中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

X射线荧光光谱分析技术在大理岩鉴定与分类中的应用

迟广成, 伍月, 王海娇, 陈英丽, 王大千. X射线荧光光谱分析技术在大理岩鉴定与分类中的应用[J]. 岩矿测试, 2018, 37(1): 43-49. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201611300176
引用本文: 迟广成, 伍月, 王海娇, 陈英丽, 王大千. X射线荧光光谱分析技术在大理岩鉴定与分类中的应用[J]. 岩矿测试, 2018, 37(1): 43-49. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201611300176
Guang-cheng CHI, Yue WU, Hai-jiao WANG, Ying-li CHEN, Da-qian WANG. Application of X-ray Fluorescence Spectroscopy in Identification and Classification of Marble[J]. Rock and Mineral Analysis, 2018, 37(1): 43-49. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201611300176
Citation: Guang-cheng CHI, Yue WU, Hai-jiao WANG, Ying-li CHEN, Da-qian WANG. Application of X-ray Fluorescence Spectroscopy in Identification and Classification of Marble[J]. Rock and Mineral Analysis, 2018, 37(1): 43-49. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201611300176

X射线荧光光谱分析技术在大理岩鉴定与分类中的应用

  • 基金项目:
    国土资源部“变质岩岩石矿物鉴定检测技术方法研究”课题(201011029-3)
详细信息
    作者简介: 迟广成, 教授级高级工程师, 从事岩矿测试工作。E-mail:chiguangcheng@126.com
  • 中图分类号: O657.31;P588.313

Application of X-ray Fluorescence Spectroscopy in Identification and Classification of Marble

  • 大理岩的鉴定与分类主要依靠岩石薄片鉴定及X射线衍射(XRD)矿物半定量检测技术。工作中发现,岩石薄片鉴定技术及XRD矿物半定量检测技术所测得矿物组分含量很少一致,这就需要引入其他技术对岩石薄片鉴定及XRD矿物半定量检测结果加以验证。本文利用X射线荧光光谱仪(XRF)对野外采集的32件大理岩样品进行全岩化学成分分析,以岩石化学成分为基础,分析岩石杂质系数、镁质系数和钙质系数特征,对大理岩进行分类。结果表明:方解石大理岩、白云石大理岩、菱镁矿大理岩的镁质系数值分别为0.01~0.13、0.40~0.46、0.97~0.98,钙质系数值分别为0.78~0.84、0.30~0.49和0.01~0.02,不同类型大理岩的钙质系数和镁质系数明显不同,可以作为划分大理岩类型的主要依据。当岩石中SiO2+Al2O3含量大于35%(杂质系数大于为1.20),不能定为大理岩,只有岩石中SiO2+Al2O3含量小于30%(杂质系数小于1.00)时,可定为大理岩。杂质系数、镁质系数和钙质系数的应用,能够校正岩石薄片鉴定法及XRD矿物半定量法矿物含量检测不一致的问题,使大理岩分类定名更加准确。
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  • 图 1  (a) 方解石、(b)白云石、(b)菱镁矿和(d)绿泥钙质粉砂岩的显微照片

    Figure 1. 

    表 1  X射线荧光光谱仪分析大理岩化学成分含量

    Table 1.  Analytical results of chemical components in marble samples by XRF

    样品编号 含量(%)
    Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 K2O CaO TiO2 MnO TFe2O3
    b26 0.10 1.34 0.71 6.71 0.023 <0.05 47.19 0.028 <0.005 0.20
    b27 0.06 2.85 0.38 6.67 0.024 <0.05 45.55 0.023 <0.005 0.22
    b28 0.06 1.19 0.28 4.99 0.021 <0.05 48.97 0.021 <0.005 0.14
    b31 0.09 0.61 0.62 5.32 0.017 <0.05 48.82 0.030 <0.005 0.12
    b32 0.05 3.67 0.74 7.87 0.029 <0.05 44.57 0.038 0.010 0.50
    b33 <0.01 19.74 0.53 9.27 0.027 0.16 26.04 0.048 0.012 0.63
    b34 0.03 18.91 1.55 9.77 0.030 0.80 25.35 0.079 0.015 0.71
    b35 0.01 18.87 0.95 9.06 0.031 0.46 25.65 0.064 0.013 0.69
    b40 <0.01 19.83 2.34 14.88 0.037 0.97 23.42 0.110 0.034 1.23
    b43 1.48 8.90 6.16 33.64 0.063 0.86 22.19 0.280 0.008 1.34
    b45 0.06 3.17 0.77 8.65 0.038 0.35 44.96 0.041 0.006 0.43
    b46 0.01 18.93 0.47 8.88 0.025 0.34 26.54 0.042 0.023 0.61
    b47 0.01 18.93 0.64 7.97 0.021 0.55 26.70 0.053 0.013 0.59
    P77 <0.01 33.18 0.49 19.63 0.053 <0.05 0.74 0.080 <0.005 0.92
    P79 <0.01 35.15 1.63 14.37 0.150 <0.05 0.97 0.170 <0.005 0.65
    P80 <0.01 33.08 2.03 18.60 0.190 0.05 0.99 0.210 <0.005 0.90
    P94 <0.01 18.47 1.29 10.31 0.061 0.32 24.74 0.070 <0.005 1.10
    P95 0.65 7.50 7.20 45.43 0.094 1.81 15.13 0.340 <0.005 2.86
    P96 0.47 4.88 3.49 26.29 0.085 0.68 32.36 0.180 <0.005 1.20
    P139 0.15 3.72 1.10 9.03 0.068 0.34 43.53 0.046 <0.005 0.30
    P140 0.27 2.45 2.97 21.25 0.140 1.48 37.12 0.130 <0.005 1.07
    P141 <0.01 5.30 4.72 32.90 0.120 1.54 25.54 0.170 <0.005 1.69
    P142 <0.01 5.33 1.28 10.73 0.084 0.49 40.91 0.058 <0.005 0.41
    P144 <0.01 5.51 2.85 16.34 0.045 1.07 36.23 0.100 <0.005 0.85
    P152 <0.01 5.72 14.47 49.80 0.120 4.71 7.45 0.590 <0.005 0.63
    P153 <0.01 9.13 9.77 42.17 0.057 3.54 12.15 0.390 <0.005 0.99
    P154 <0.01 14.36 3.85 26.48 0.057 2.27 19.10 0.160 <0.005 1.39
    P155 <0.01 15.17 3.29 17.70 0.034 1.04 22.50 0.140 <0.005 1.16
    P156 <0.01 17.27 3.79 20.68 0.045 0.53 20.19 0.160 <0.005 1.15
    P196 <0.01 19.64 0.79 11.71 0.023 <0.05 24.06 0.045 <0.005 0.49
    P197 <0.01 19.71 1.08 11.61 0.016 <0.05 24.75 0.047 <0.005 0.79
    P198 <0.01 19.93 0.84 9.40 0.021 <0.05 24.85 0.043 <0.005 0.71
    注:检测单位为沈阳地质调查中心实验室。
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    表 2  大理岩32件岩石薄片定名与X射线粉晶衍射分析定名对比

    Table 2.  A comparison of 32 marble named by slice identification and X-ray powder diffraction analysis

    样品编号 岩石薄片定名 岩石薄片+XRD定名
    b26 大理岩 大理岩
    b27 大理岩 含白云石大理岩
    b28 大理岩 大理岩
    b31 大理岩 大理岩
    b32 大理岩 含绿泥石大理岩
    b33 白云石大理岩 白云石大理岩
    b34 白云石大理岩 含云白云石大理岩
    b35 白云石大理岩 含云白云石大理岩
    b40 含云母白云石大理岩 方解滑云白云石大理岩
    b43 长英质大理岩 钙质粉砂岩
    b45 大理岩 大理岩
    b46 白云石大理岩 滑石白云石大理岩
    b47 白云石大理岩 云滑方解白云石大理岩
    P77 菱镁矿大理岩 滑石菱镁矿大理岩
    P79 白云石大理岩 菱镁矿大理岩
    P80 白云石大理岩 绿泥滑石菱镁大理岩
    P94 含石英白云石大理岩 含石英白云石大理岩
    P95 云英质白云石大理岩 钙质粉砂岩
    P96 云英质大理岩 粉砂质方解石大理岩
    P139 含石英大理岩 含白云石云母大理岩
    P140 硅砂泥质大理岩 含云母白云石粉砂大理岩
    P141 石英大理岩 钙质粉砂岩
    P142 大理岩 含石英白云石质大理岩
    P144 含石英大理岩 云英白云石质大理岩
    P152 云英质白云石大理岩 绿泥钙质粉砂岩
    P153 云英质白云石大理岩 绿泥钙质粉砂岩
    P154 云英质白云石大理岩 云母长英质白云石大理岩
    P155 云英质白云石大理岩 云英白云石大理岩
    P156 绿泥石英白云石大理岩 绿泥云英白云石大理岩
    P196 石英白云石大理岩 含滑石石英白云石大理岩
    P197 含绿泥石英白云石大理岩 含石英白云石大理岩
    P198 含石英白云石大理岩 含石英白云石大理岩
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    表 3  大理岩化学成分指数特征

    Table 3.  Index characteristics of chemical compositions in marble

    样品编号 CaO+MgO SiO2+Al2O3 SiO2+Al2O3+CaO+MgO 杂质系数 镁质系数 钙质系数
    b26 48.53 7.42 55.95 0.15 0.03 0.84
    b27 48.40 7.05 55.45 0.15 0.06 0.82
    b28 50.16 5.27 55.43 0.11 0.02 0.88
    b31 49.43 5.94 55.37 0.12 0.01 0.88
    b32 48.24 8.61 56.85 0.18 0.08 0.78
    b33 45.78 9.80 55.58 0.21 0.43 0.47
    b34 44.26 11.32 55.58 0.26 0.43 0.46
    b35 44.52 10.01 54.53 0.22 0.42 0.47
    b40 43.25 17.22 60.47 0.40 0.46 0.39
    b43 31.09 39.80 70.89 1.28 0.29 0.31
    b45 48.13 9.42 57.55 0.20 0.07 0.78
    b46 45.47 9.35 54.82 0.21 0.42 0.48
    b47 45.63 8.61 54.24 0.19 0.41 0.49
    P77 33.92 20.12 54.04 0.59 0.98 0.01
    P79 36.12 16.00 52.12 0.44 0.97 0.02
    P80 34.07 20.63 54.70 0.61 0.97 0.02
    P94 43.21 11.60 54.81 0.27 0.43 0.45
    P95 22.63 52.63 75.26 2.33 0.33 0.20
    P96 37.24 29.78 67.02 0.80 0.13 0.48
    P139 47.25 10.13 57.38 0.21 0.08 0.76
    P140 39.57 24.22 63.79 0.61 0.06 0.58
    P141 30.84 37.62 68.46 1.22 0.17 0.37
    P142 46.24 12.01 58.25 0.26 0.12 0.70
    P144 41.74 19.19 60.93 0.46 0.13 0.59
    P152 13.17 64.27 77.44 4.88 0.43 0.10
    P153 21.28 51.94 73.22 2.44 0.43 0.17
    P154 33.46 30.33 63.79 0.91 0.43 0.30
    P155 37.67 20.99 58.66 0.56 0.40 0.38
    P156 37.46 24.47 61.93 0.65 0.46 0.33
    P196 43.70 12.50 56.20 0.29 0.45 0.43
    P197 44.46 12.69 57.15 0.29 0.44 0.43
    P198 44.78 10.24 55.02 0.23 0.45 0.45
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出版历程
收稿日期:  2016-11-30
修回日期:  2017-09-07
录用日期:  2017-12-20

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