仪器设备的发展，激光拉曼光谱仪与各种仪器组合对岩石矿物开展分析，逐步转变成激光拉曼光谱发展的一大趋势。就好比，将激光拉曼光谱与近红外光谱组合可作用于缩减荧光背景，进一步生成呈现物质结构的精细谱带，并结合分子散射强度与样品浓度所呈正相关关系，达成对岩石矿物含量的定量分析。需要注意的是，应结合样品实际情况选择相应的浓度，倘若样品浓度太低将难以准确得出待分析区的化学成分、晶体结构等数据。应用英国Renishawinvia研发的激光拉曼光谱仪对贵州震旦系灯影组碳酸盐岩中气液包裹体成分、均一温度开展检测，结合拉曼光谱图中峰位得出CO2、CH4，再结合拉曼谱图中CH4位移得出均一温度194℃，进一步获取到成矿流体物理化学条件、成矿温度等数据[5]。

3结语

大型仪器所具备的一系列特征优势，对推动社会可持续发展有着十分重要意义。鉴于此，相关人员务必要不断钻研研究、总结经验，清楚认识岩石矿物分析内涵，全面分析现阶段岩石矿物分析中面临的主要问题，结合岩石矿物实际情况，强化大型仪器在当代岩石矿物分析中的科学合理应用，积极促进当代岩石矿物分析有序开展。

参考文献：

[1]王斌，聂尧愿，彭港发．试论岩石矿物分析工作的经验与体会[J]．科技创新与应用，2013，12（27）：84．

[2]刘永刚．试析微波能分解法在岩石矿物分析中的运用[J]．地球，2014（5）：162－163．

[3]邵蓓，王祝，卢小海，等．仪器分析在现代岩矿分析技术中的应用[J]．科技，2015（2）：21-23．

[4]邹伟力．仪器分析在现代岩矿分析技术中的应用[J].工业b，2016，12（1）：145．

矿物学分析篇7

关键词：自然金；嵌布状态；黄铜矿；包裹

1 矿石的矿物组合及矿石类型

老湾金矿带是桐柏―大别山（北坡）金银成矿带的重要组成部分，同时也是我国重要的变质碎屑岩型大型金矿之一[1]。为了解决选矿过程中尾矿流失过多的问题，对该矿区内采集的金矿石进行了光片、薄片鉴定、重砂鉴定、原矿光谱半定量分析以及原矿粉晶X-衍射定性分析。该矿区的有用矿物主要为自然金、银金矿。银主要呈类质同像代替金以银金矿的形式存在。

矿石类型：

（1）矿石自然类型

矿石自然类型主要为高硫含金黄铁矿化石英脉及含金碎裂蚀变岩。伴随的金属矿化以黄铁矿化为主，黄铜矿化、方铅矿化等次之。

（2）矿石工艺类型

矿石工艺类型属多硫化物――金矿石。

2 金的嵌布特征研究

对矿物的嵌布特征进行详细的了解可以知道矿物的分布状态、与脉石矿物的结合关系，以及空间分布特点。在嵌布特征所表明的几何空间里，又以矿物颗粒大小对选矿影响最大[2]。

经光片查找，共发现347粒可见金，即＞0.001的自然金。本矿区金和银类质同像普遍，以自然金为主，银金矿次之，金银矿少量。根据原矿光谱半定量分析、重砂淘洗后的重部分光谱半定量分析，均未检出碲元素，说明碲含量极微。自然界中纯金极少，常有银类质同像代替[3]，故自然金的种属划分应以银金矿为主，自然金少量。为描述方便，以下均简称自然金或金。

2.1 自然金的嵌布粒度

金矿物粒度大小在很大程度上决定矿山选厂的磨碎细度和选矿方法的选择[4]。由表2可知，金的粒度分布以细粒金为主，占56.48%；微粒金次之，占32.28%；中粒金占9.51%；有少量的粗粒金存在,占1.73%；未发现巨粒金。由嵌布粒度表可以看出，自然金主要呈不均匀细粒和微粒嵌布的范畴。

2.2 嵌布状态特征

通过表3的嵌布状态和显微镜下照片可知，矿石中的金以包裹金为主，在包裹金中以黄铜矿包裹金含量最高。其次为黄铁矿包裹金以及黄铁矿微裂隙包裹金。少部分为粒间金，裂隙金的含量最少。由此可知，自然金的赋存状态与黄铁矿和黄铜矿的关系极为密切。

2.3 自然金形态特征

自然金形态统计结果见表4。结果表明，自然金的颗粒形态以角粒状、长角粒状为主，枝叉状次之，少量的板片状、浑圆粒状、尖角粒状、麦粒状、针线状。详见照片。

3 结 语

对统计结果分析表明，老湾金矿中的金主要呈独立的可见的矿物存在，矿石中的金以黄铁矿和黄铜矿的包裹金为主，少部分为粒间金，裂隙金的含量最少。包裹在金属硫化物中的金粒，可以通过选取金属硫化物精矿进行富集。分布在矿石裂隙或矿物颗粒间的金粒容易解离成单体金。因此在准确的磨矿粒度下，对药剂制度进行合理的添加，完全能做到进一步提高金的回收率，减少尾矿中金的流失。

参考文献：

[1] 马宏卫.河南桐柏老湾金矿综合找矿标志及找矿模型[J]. 物探与化探，2007, 31(3):211.

[2] 周乐光. 工艺矿物学[M]. 冶金工业出版社, 2002：204.

矿物学分析篇8

从多元素分析结果看，铁精矿中硫、磷、硅、氟、钾、钠等杂质含量很低，均符合冶金要求。从物相分析看，铁精矿中铁主要为磁性铁。铁精矿质量达到C65标准。该磁选试验对原矿中磁性铁的回收率为95.93%，表明选矿效果较为理想。

关键词：矿石加工；采样种类、方法；选矿试验；质量检验

中图分类号：TF041文献标识码：A文章编号：

引言：

本次研究工作主要基于内蒙古自治区第一地质矿产勘查开发院在哈业胡同超贫磁铁矿矿区开展的详查工作，勘查许可证号为（T15320080702011561），勘查面积33.66km2。有效期至2012年6月16日。地理坐标范围：东经：108°57′30″～109°00′00″；北纬：40°42′30″～40°48′00″。

该次详查完成的主要工作量：1:2000地形地质测量4.89K m2、采样线（槽探）479.70m、钻探3401.84(16)m、基本分析样213件、选矿试验样1件。共计投入资金326万元。

矿床为沉积变质型磁铁矿，赋矿层位为中太古界乌拉山群第三岩组 (Ar2wl3)，角闪斜长片麻岩夹含磁铁矿角闪斜长片麻岩，赋矿岩石为含磁铁矿角闪斜长片麻岩。该详查基本查明矿区内铁矿体的分布、数量、厚度、规模以及产出特征；基本查明了本区的矿石类型以及矿石中有益、有害组分的含量。

矿区内主要有7个矿体，共提交查明矿产资源156.71万吨，其中控制的经济基础储量(122b) 82.16万吨，推断的内蕴经济资源量(333) 74.55万吨，矿体TFe平均品位19.31%，mFe平均品位12.41%。

通过勘查单位进行深入细致的工作，对矿床的矿石加工技术性能有了较深刻的认识。

1．采样种类、方法及其代表性

阿力奔哈业胡同矿区铁矿选矿试验由包钢集团矿山研究院（有限责任公司）承担，该院2006年7月3日注册登记甲级选冶加工试验资质，证书编号1520061110084。2012年1月包钢集团矿山研究院（有限责任公司）提交了《内蒙古乌拉特前旗阿力奔哈业胡同矿区超贫磁铁矿铁矿石选矿试验室流程试验研究报告》。

该矿区矿石平均品位：TFe19.31%，mFe 12.41%；试验样品由第一勘查院地质技术人员采集，样品包括矿石和近矿围岩，试验样品在1、2、3、4、5号矿体的采样线（探槽）、钻探工程中，采样方案见表1-1。

表1-1选矿试验样品采样方案表

考虑到实际开采时围岩混入造成的品位贫化，本次选矿试验样将按照矿区平均品位的5%～10%进行贫化配矿，因该区以磁性铁圈矿，即试验样磁性铁品位控制在11.17%～11.79%之间，试验样由矿石及围岩配制而成。配矿方案见表1-2。

表1-2选矿试验样配矿方案

从上表结果看，所配试验样中TFe、mFe计算值与实测值吻合，且符合试验要求；试验样品具有一定代表性。

2．试验种类、方法及结果

2.1样品加工

矿石样分别经过粗碎--中碎—细碎后，经磨矿制备入选试料，并制备化学分析、矿物成份分析样品。

2.2矿石性质

2.2.1矿石的化学组成

磁选试验前对矿石中的主要有用、有害元素进行了分析，入选矿石全铁品位17.50%，磁性铁11.30%；其它金属元素含量均甚微，开发利用时不予考虑；矿石中主要杂质含量：硫0.023%,磷：0.015%，氟：0.10%，二氧化硅：51.23%， 属低硫磷氟、高硅磁铁矿矿石。见表2-1。

表2-1多元素分析结果

矿石中（CaO+MgO）/(SiO2+Al2O3)

2.2.2矿石的矿物组成

通过岩相分析及显微镜下矿物定量分析可知，该矿石矿物组成相对简单，矿石中铁的独立矿物主要为磁铁矿，其次为赤铁矿、褐铁矿，另有微量黄铁矿；其它含铁矿物主要为硅酸盐矿物（角闪石为主）；脉石矿物主要为斜长石和角闪石，其次为黑云母、石英等，另有少量碳酸盐类矿物及其它矿物。

2.2.3矿石结构构造及嵌布特征

矿石结构构造：通过对试样手标本及其光、薄片观察，矿石呈灰-灰绿色块状构造，局部呈片麻状构造。矿石矿物结构特征主要为粒状变晶结构。铁矿物主要呈稀疏浸染状分布。

2.2.4原矿比重测定

原矿真比重：3.36堆比重：2.13

3．选矿试验

3.1磨矿细度及磨矿时间试验

根据该选矿试验矿石的可磨性与白云鄂博东矿比可磨性接近。

3.2入选试样解离度分析

通过对磨矿产品的解离度测定：当磨矿粒度为-200目占68.0%时，铁矿物的单体解离度达到80％以上，可满足选矿对铁矿物解离度的要求。

表3-1原矿粒筛分析结果

3.3磁选试验

（1）磨矿细度试验

根据磨矿细度试验综合各项指标，该矿石磨矿细度应确定为-200目占68.0%为宜。见表3-2。

表3-2 磨矿粒度与磨矿时间的关系

（2）磁场强度试验

综合考虑，选择磁场强度为120KA/m。见表3-3。

表3-3磁场强度试验指标

4．最终流程与验证试验

根据上述条件试验，最终流程与验证试验条件如下：

磨矿细度：-200目占67.2%磁场强度：120KA/m

最终验证试验结果见表4-1。

表4-1最终验证试验选别指标

验证试验与条件试验较为吻合。选矿比5.54。从试验结果可以看出，最终精矿全铁作业回收率为73.41%，与干选精矿的磁选理论回收率（mFe/TFe=73.46%）相当，矿石中磁性铁被有效回收，表明磁选效果较为理想。

最终验证试验数质量流程图见图4-1

5．最终产品质量检验

为了检验铁精矿质量，对铁精矿进行了多元素分析、铁物相分析，分析结果见表5-1、表5-2。

多元素分析结果看，铁精矿中硫、磷、硅、氟、钾、钠等杂质含量很低，均符合冶金要求。精矿中（CaO + MgO）/(Al2O3 + SiO2) < 0.5，属酸性铁精粉。物相分析看，铁精矿中铁主要为磁性铁，占全铁97.56%。铁精矿质量达到C65标准。

表5-1铁精矿主要元素分析结果

表5-2铁精矿物相分析结果

6．最终流程对磁性铁回收率

磁性铁回收率见表6-1。

表6-1磁选试验磁性铁收率

从表3-2至6-1可以看出，该磁选试验对原矿中磁性铁的回收率为95.93%，表明选矿效果较为理想。

矿物学分析篇9

关键词：系统动力学；煤矿；物联网；模型

中图分类号：TD76 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）07-0069-04

0 引 言

近些年来，我国煤矿安全事故不断发生，对人员以及经济造成了极大的损失。因此，研究如何通过新的智能网络来降低我国煤矿事故发生率和事故损失具有重大的理论意义和现实意义。

煤矿安全生产系统作为一个由不同的动态系统构成的复杂群体，具有工作地点多变、环境复杂、生产过程复杂等特点。因此，传统的从静态、注重结果的角度出发的研究方法缺乏对煤矿系统性及波动规律的认识。系统动力学方法则可以宏观、动态而全面地研究煤矿安全系统中各个要素之间的相互关系，从而能够建立一套与实际相符的煤矿系统模型。

物联网作为一个新兴技术领域，近些年来在煤矿生产系统的运用也得到广泛的推广。然而，目前我国的煤矿物联网由于发展的不成熟，在其应用中存在着计算机硬件采购方面投入大，软件投入小，生产安全监控体系不完善等问题，并没有真正建立起有效的开放的综合信息系统平台[1]。

本文在系统分析的基础上，构建出煤矿安全系统完整的层次关系图，并建立起因果关系图，然后在此基础上通过与物联网技术的结合，研究设计出了一个完整的物联网架构模型。基于此方法设计的煤矿物联网模型，对煤炭行业提高综合信息化管理水平以及企业竞争能力都具有重要的现实意义。

1 煤矿安全系统影响因子分析

对煤矿安全影响因子分析，是对煤矿系统事故分析和系统动力学仿真研究的基础。本文前期统计了大量的典型煤矿事故并进行分析，以期构建相对完善和全面的煤矿安全影响因子体系，为建立完整的物联网系统、指导科学化的安全管理奠定了基础。

在通过对大量煤矿事故原因的分析与统计上，总结出了煤矿安全影响因素总共可分成七大类，分别是设备因素、自然因素、员工因素、安全科技因素、安全管理因素、法律监督因素和经济因素。通过深层次的系统分析研究，发现煤矿安全系统的七大类影响因素内部还存在相互关系，进而体现了煤矿事故原因的复杂化、多样化。煤矿系统安全影响因素的内在关系如图1所示[2]。

图1 煤矿安全影响因素关系图

在大量统计及研究的基础是，总结发现七大类因素还包含很多子影响因素，具体如下[3]：

（1）设备因素：煤矿装备设施水平作为影响煤矿安全生产的基本条件，其水平的高低主要由供电系统可靠性、采掘设备先进性、通风系统安全性、瓦斯防治水平、安全监测水平、防火设施可靠性、防尘设施的可靠性、排水系统可靠性、提升系统可靠性、支护系统可靠性等因素决定。

（2）自然因素：自然因素作为煤矿安全系统的原生条件，它的控制幅度较弱，其主要包含瓦斯和粉层、水文地质条件、顶板条件、自然发火、热害、地质构造等因素。

（3）员工因素：员工因素是煤矿安全系统的直接因素，控制程度的高低将直接影响煤矿系统的安全水平，其影响因素主要包括安全素质、从业年限、自主管理、文化程度、安全激励、心理因素、生理因素、工作环境等。

（4）安全科技因素：在煤矿现代化建设中，安全科技因素成为了保障煤矿安全系统的重要因素，其影响因素主要包括开采设计、安全关键技术研究、安全技术示范工程、安全技术理论研究、安全技术人才等。

（5）安全管理因素：煤矿的安全管理水平直接反应了煤矿系统安全水平，其主要影响因素包括人力资源管理、管理信息系统、管理机制、安全教育管理、安全评价、劳动组织管理、危险源管理和设备管理等。

（6）法律监督因素：法律监督因素作为规范煤矿安全生产的外力，其主要影响因素包括政府安全监察体系、国家行业法律法规、责任追究制度、煤矿自身监察体系、专项整治等。

（7）经济因素：经济利益因素作为影响各阶层的不可忽视的因素，其影响因素主要包括煤矿主的利益、地方政府利益、煤炭行业利益、国家宏观调控。

2 煤矿安全系统动力学模型研究

通过对煤炭安全系统影响因素的全面分析，已经基本对全部影响因素进行了总结。为了确立煤矿安全系统的内部因果关系，从而更清晰地反应系统各因子的关联及影响，这里从七大影响因素中选取了以下的安全指标：技术装备水平、地质环境、矿山事故率、百万吨死亡率、伤亡率、企业利益、利润率、安全投入、产能投入、安全培训及考核力度等主要变量因素。

经过分析确定，影响煤矿安全主要因素的因果关系图如图2所示[4]。

图2 煤矿安全系统动力学模型图

通过上述因果关系图，反映了经济效益、生产规模、安全投入、技术与装备水平、生产投入、安全人员、安全管理、安全培训考核等主要系统因素对煤矿安全具体的影响及作用关系。

3 基于系统动力学的煤矿安全影响因子层级

通过前文对影响因子的分析和系统因果的分析，煤矿安全影响因素的关系已经确定。基于此，这里通过解释结构模型来进行层次分析，就可以将各个因素间的复杂关系通过一个多层次的递阶结构清晰地展现出来。具体层次分析结果如图3所示。

通过分析图可以清晰地看到煤矿安全系统中的表层直接因素、中层间接因素以及深层根本因素的具体原因，以及各因子间的相互关系。分清各主要因子之间的相互关系，将增强我们对煤矿安全系统的认识，对建立防范体系具有重要的指导意义。

4 煤矿安全物联网模型研究设计

4.1 煤矿安全运作系统分析

通过前文对煤矿安全影响因素的分析，已经很清晰地认识主要的安全影响因素以及它们的关系，为了更好地对各类影响因素进行控制与管理，这里将上述各类安全因素所涉及的煤矿运作系统进行分类，具体结果如表1所列。

通过以上分类，清晰地展示了安全影响因素所涉及的各类煤矿运作系统。

图3 煤矿系统安全影响因素层级图

表1 安全因素所属运作系统分类图

煤矿运作系统 涉及煤矿安全因素

矿山灾害感知系统 瓦斯防治、防火防尘、矿井压力等

矿山设备感知系统 采掘设备、通风供电设备等

矿山周围环境感知系统 水文地质、温度湿度等

生产监控指挥系统 采掘环境、运输环境等

人力资源管理系统 人员安全素质、员工安全培训等

资产财务管理系统 员工利益，矿业、行业盈利等

专家决策支持系统 安全评价系统，安全人才水平等

工程项目管理系统 安全工程建设，运作系统建设等

运销管理系统 设备管理，信息管理等

感知信息漫游系统 信息采集、传输，信息共享等

机电设备管理系统 设备条件、设备管理体系等

...... ……

4.2煤矿安全物联网模型设计

物联网技术在煤矿系统的运用在很大程度上提高了矿山的智能化运作。通过以上对煤矿安全系统的分析，已经清晰确定了煤矿安全因素之间的相互关系。结合物联网技术，我们可以确定在煤矿物联网的构建中基本可以分为四个层面。具体煤矿物联网的架构模型如图4所示[5]。

感知与控制层作为传统物联网研究的热点，已经比较成熟，结合前文的影响因素分析，这里一共设计了四个系统，分别是安全系统、生产系统、供电系统和生产调度系统。安全系统包括安全监测、井下排水、通风、防灭火、束管监测、瓦斯抽放、人员考勤和人员监控；生产系统包括工作面、提升系统、皮带系统、供压系统、水处理、选煤厂、锅炉房、井下降温及给水系统；供电系统包括地面与地下供电；生产调度系统包括无线通信系统、调度通信系统、信息监控系统和大屏幕显示系统。

信息集成层是新型煤矿物联网系统的数字化集成中心，主要由工业级实时数据库和关系型数据库组成。工业级实时数据库包含了数据分析、联动控制策略库、故障诊断库和专家库；关系型数据库主要包含管理基础库、组织机构库、业务标准库和专家知识库。

管理决策层作为企业的智能管理层，分为生产智能分析和商务智能分析两部分。生产智能分析中心主要运作包括计划目标管理、物资管理、运销管理、工程项目管理、能源管理、机电设备管理、通风设计分析和安全管理；商务智能分析中心主要运作包括全面预算管理、财务管理、人力资源管理、固定资产管理、煤质管理、精细化管理、生产调度管理和三维数字开采管理。

企业展示层主要是通过企业展示网络来展示企业的相关信息。

煤矿物联网架构的自上而下的四个层级分工明细又相互协作，各个层级间共用同一的数据仓库，并通过工业以太网和企业管理网实现联通。

5 结 语

煤矿安全的系统动力学研究以煤矿生产运营过程中影响安全运作的各个因素为研究对象，将其分为若干子系统，对各子系统中的影响因子进行分析，确定系统因果图，并建立起煤矿安全层级解释模型，为科学的构建煤矿物联网系统以及制定科学的安全管理决策提供了依据。

通过煤矿物联网的构建，可实现智能矿山的自动化运作，为煤矿企业经济的可持续发展和矿区环境的安全稳定提供了保证。

参 考 文 献

[1] 张申，丁恩杰.物联网与感知矿山专题讲座之一物联网基本感念及应用典型[J]. 工矿自动化，2010（10）：104-108.

[2] 林富森，徐锡源.安全系统工程基础与实践[M].北京：煤炭工业出版社，2001.

[3] 邱利，朱明.矿山安全生产系统动力学研究初探[J].矿业快报，2005（2）：23-24.

[4] 李希建.煤矿安全管理的SD模型及其分析[J].矿业安全与环保，2003（1）：21-22.

矿物学分析篇10

关键词：焦家金矿；成矿规律；地质研究

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.183

0 引言

焦家金矿位于胶东地区，是我国极为重要的金矿产地，其中的储量在我国已经探明的岩金储量中占到3成以上，是极为重要的。中生代胶东地区大规模成矿，对该矿进行分析有着十分重要的价值和意义。当前焦家金矿研究中对于成矿规律以及模式等还存在着争论，本文就简单的对焦家金矿成矿规律进行阐述分析。

1 焦家金矿构造地质特点

（1）控矿构造。矿床的I级控矿构造是焦家断裂，整个长度有30千米，在矿田中是最大的控矿盒容矿构造。焦家断裂的平面是S形的，构造带中存在着极为普遍的岩石蚀变问题，主矿体在主断裂带中存在，并成东北纵向，向东西方向延伸[1]。

（2）构造演变的特点分析。在地质事件中，焦家断裂经历了很多次的构造活动，并且时间较长，从地表和地下坑道中都能够看到多次构造活动留下的特点，构造的多次活动为该地区的金矿成型以及赋存等提供了良好的基础和前提。

焦家断裂的活动的经历了3个时期，最早的焦家断裂是压扭性的断裂，压性是主要的，从西北和东南两个方向产生地应力，以断裂带中的糜棱岩和花岗质碎裂岩为主要的构造产物。接下来这一时期的断裂活动表现为张扭性，这一时期的构造活动为金热液的成矿提供了好的场所，断裂带的隐蔽面中有构造活动，[2]岩石中的构造场所空间比较大，压力比较低，为金热液的富集等提供了重要的场所。断裂的摩擦面中，金无法富集成矿，即使有金富集，矿体的品位也不高，这一时期的构造活动是金成矿的重要时期。在这一时期的末尾，金第二次成矿，焦家断裂上盘从北东方向上进行移动，下盘是朝南西方向移动的。最后的构造活动发生在焦家金矿床矿体形成之后，这一时期矿床内的地质体受到损坏，这一时期的构造有两个活动期次，最开始的活动是要挤压、碾磨金矿体，[3]在断层面上形成断层泥。晚期构造活动是焦家断裂的最后活动，是在断层结构上的，出现的断层泥是白色的。

（3）断裂构造应力。区域中的压剪性、剪压性断裂带赋存蚀变岩性金矿床，在断裂下盘的一边的低序次张剪星和剪张性构造空间发育着金矿脉。分析焦家断裂带控制剪切构造上下盘的运移以及断裂形式，可以发现有4种组合关系。多次的断裂裂隙构造有着比较集中的应力，有着比较强烈的挤压破碎，存在着很高程度的引张扩容，会形成低压、低温、低化学势，断裂裂隙能够为含金热液流体活动、矿质沉淀提供好的空间。垂直方向上，构造转换或者交叉的位置一般是富集矿化的位置，因此在转换轴等方向上容易形成侧伏矿体。

2 焦家金矿成矿原因分析

2.1 成矿的条件

分析成矿条件时可以通过地质和物理两个方面进行分析。首先是成矿的地|条件。主要会受到地层、岩浆活动以及构造等因素的影响，这些因素在成矿过程中发挥着不同的作用，但是彼此之间也有一定的联系，在相互作用下形成矿床。脉状金矿床的形成中，成矿的地质条件会对矿质运移以及空间的分布产生限制，岩浆活动会对矿质的来源以及成矿元素的富集进行控制管理。其次是物理化学条件，可以确定金矿矿床形成的压力以及温度，以此对流体包裹体进行测定，通过物化参数对流体中的成分进行确定。通过物理角度分析金矿的成矿条件，通过包裹体成分，明确成矿时氧化还原的环境以及溶液的酸碱度，以此判断矿物的来源。

2.2 形成原因

焦家金矿位于胶东金矿的西北部，矿区中太古宙胶东群变质岩是通过残留的形式存在的，岩性是黑云变粒岩和斜长角闪岩，露出来的岩浆岩主要是玲珑花岗岩和郭家岭花岗岩闪长岩。[4]分析氧、氢、氦、氩等元素，能够明确成矿流体，将幔源流体作为主要的内容，同时含有少量的岩浆流体盒降水。分析铅和硫等，能够明确成矿物质的主要来源，有一些壳源物质进入到迁移过程中。

2.3 成矿的模式

中生代的早期、中期，古太平洋板块会向欧亚板块俯冲，方向是从南东到北西方向上的，胶东地区是处于碰撞造山带的。碰撞过程中还有松弛的问题，花岗岩浆在重熔作用下生成，然后上侵定位，一般情况下是在脆韧性断裂带下盘形成的。中生代晚期，胶东地区动力学体制正处于关键的转折期，俯冲期之后，会重新调整大地的构造，我国东部岩石圈有着很强的减薄作用，地幔流体会向上涌动，同时出现一定的壳幔物质。

3 焦家金矿成矿的规律

焦家金矿矿体会出现极为明显的膨胀夹缩表现，在倾向盒走向上，矿体的厚度会出现比较大的变化。焦家金矿矿体会受到焦家主断裂的控制和影响，断裂的产状变化会影响到焦家主断裂的形状以及产状，使其随之发生变化。在断裂倾角变缓和走向发生变化时，矿体会变厚，在断裂倾角变陡的位置上会比较薄。分析地应力椭球体，焦家主断裂的生成中，矿体、厚度变大的位置上，应该部位产生的应力是张性，能够为金的富集成矿提供好的空间。分析焦家断裂构造面的特点可以得出，焦家金矿床中的很多矿体都会受到断裂的控制，在探矿工程中，揭露出的金矿体也表明金矿体是受到断裂控制影响的。但是受控作用并不是一样的，在一定空间中，金矿体才会变厚变大，金品质也会相应提升。

4 结束语

总而言之，焦家金矿最为我国的大型金矿床，发展规模逐渐扩大，矿体成矿规律的研究也逐渐深入，对成矿规律进行分析研究是当前矿区工作的重要内容。通过对地质条件以及资料等分析，了解矿体地质特点，结合金矿床勘查成果，对焦家金矿的矿体规模以及规律等进行准确地推测与研究。

参考文献：

[1]唐泽伟，郭广军，王恩敬，吕广耀，叶延岭，张姗.山东焦家金矿中深部矿体成矿规律及成矿预测[J].黄金科学技术，2012（06）：51-55.

[2]张晓飞，孙爱群，牛树银，张福祥，刘成，武玉璞.胶东焦家金矿田成矿构造及控矿作用分析[J].黄金科学技术，2012（03）：18-22.

[3]吕古贤，孙之夫，赵海，赵欣荣，张迎春，郭涛，张迅与. 胶东焦家金矿田地质特征、成矿规律与深部预测[J].矿物学报，2011（S1）：969-970.