矿物标本资源收集技术规程

可溶性盐类矿石矿物标本资源收集技术规程~

前言
本规程是依据国家科技基础条件平台有关要求而编写的,仅适用于标本收集过程。本规程制定的目的是使可溶性盐类矿石矿物标本的收集工作程序规范化,从中获得更多地质及相关信息,确保所收集的可溶性盐类矿石矿物标本资源实物的质量和数据的真实性与可靠性,以便向人们更全面地介绍我国可溶性盐类矿产资源现状,提高国情意识,同时也为研究、开发人员提供必要的基础资料,促进科技创新。为此,提出标本收集、技术处理和综合汇总等3个规范性步骤作为标本收集技术规程。
本规程附录A—附录G为规范性附录。
本规程由国家科技基础条件平台提出。
本规程起草单位:中国地质博物馆。
本规程起草人:杨良锋,王月文。
本规程由国家岩矿化石标本资源共享平台负责解释。
1 范围
本规程制定了可溶性矿石矿物标本收集工作的程序和技术要求,是该类矿石矿物标本收集工作过程中所使用的规程,本规程适用于国家自然科技资源平台建设。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版不适用于本规程,然而,鼓励根据本规程达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本规程。
GB/T9649.9—2009 地质矿产术语分类代码 第9部分:结晶学及矿物学
DZ/T0212—2002 盐湖和盐类矿产地质勘查规范
袁见齐,朱上庆,翟裕生主编.矿床学.北京:地质出版社,1979
3 定义与种类
3.1 可溶性盐类矿石矿物定义
可溶性盐类矿石矿物是指能潮解或能溶解的盐类矿物。其硬度较低,多在摩氏硬度计3或3以下,并且受环境影响极大,如在阳光或强烈灯光照射下,在潮湿空气中,在水侵蚀与浸泡下,在与含酸或碱溶液相遇时,矿物会潮解、溶解、脱水与风化,从而使其化学成分与物理性质发生变化,以致形成另一种矿物。
3.2 可溶性盐类矿物种类
可溶性盐类矿物主要为卤化物(其中以氯化物占大多数),其次为硫酸盐、硝酸盐、硼酸盐和碳酸盐,此外还有极少量磷酸盐和砷酸盐等。据统计,其矿物总数不下200种,但其中能富集成工业矿石的矿物不多,目前在我国已发现矿床的可溶性盐类矿石矿物如表1所列有30多种。

表1 我国30多种可溶性盐类矿石矿物


表1（续）

本规程将以上述30多种工业矿石矿物作为重点对象,适当考虑稀有、罕见的可溶性岩类矿物。
3.3 可溶性盐类矿石的矿物稳定性
依据可溶性盐类矿石矿物的稳定性可将其分为三大类,以便对矿石矿物进行采集与处理。
第一类是极不稳定的,在空气中能自行潮解或吸(失)水变为另一种形态或成分的矿物。如无水芒硝和泻利盐吸收水分后成为粉末状芒硝和六水泻盐;芒硝和硼砂在空气中易失水分,成为白色粉末状无水芒硝和三方硼砂。至于钠硝石、钾铁盐、石盐、钾石盐、钾镁盐、硼砂、水绿矾和胆矾及其他矾类矿物等在空气中易潮解体积变小,其形态或晶形均会发生不同程度的变化。
第二类是不稳定的,常态下将在其表面形成一层薄膜,但仍保持原来的晶形与组分,受潮湿后形态会发生变化,然而一旦遇水就很快溶解,如白钠镁矾、钾镁矾、碳钾钠镁矾、钎铁矾、光卤石、无水钾镁矾、天然碱等,其表面常有一层白色薄膜,容易脱落,并且溶解度较大,每升水可溶解200～2000g。
第三类是次稳定的,在常态下能保持原状,溶于水比较缓慢或微溶于水,如石膏、硬石膏、钾芒硝、钙芒硝、钾盐镁矾等;但是在热水或含酸、碱溶液中则很快溶解,并出现另一种矿物,如氯碳钠镁石溶于水中生成菱镁矿,钠硼解石溶于硫酸中生成石膏与芒硝沉淀等。
3.4 收集及收集方式
收集是指根据不同的目的,通过各种方式将分散在不同地方、不同单位、不同人拥有的可溶性矿石类标本聚拢和集合在同一个地方的过程。常用的标本收集方式有采集、购置、征集、交换、捐赠、汇交、调拨和接收等,其中以野外采集为主,其次是购置。
本技术规程主要针对采集这一方式。
4 标本收集原则
4.1 收集对象
1)种类齐全:参照世界上可溶性矿石矿物种类,根据单位所保管总数中的矿石矿物种类,提出收集规划、计划、方向、目标等,尽量使所有重要的类别和品种都有相应的标本。
2)形态多样:指应收集与标准矿物形态不同、晶形完美程度高、形态特异性强的标本,使所收集的矿石矿物标本千姿百态。
3)特色标本:在收集标本的同时,要注重收集与众不同的标本,如与标准矿物颜色不同,或具有荧光性,以及有特殊物理性质的标本。
4)国内产地要齐全:要收集来自全国各地的标本,从省、区、县、镇、村级到矿区,要特别注意采集典型地区的标本。
5)要注重世界性的标本收集工作:面向世界各地,不但要求种类齐全,所收集标本的产地也要广泛。
4.2 收集原则
收集标本前要进行全面的调研,对所需要的标本列出清单,要有针对性地收集,以便在收藏(典藏)和陈列中形成规范化、标准化、系列化的成套标本。
1)代表性:标本要具有代表性,能代表所在类别中的矿石矿物应有的物理、化学性质和用途。
2)系统化:标本要系列化,按矿石矿物中的种类,收集标本时要注意成套矿种,形成系统化的标本。
3)准确性:标本信息要可靠,要有确定的名称、层位、时代及相关的数据等,应有野外编号。
4)严把质量关:对所收集的标本要进行全面的论证,即论证其在科学研究、收藏、陈列展出、地质史研究中所具有的价值和经济价值等,所测试的数据要真实、准确和可靠。
5 标本收集
5.1 采集标本的工具
1)记录工具:全球卫星定位系统(GPS)、地形图(1∶5万或1∶1万)、地质罗盘、皮尺、卷尺、野外记录本、照相机、摄像机、笔记本电脑、标本编号油漆、碳素墨水笔、油性彩色记号笔、胶布、野外标签。
2)采集工具:手套、安全帽、登山鞋、绳子、锤子、凿子、铁锹。
3)鉴定工具:小刀、放大镜、稀释酸、伽马仪等。
4)包装工具:塑料袋、胶带、磨砂口玻璃瓶、蜡、软纸、海绵、棉花、干燥剂、标本盒、箱子、锯末、粗铁丝等。
5.2 选择采集的标本和地点
1)选好采集标本的矿区、层位、时代、品位、成因等,按矿石的矿化程度(蚀变)确定坐标点,以便采集系统化的标本。
2)采集标本时要确定是不是所需要的标本,要有针对性地采集,选择能代表矿区标准矿石矿物的标本,或选择品位高、晶形完好、块度大、具收藏、陈列展出和有研究价值的标本。
5.3 采集标本的技术要求
1)采集标本一般最好两人以上,挖掘前需有手套、安全帽、登山鞋、绳子等防护用品来确保人员免受伤害。
2)可溶性矿石矿物硬度低,通常在摩氏硬度计3及以下,采集标本时要选在距所要采集的标本远一些的地方进行挖掘,防止在挖掘时因震动而使标的物遭受损坏,要尽量保持其原来面目,保证标本的质量,但是要按开采标准采集,以保护矿区周围环境。
3)采集时要用铲子轻轻地挖,或用钎子慢慢地剔,用力的大小要根据标本的不同而定,总之要保护标本面不受磨损或碎裂。
4)标本挖完后用软纸或棉花包好,把标本从矿体或围岩中轻轻取下。
5)标本采完后要及时编号,先用白漆涂或胶布贴在标本不显处,用黑色碳素写上阿拉伯数字;剖面编号用红漆写罗马数字。
6)矿物的命名,在野外用肉眼并配合简单的工具,对可溶性盐类矿物及共生矿石矿物定名,然后填写野外标签(见附录A)。
7)用软纸包裹标本和野外标签,用透明密封胶封存,再装入塑料袋或标本盒中。
8)标本采完后,对露头进行编号并进行描述。测剖面的产状和走向,用全球卫星定位系统(GPS)取点定位,用摄像机或相机拍摄采样点;画剖面图和素描图,并在图上标示采集标本的位置,在野外记录本中对其作详细的描述和有关的记录。
9)整理装箱:回到营地,核对所采集的标本及记录的准确性,在条件许可时,可用笔记本电脑进行资料简单处理;准备运输所需的箱子,并在箱子里放入锯末、海绵、泡沫塑料等,然后把包裹好的标本放入木箱中钉好。
10)标本装箱运输:标本装入木箱后要用粗铁丝打紧,箱子四个角要用铁板钉紧以免在运输中碰坏;在标本箱中显著的位置上,用红色油漆标上“小心轻放”、“防止受潮”和“不要倾斜”等字样,以防运输过程中破损。
5.4 其他收集方式收集标本的技术要求
1)在收集标本的同时,应收集填写与标本有关的详细资料,包括原始记录、测试数据、发表的论文等。对于没有原始记录的标本(日后可补收集的除外)原则上不予以收集。
2)根据收集方式的不同,收集相关的证明文件。购置的(见附录B)需填写具结书(见附录E),征集、交换、汇交、调拨和接收的需填写荣誉证书(见附录G),捐赠标本(见附录C)需填写捐赠契约(见附录F)。
附录A
(规范性附录)
标本收集野外标签

表A.1 标本收集野外标签

附录B
(规范性附录)
购买标本标签

表B.1 购买标本标签

附录C
(规范性附录)
赠送标本标签

表C.1 赠送标本标签

附录D
(规范性附录)
矿石标本拟入藏品评鉴报告

表D.1 矿石标本拟入藏品评鉴报告

附录E
(规范性附录)
矿石标本购置具结书

表E.1 矿石标本购置具结书

附录F
(规范性附录)
矿石标本捐赠契约

表F.1 矿石标本捐赠契约

附录G
(规范性附录)
矿石标本的荣誉证书

表G.1 矿石标本的荣誉证书

前言
为提高矿物标本的可用性,特制定《矿物标本资源整理技术规程》,用以规范化国家科技基础条件平台标本资源的整理工作,使标本整理同标本的科学研究紧密结合起来。
本规程对矿物标本的整理提出了从去包装、清理、观察、研究、鉴定、定名到资料整理过程的共14项内容,对各项内容的工作方法作了简要说明,内容较全面并具有较强的实用性。
本规程附录A—附录C为规范性附录,附录D为资料性附录。
本规程由国家自然科技资源共享平台提出。
本规程起草单位:中国地质大学(北京)。
本规程起草人:何明跃。
本规程由国家岩矿化石标本资源共享平台负责解释。
1 范围
本规程规定了矿物标本整理的内容、步骤和方法。
本规程适用于自然科技资源平台建设矿物标本资源的整理。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款,通过本规程的引用而成为本规程的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版不适用于本规程,然而,鼓励根据本规程达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本规程。
GB/T9649.9—2009 地质矿产术语分类代码 第9部分:结晶学及矿物学
GB/T17366—1998 矿物岩石的电子探针分析试样的制备方法
北京分析仪器厂,北京师范大学物理系.核磁共振波谱仪及其应用.北京:科学出版社,1974
陈允魁.红外吸收光谱法及其应用.上海:上海交通大学出版社,1993
迪安JA.分析化学手册.北京:科学出版社,2002
李哲,应育浦.矿物穆斯堡尔谱学.北京:科学出版社,1996
潘兆橹.结晶学及矿物学.北京:地质出版社,1993
(苏联)索洛多夫尼柯娃著,邓常思译.矿物鉴定指南及鉴定表.北京:地质出版社,1957
王嘉荫.普通矿物鉴定.北京:商务印书馆,1952
王濮,潘兆橹,翁玲宝等.系统矿物学.北京:地质出版社,1982
谢广元.选矿学.徐州:中国矿业大学出版社,2001
袁耀庭.野外矿物鉴定手册.北京:煤炭工业出版社,1958
曾广策.简明光性矿物学.武汉:中国地质大学出版社,1989
张国栋.材料研究与测试方法.北京:冶金工业出版社,2001
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3 术语和定义
下列术语和定义适用于本规程:
a.矿物(mineral):主要是由地壳及其邻层中化学元素通过地质作用形成的(也包括宇宙中形成的)天然单质或化合物。它们具有一定的化学组成和内部结构,在一定的物理化学条件范围内稳定,是组成岩石和矿石的基本单元。
b.矿物标本的整理(mineral specimen neaten):是矿物标本收集(主要是采集)后,为了进一步对标本进行科学研究的准备工作。根据矿物标本资源描述标准将矿物标本分为标本、薄片、光片、模型(模具)及其他。
c.新矿物的矿物标本(type mineral specimen):用以确定矿物种的考证样品。新矿物的标本称为标准标本。可根据所提供测试数据的情况分为以下三种:
——全型标本(holotype):由作者提出的单一标本,该标本能取得所有原始描述中的数据。
——附型标本(cotype):由作者确定的,可以取得原始描述中的定量级数据的那些标本。附型标本只是用以提供定量数据,而不是所有必须的数据。
——补型标本(neotype):当全型及附型标本遗失后,虽经一切办法找原标本仍无结果时,修订者或重新研究者所选定的标本,用以代表失落的标本,即使该标本经过实验研究与原有全型与附型标本化学式及晶胞常数有微细差别,但只要确定属于同种,也可作为补型标本。所有补型标本须经国际矿物学协会新矿物及矿物命名委员会(CNMMN)、国际矿物学会(IMA)批准。
4 矿物标本的整理
4.1 概念
对获得的矿物标本进行整理的工作包括标本的清理、修复、编号、登记、建档以及与该标本有关的图像、资料的收集归档工作。
4.2 整理工具
手套、刷子、小錾子、尖针、小铁锤、小号水枪、放大镜、摩氏硬度计、未上釉的瓷板、磁针、小刀、黏结剂、记录本、记录笔、编目卡片。
4.3 标本编号的工具
油漆、油漆刷、胶布、编号笔。
4.4 标本盛放的材料
——软纸、海绵和棉花:包装材料,避免矿物原始晶体受到损坏,亦可作为细小完整晶体的包装用。
——标本盒:盛放矿物标本。
——玻璃瓶:主要用于存放易潮解、易氧化的矿物标本及较小的矿物标本。
4.5 工作环境的要求
整理标本的场地要有足够的空间、相应的工作台,可以将标本展开摆放,同时整理室还要有良好的通风和采光设备。
4.6 整理的内容与方法
4.6.1 去包装
拆除包装箱,顺序拿出每件标本,对照装箱登记单,核对每件标本包装上的编号及野外记录号,按序排放。
4.6.2 清理标本
用细软的刷子清除标本表面的灰尘、泥土等附着物(可利用小錾子、尖针等剔除)。再把标本清洗干净,将原始标签一同放入托盘内。
4.6.3 标本观察与研究
利用肉眼(可借用放大镜、双目镜)观察和研究矿物的形态、表面物性特征,共生及伴生矿物之间的时空分布特点。选定切光(薄)片的部位以及测试方法。若所选测试方法是对单矿物进行分析,则需要选单矿物,单矿物样品纯度越高越好,步骤包括破碎和分选,后者可分为手选、重选、浮选、磁选及电选等。
4.6.4 标本鉴定和研究
将一个矿物标本正确无误定名,鉴定工作需要运用各种矿物鉴定方法并结合野外定名或原始资料,与已知矿物查对,正确定名。对未知矿物提出进一步鉴定方案。鉴定报告需描述翔实且规范。
4.6.4.1 形态和物理方法
矿物的形态和物理性质取决于矿物本身的化学成分和内部结构,因此可以通过矿物的形态和物理性质(颜色、条痕、光泽、硬度、解理、断口、密度、磁性等)来鉴别矿物。
——形态:在自然界,矿物多数呈集合体出现,但是也出现具有规则几何多面体形态的晶体,对晶形完好的晶体可根据需要进行测量(测角)及晶体单形符号、晶体微形貌(包括晶面条纹、生长层、螺旋纹、生长丘和蚀像等)的研究。
——颜色:通常描述颜色的方法有两种:①标准色谱法,即按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫标准色或白、灰、黑等对矿物的颜色进行描述,若矿物为标准色中的某一种,则直接用其描述,如蓝铜矿为蓝色,辰砂为红色,若矿物不具有某一标准色,则以接近标准色中的某一种颜色为主体,用两种颜色进行描述,并把主体颜色放在后面,例如绿帘石为黄绿色,说明该矿物以绿色为主色调,黄色为次色调;②类比法,即把矿物的颜色与常见实物颜色相比进行描述,例如,块状石英呈乳白色,正长石为肉红色,黄铜矿为铜黄色等。颜色的浓度用“浓”、“淡”、“深”、“浅”、“暗”等字头描述,极淡的颜色可用“带××色调”加以描述。
——条痕:条痕通常是在白色无釉瓷板上通过磨划来获得的,描述方法与颜色相似。
——光泽:光泽从强到弱可分为金属光泽、半金属光泽、金刚光泽和玻璃光泽。矿物表面特征或集合体所引起的特殊光泽有蜡状光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、油脂光泽、树脂光泽、沥青光泽和土状光泽。
——硬度:矿物硬度的测定一般有两种方法,一是根据待测矿物与标准硬度矿物(摩氏硬度计)间的相互刻划对比来测定,称为摩氏硬度,标准硬度矿物由十个标准矿物组成,分为十个等级(见表1);二是根据矿物磨光面或表面(晶面、解理面等)上所能承受的压力来测定,施加一定压力于金刚石角锥压入矿物磨光面,用压力与压痕面积之比来表示,称为显微硬度,一般采用显微硬度仪来测定,单位为kg/mm2。

表1 摩氏硬度等级划分表

——解理:按解理面的完整程度分成五个等级,即极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、极不完全解理。
——断口:主要断口类型有贝壳状断口、参差状断口、锯齿状断口、土状断口。
——密度:矿物的密度通常是用密度瓶、密度液、扭力天平、体积计和密度仪等测定。密度分为:密度小(＜2.5g/cm3),密度中等(2.5～4g/cm3),密度大(＞4g/cm3)。
——磁性:按磁性的强度分为强磁性、弱磁性、无磁性。
4.6.4.2 化学方法
——简易化学试验:是一种快速、灵敏的简便化学定性方法,一般是利用简单的化学试剂对矿物中的主要化学成分进行检测。简易化学试验方法很多,主要有吹管分析法、斑点法、磷酸溶矿法、粉末研磨法、染色法等。
——微量化学分析的结晶方法:一般是利用溶解矿物的溶液与适当的试剂相互作用所产生的化合物来鉴别矿物的化学成分。微量化学分析按照下述方法进行:把少量的矿物研成细粉末,用盐酸溶解成溶液。如果矿物在盐酸中不溶解,可预先把它放在铂丝的耳形环上与碳酸钠相熔合,然后将熔合体溶解于盐酸中。用玻璃棒把这个液滴移到玻璃上,再并排地放一滴可以起反应的溶液,用铂丝或玻璃棒沟通这两个液滴。顺着所形成的小窄道引导两种溶液相混合。沿着液滴界面或连接小沟的边缘,随着水分的蒸发从溶液中会沉淀出微小的晶体,在显微镜下观察它们的形状和颜色等光学性质,以确定其属于何种化合物,从而分析出矿物的化学成分。
4.6.4.3 镜下鉴定法
偏光显微镜是岩矿工作者最基本的测试仪器。矿物在显微镜下的鉴定内容包括:
——晶形;
——解理、裂理;
——颜色、多色性、吸收性;
——突起和糙面;
——干涉色和双折射率;
——消光类型、延性;
——双晶;
——轴性、光性符号、光轴角;
——光性方位。
4.6.4.4 其他测试方法
在矿物鉴定工作中,还需选择和使用分析测试方法。这些测试方法可以准确地确定矿物种并对矿物的成分、结构、形态、物理性质作深入的研究。
——X射线衍射分析:①粉晶X射线分析,多晶粉末衍射法能提供物相定性、定量分析,晶体点阵参数的精确测定,晶粒大小及其分布,晶格畸变,层错等非完整晶体结构的测定以及造岩矿物及黏土矿物的研究等,试样制备的基本要求是把矿物磨成粉末,粉末细度为200～300目,质量为500mg左右;②单晶X射线分析,用单晶X射线衍射法能测三维分子结构,可解释大到100个原子的复杂分子结构,此外,对于化学结构,一个晶体的测定可揭示固态中分子的构型和组成,结合矿物的单晶资料(即结晶学资料),包括晶系、空间群(一般情况下只能求得衍射群)、晶胞参数(a、b、c、α、β、γ)、轴率及晶体结构特征,便可鉴定矿物,试样制备的基本要求是,选择均匀、无裂隙、没有包裹体的晶体或晶体的碎块,其形状要近于圆柱体,圆柱的直径大约为2/μ(μ为晶体的线型衰减系数),一般在0.1～1.0mm之间。
——电子探针分析:电子探针是一种微区域成分分析的仪器,它利用初级电子和试样作用产生的特征X射线,测量它们的波长(或能量)和强度,即可确定组成试样的元素及其含量,既可定性又可定量分析组成元素。试样制备的基本要求:①试样表明必须进行精细抛光,在100倍反光显微镜下观察时能比较容易找到50μm×50μm无麻坑或擦痕的区域;②试样的大小应适于装入所用电子探针的样品座内,常用的光片尺寸小于20mm×20mm×10mm,常用的光薄片尺寸为26mm×50mm;③试样表面应清洁,无磨料、尘埃等外来污染物质;④试样的导电性良好,不致影响分析结果,即试样吸收电流能达到正常值。
——红外吸收光谱分析:不同物质具有不同的分子结构,就会吸收不同的红外辐射能量而产生相应的红外吸收光谱,因此用仪器测绘试样的红外吸收光谱,然后根据各种物质的红外特征吸收峰位置、数目、相对强度和形状等参数,就能推断试样含有的物质成分,并确定其分子结构。试样制备的基本要求:选取合适的样品制备方法,常用的固体样品制备方法主要有粉末法、糊状法、压片法和薄膜法。
——扫描电镜分析:通过扫描电镜可以进行各种形式的图像观察、元素分析和晶体结构分析。试样制备的基本要求:①试样可以是块状或粉末颗粒,在真空中能保持稳定,表面受到污染的试样,要在不破坏试样表面结构的前提下进行适当清洗,然后烘干,新断开的断口或断面,一般不需要进行处理,以免破坏断口或表面的结构状态;②试样大小要适合仪器专用样品座的尺寸,不能过大,样品座尺寸各仪器不尽相同,一般小的样品座为Φ3～5mm,大的样品座为Φ30～50mm,以分别用来放置不同大小的试样,样品的高度也有一定的限制,一般在5～10mm左右;③对于块状导电试样,用导电胶把试样黏结在样品座上,即可放在扫描电镜中观察,对于块状的非导电或导电性较差的试样,要先在试样表面形成一层导电膜,镀膜的方法有两种,一是真空镀膜,另一种是离子溅射镀膜;④对于粉末试样,先将导电胶或双面胶纸黏结在样品座上,再均匀地把粉末样撒在上面,用洗耳球吹去未粘住的粉末,再镀上一层导电膜。
——差热曲线和热失重分析:根据矿物在不同温度下所发生的热效应来研究矿物的物理和化学性质,求得矿物的受热曲线,以确定该矿物在温度变化时所产生的吸热或放热效应,此方法常用于肉眼鉴定或其他方法难以鉴定的隐晶质或细分散的矿物。试样制备的基本要求:在实验前将单矿物样品碾成粉末,一般尽可能减少用量,最多大至毫克;样品的颗粒度在100～200目左右,颗粒小可以改善导热条件,但太细可能会破坏样品的结晶度;对易分解产生气体的样品,颗粒应大一些。参比物的颗粒、装填情况及紧密程度应与试样一致,以减少基线的漂移。
——拉曼光谱分析:激光拉曼测试方法是一种非破坏性的微区分析方法,这种方法可以提供固体物质的结构信息,用来研究矿物化学键的本质、晶体化学特征、物理性质(包括晶体结构畸变、晶体缺陷等)及其与成因的关系。迄今为止,拉曼光谱仪不仅能测量粉末样品或大矿物的背散射光谱,而且可以进行单晶偏振动的测量和进行显微定点分析。试样制备的基本要求:试样可以是透明或半透明固体、粉末、压片。
——穆斯堡尔谱分析:穆斯堡尔谱为一种核γ射线共振吸收谱,可产生这种效应的约有40多种元素、70多种同位素,目前得到广泛应用的是57Fe和119Sn。应用这种方法可以测定晶体结构中铁的价态、配位以及在不同位置上的分布等等。试样制备的基本要求:①对于单晶样品须先确定其晶体取向,然后再根据具体要求按一定方向切割薄片;②对于固体样品一般可先研磨成粉末(小于100目),然后再与适当黏结剂混合均匀、加压成小圆片。
4.6.4.5 新矿物的确定
若发现一个矿物其化学组成和(或)结晶学性质与任何已知矿物种明显不同,则存在着该矿物为新种的可能性。在一种新矿物及其名称被文献接受之前,必须事先获得CNMMN的批准。要获得这项批准,主要作者应直接地或者通过国家新矿物委员会向CNMMN主席提交建议书。新矿物的建议应在公开发表之前提交审批。这项建议应当包含尽可能多的信息(见附录D),以便CNMMN能充分地评价该建议的有效性。
4.6.5 标本编号
标本编号按照库房规定进行,并作相应的记录。在矿物标本上涂漆或贴胶布,然后用不易掉色的编号笔将标本的室内编号标注在油漆或胶布上。对于因粒度较小盛放在玻璃瓶中的标本,可将标注编号的胶布贴于玻璃瓶上。
4.6.6 标本的修补
利用黏结剂、修补材料以及填充物质,修复裂隙或者破损的地方,并作记录。标本修复时,不得任意改变其形状、色泽等。修复前后要做好照相、测绘记录,修复前应由有关专家和技术人员制定修复方案,修复中要做好配方、用料、工艺流程等记录。修复工作完成后,这些资料均应归入档案,并在存档卡片上注明。如果确定疏松的碎块属于某一标本,则应将碎块放入纸袋并同此标本一起放置,然后进行标本修复整理。
4.6.7 标本的分类分级
以矿物的成分、结构为依据分类分级,详见附录A。
4.6.8 标本的拍照
由标本拍摄专业人员在摄影棚内对标本进行不同角度拍摄,并附比例尺,力求真实反映实物原件。每张照片需按标本编号进行编号,以做到照片和实物的一致,方便查阅。
4.6.9 填写标签
标签内容及格式见附录B。标签一式两份,一份与标本一起入库,另一份随资料保存。
4.6.10 光片、(光)薄片以及测试样品和副样的整理
每个光片、(光)薄片按标本编号进行编号,与手标本编号相一致。
4.6.11 入库
将矿物标本连同标签放入标本盒,按矿物类型收入库房内标本柜。(光)薄片按编号放入薄片盒,放到指定收藏薄片的标本柜中。
4.6.12 填写存档卡片
填写标本存档卡片,装订成册,集中保存。卡片内容及格式见附录C。
4.6.13 标本信息的提交
登录“国家岩矿化石标本资源信息网”,按照“矿物标本资源描述标准”逐项进行填写。
4.7 资料整理
将标本野外采集记录、鉴定报告、照片、测试数据及研究成果等(包括书面材料和数据光盘)一并收入资料袋,在资料袋上贴矿物标本标签,集中保存。
附录A
(规范性附录)
矿物标本资源分级归类与编码

表A.1 国家自然科技资源平台资源分级归类与编码表（矿物标本资源部分）


表A.1（续）

附录B
(规范性附录)
标本标签记录

表B.1 标本标签记录表

附录C
(规范性附录)
矿物标本存档卡片数据构成

表C.1 矿物标本存档卡片数据构成表

附录D
(资料性附录)
新矿物建议书内容
新矿物建议应包含下列信息:
——建议的名称及选择该名称的理由。
——产状的描述(地理和地质产状,共生关系和伴生矿物,尤其是那些与该新矿物呈明显平衡的矿物)。
——化学组成和分析方法。
——化学分子式——经验式和简化式。
——结晶学——晶系、晶类、空间群、点群、单位晶胞参数、单胞体积、单胞分子数以及X射线粉晶衍射数据。
——晶体结构——一般描述、占位度、结构式、可靠性因子。
——外观特征和物理性质——颗粒度和集合体粒度、外形、集合体类型、颜色、条痕、光泽、透明度、硬度、韧性、解理、裂理、断口、密度(实测的和计算的)。
——光学性质:①透明矿物的光学特征(均质或非均质,一轴晶或二轴晶)、光学符号、折射率、2V、色散、定向、多色性和吸收性等,应用Gladstone-Dale关系式计算一致性指数;②不透明矿物在反射平面偏振光下的颜色、内反射、反射率、双反射、多色性和非均性等,反射率必须依据矿石显微镜委员会(COM)批准的反射率标准进行测量,理论上从400nm至700nm以20nm为间隔测定,反射率数据的最低要求为波长470nm、546nm、589nm和650nm,在提供油浸测量数据时,所用的浸油应符合German标准DIN58.884,有关COM的建议参见Criddle ﹠ Stanley(1983)资料。
——其他资料:热重分析、红外光谱分析、化学试验等。
——标准矿物:应按照Dunn ﹠ Mandarino(1987)公布的原则指定和划分,必须将该新矿物标本交国家级地质博物馆保管,并将收据复印件交国际矿物学协会新矿物及矿物命名委员会。
——与其他矿物种的关系。
——有关参考文献。
——有助于阐明矿物描述难点的任何资料。
应当认识到,并非总有可能获得上述所有的数据;出现这种情况时,作者应说明造成资料缺乏的原因。

前言

为了确保收集矿物标本的质量,特制定《矿物标本资源收集技术规程》,用以规范化从业人员进行标本收集工作,尽可能保证所收集标本的完整性以及记录的准确性,使标本在科学研究中能够有效使用。

本规程阐述了矿物标本野外采集、记录、整理、包装运输的方法步骤,以及对购置、交换、接受赠送、征集标本和新矿物标本收藏的要求。

本规程附录A为规范性附录。

本规程由国家自然科技资源共享平台提出。

本规程起草单位:中国地质大学(北京)。

本规程起草人:何明跃。

本规程由国家岩矿化石标本资源共享平台负责解释。

1 范围

本标准规定了矿物标本收集的内容、技术要求和方法。

本标准适用于矿物标本的收集。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款,通过本规程的引用而成为本规程的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版不适用于本规程,然而,鼓励根据本规程达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本规程。

GB/T2260—2007　中华人民共和国行政区划代码

GB/T9649.9—2009　地质矿产术语分类代码 第9部分:结晶学及矿物学

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本规程。

矿物(mineral):主要是由地壳中化学元素通过地质作用形成的天然单质或化合物。它们具有一定的化学组成和内部结构,在一定的物理化学条件范围内稳定,是组成岩石和矿石的基本单元。

4 矿物标本的采集

4.1 采集的准备

4.1.1 标本采集工具

——地质锤;

——袖珍放大镜:放大倍数10倍为佳;

——凿子:

——野外记录簿(简称:野簿);

——地质罗盘;

——全球定位系统(GPS):目前野外工作GPS仪是常用工具。

4.1.2 标本编号工具

a.白油漆:用于涂漆编号。

b.胶布:用于贴胶布编号。

c.编号笔:用于在油漆(或胶布)上编号。

4.1.3 标本包装材料

a.布口袋:存放采集的矿物标本。

b.玻璃瓶:主要用于易潮解、易氧化的矿物标本。应事先贴好胶布,以便在野外可以用笔在上面注明数字及标本名称等。

c.纸和棉花:包装材料,避免矿物原始晶体受到损坏,亦可作为细小完整晶体的包装用。

d.地质包:容积很大、很结实的肩袋,最好还带有绢制夹袋的背包及图囊。

4.2 采集的步骤

4.2.1 总则

矿物学研究的内容:一是对某地区某些矿物种进行系统矿物学研究;二是通过该地区矿物学的研究,配合其他地质工作,了解该区成岩成矿的地质特征。为此,在野外工作时应仔细研究各种矿物所处的时空状态(矿物的产出位置,矿物间的结构、构造,各种矿物的生成顺序,矿物的形成世代,矿物的共生、伴生组合,成岩、成矿的期次等特征),同时还要采集足够量的相应矿物标本,以满足矿物学研究的各种测试的需求。

4.2.2 样品采集的要求

4.2.2.1 矿物形态研究(包括单体和集合体形态)对样品的要求

在野外要仔细观察矿物的地质产状、形态、大小、颜色、结构、构造特征,并进行标本的采集。一般不限数量和大小,但至少要留有可用于核实和再测试的标本量,提供实物共享,同时所采集的标本应能显示比较明显的形态特征。

为了进行晶体测量,要求采集的矿物晶体晶形完好,晶面最好没被剥蚀。采集时应特别小心保护晶体的面、棱、角不被破坏。大小一般在1～10mm的晶体最适合用双圈反射测角仪进行测量;10～50mm适合用单臂或双圈接触测角仪进行测量;小于1mm的小晶体可用双目镜或扫描电子显微镜进行观察以研究其形貌。

4.2.2.2 矿物化学成分的研究对样品的要求

目的是研究矿物的主要组分及微量元素成分,以便了解其形成的地质特征。进行各类成分分析时,均要求送样单矿物的纯度达到99.9%。

为了解地质体的时间变化规律,采集的分析样品应按不同矿体、不同矿物组合类型分别采样。在同一矿体内应沿矿物成分变化最大方向采集。同种矿物应对具有不同物性特征的矿物分别进行采样。选取的分析样品应与光片或薄片鉴定标本相对应。

化学全分析需要单矿物样质量不少于1g。

元素定量半定量分析(等离子吸收光谱、原子吸收光谱、极谱等分析)需要单矿物样质量为10～50mg均可。

电子探针成分分析可在光片或光薄片上进行测定。

以上分析及其他分析方法对单矿物样品质量的要求,可根据所需分析的矿物在地质体中含量分布的不同,而采集总量不同的标本,一般采集10～20kg,经室内分选加工后应能满足要求。

4.2.2.3 物理性质的测试对样品的要求

a.矿物密度测试,不同方法要求的单矿物样品量有不同:

——比重瓶法:要求单矿物样品质量为5g。

——重液法:要求有一定的粒度(肉眼可见),几粒单矿物即可。

——扭力天平法:要求单矿物质量在10mg以上。

——显微比重法:要求单矿物质量在10mg左右。

b.显微硬度测定可直接在光片上进行,无需单独挑选单矿物样品。

4.2.2.4 晶体结构测试有关内容对样品的要求

X射线粉晶物相样品测试要求单矿物质量不少于200mg(200～320目以上)。X射线单晶结构分析应选择若干个无双晶、无其他矿物包裹体、无明显裂纹或无明显晶体缺陷,且外形尽可能完整,粒径一般为0.1～1mm的单晶。含重原子成分的矿物单晶最佳粒径为0.1～0.2mm。

4.2.2.5 其他分析方法对样品的要求

包裹体研究:凡矿物中含有固态、液态、气态包裹体的颗粒均应采集,适当存放,以备进一步研究。

a.热分析:要求单矿物样品质量在500mg左右(200目以上)。

b.红外吸收光谱分析:要求单矿物样品质量2～5mg。

c.穆斯堡尔谱分析:比其他的测试用量稍多,要求质量大于0.5g。

d.透射电镜分析:用光薄片进行测试。

e.拉曼光谱分析:要求1μm以上大小的颗粒或粉末。

4.2.2.6 人工重砂的采集对样品的要求

在手标本或光薄片中发现有研究价值的矿物,但矿物颗粒较小、不易取得时,可通过人工重砂获得。人工重砂采样质量取决于岩石、矿石中所需研究矿物的含量。一般采集质量为10～50kg。

4.2.2.7 岩矿切片对样品的要求

采样目的:观察和鉴定岩石、矿石中的组成矿物及其含量;研究组成矿物间的结构和构造、矿物共生和伴生组合、蚀变特征;以及测定组成矿物的某些光学参数。

要求在野外仔细观察、记录和描述所研究的各种岩石和矿石的类型,鉴定组成矿物的名称、结构、构造、矿物共生组合、世代、蚀变特征以及岩浆侵入期次和矿化期次。对于岩石(矿石)类型复杂、矿物组合变化大的矿体,还应选择有代表性的剖面,进行系统采样和编录,便于研究其时空变化规律。所采集标本的大小和数量应以能满足上述要求为准。

若需采集反映成岩成矿动力学构造特征的标本,则应采集定向标本,采集的定向标本应注明产状并标明其空间位置。

4.2.2.8 同位素测试对样品的要求

在野外首先应对不同岩石的侵入期次、矿石的矿化期次分别采样。采集的样品要求新鲜、未经蚀变,采集样品质量应在1kg左右。

4.2.2.9 一些特殊标本的要求

对于一些有毒、有害、有挥发性的矿物标本,采集时应尽量避免与其直接接触,应将其密封于一定的采集容器内;超大块体标本(如晶簇、晶洞等)的采集,最重要的是保持其完整性;具有重要科学意义的超小标本,需借助高倍放大镜、显微镜观察采集。

4.3 标本采集的野外记录

4.3.1 野外记录的用具

——野外记录簿(野簿);

——记录笔。

4.3.2 野外记录的内容、方法

a.所有样品均应进行统一的连续编号。样品的原始记录应在现场进行,并与素描图及野外记录簿上记录的内容相符。

b.如在几个分区进行采样时,各分区编号应事先由采样负责人规定分组号。对组合样品等,均应预先留出适当的号码,不得与其他分析样品编号重复。

c.各种样品采完后,均应登记在有关的取样登记簿内。如果若干人在同一矿区内同时进行采样时,则可分别给予临时编号(最好冠以字头以免重复),经采样人检查验收其样品及全部原始记录后,将临时编号改为统一的连续固定编号,一并登记在有关样品登记簿内。

原始采样记录(记于野簿上)应记录以下各项(详见附录A):

——顺序号;

——标本号码;

——采集日期;

——采集人姓名;

——采集地点;

——野外定名;

——矿物标本规格;

——矿物标本简单描述;

——备注。

除在野外记录本上记录上列各项外,应在每袋样品袋内放入样品标签,在标签上应记载与野外记录本上完全一致的地质体名称、采样的课题或项目的编号及名称、样品的临时编号及固定编号、采样的位置各项、装样品口袋的号数及其总数。

除袋内有标签外,口袋外也应注明以下内容:

——标本号码;

——采集日期;

——采集人姓名;

——装本样品的总袋数(分子)及本样品袋的号数(分母)。

4.3.3 野外记录的保存方法

使用防水野簿。

4.4 整理标本

整理采集标本时,应对已采集的矿物标本进行涂漆(或贴胶布),然后用不易掉色的笔进行编号。将达不到涂漆粒度级别的矿物标本装入玻璃瓶,然后在玻璃瓶上贴胶布,做记号。编号完毕的矿物标本再放入编号的样品袋中,同时在野簿上作相应的记录。

4.5 标本的包装运输

4.5.1 标本包装材料

样品袋、样品箱,以及包装特殊矿物样品所需的软纸或铁皮筒等。

4.5.2 标本的包装步骤

样品采集后,应在现场编号(用涂漆或贴胶布等方法)、登记、填写标签等,尤其需在记录本中注明标本号码、采集地点、野外定名等。标签和样品应一同包装,最后在包装纸上按同一顺序编号,分类装箱。对于特殊岩矿鉴定样品或易碎标本,应用软纸或铁皮筒等包装;对于易脱水、易氧化或易潮解的样品,可密封(或蜡封)包装。样品箱内应附样品清单。

4.5.3 标本运输、寄送的方式

寄运矿物标本时,须复写一式两份的装箱清单,内容与编录内容相同。该装箱清单一份自存,另一份随矿物标本装箱。

长途寄运时,必须装入木箱,箱板适中,毛重不超过30kg。木箱必须用干草、刨花等填满填实,用钉钉牢,最好还用铁丝等将木箱十字捆绑一下,且样品箱也应进行编号。

特别注意以下三点:

a.标本必须涂漆编号。

b.标本必须填写标签,连同标签一起包装,并在标本登记本上进行登记。

c.一些易潮解、易氧化的特殊标本,可用塑料袋等密封包装,并在包装箱(或袋)上详细注明。

4.6 购置、交换、接受赠送、征集标本

在购置、交换、接受赠送、征集标本的同时,应向对方索取该标本的相关地质资料,包括矿物的名称、产地(尽可能详细)、产状、共生、伴生矿物、成因等详细资料。对于可供陈列用的精美标本或晶形完好的教学标本,应进一步了解相关信息,如产出多少、晶体的大小、有否不同的晶形和颜色等,以便获取更多精美的标本,及标本提供者的联系方式。

4.7 新矿物标本的收藏

当新矿物发现者得知该矿物被“国际新矿物与新矿物命名委员会”表决通过后,应立即将该新矿物标本交国家级岩石矿物标本库收藏,后者有义务收藏和妥善保管新矿物标本,并出具该新矿物已交国家岩石矿物标本库收藏的证明或证书。此后,国家岩石矿物标本库应向发现者索取“国际新矿物与新矿物命名委员会”颁发的新矿物通知书及发表的新矿物文章。

附录A

(规范性附录)

填写矿物标本采集记录簿说明

a.采集记录簿(见表A.1)应由采样人填写,或由指定的工作人员负责填写。

b.如遇大区域的采集工作时,应记录下给每一对象所划出的各组样品号码。

c.全部样品应在采样的当天就登记在采集记录簿中。在登记时,检查每个样品的原始编录(野外记录簿与标签中的记录等)是否正确,如果有疑问,则必须直接在采样地点检查样品及其位置是否正确。有任何怀疑的样品均不予登记。

d.对下列各栏加以说明:

——第5栏内,“采集地点”以行政区划分和经纬度来描述。

——第6栏内,应给出样品的野外初步定名。

——坑道取样时,需在第9栏中注明“取样坑道名称”、“坑道内取样地点”、“距基点的距离及基点的名称”三项内容。“坑道内取样地点”栏中应指出取样的地点,如在顶板、壁上(具体指明名称)、坑道工作面上等。如为钻孔取样,则应指出岩(矿)层和岩(矿)脉等的号码或符号。

表A.1 矿物标本采集记录簿

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