氟碳铈矿、氟碳钙铈矿在岩矿鉴定及电子探针上的对比分析

时间：2024-09-03

修迪，徐翠，何丽，田颖，王明明，井晶晶，马梦玲

(河北省区域地质矿产调查研究所，河北廊坊 065000)

0 引言

随着社会的发展，研究矿物的手段趋于多样化，例如X射线粉晶衍射仪、电子探针、激光探针及质子探针等[1]。但是仍有一些传统的方法在地质工作中仍然起到了决定性的作用，例如偏光显微镜下岩矿薄片、光片鉴定依然是地质学、矿物学、地球化学、构造地质学等学科研究所不能缺少的最基本也是最有用的方法之一[2-3]。但是岩矿鉴定存在一定的局限性，对于矿物亚类，由于矿物镜下晶形、轴性、颜色等及其相似，不易区分，对于稀有矿物的鉴定也难做到精准[4-5]；由此可以看出，稀有矿物及矿物亚类的区分，是岩矿鉴定的难点；稀土矿物在岩矿鉴定中属于较少见的矿物，氟碳铈矿、氟碳钙铈矿属于稀土矿物，也属于矿物亚类[6]，所以在岩矿鉴定中，准确区分这两种矿物成为难点；本文通过电子探针手段，结合偏光显微镜，系统对比了这两种稀土矿物的镜下特征，为以后在偏光显微镜下准确鉴定这两种矿物提供依据。

1 两种矿物在电子探针下的特征对比

目前在检查稀土氟碳酸盐矿物元素含量中最为常用的是电子探针方法，可以原位准确的获得稀土主量元素的含量，但是由于常规分析检出限约在0.01%～0.05%之间，对于微量元素测定较为困难[7]。氟碳铈矿、氟碳钙铈矿在光学显微镜下较难区分，但在背散射图像下，氟碳钙铈矿较暗，氟碳铈矿呈亮白色(图1)。氟碳铈矿和氟碳钙铈矿都常见板状、柱状晶形(图2、图3)，氟碳钙铈矿有时呈他形粒状(图3)，在背散射图下，氟碳钙铈矿的聚片双晶较明显(图4)；本文的电子探针照片在JEOL-EPMA8230型上完成，加速电压15 kV，束流20 nA，束斑直径5 μm。

图1 氟碳铈矿和氟碳钙铈矿在背散射图下的差异

图2 氟碳铈矿的板状晶形(a)氟碳铈矿的柱状晶形(b)

图3 氟碳钙铈矿的板状、柱状晶形(a)他形粒状的氟碳钙铈矿(b)

图4 氟碳钙铈矿的聚片双晶(背散射图)

2 两种矿物在薄片下的特征对比

氟碳铈矿的化学式为(Ce,La)[CO3]F，属六方晶系，通常呈板状(图5a)，六方柱状(图6)，有时呈细粒状集合体，或呈花瓣状细小连晶。{1010}解理不完全，{1000}裂理发育。薄片中无色或棕褐、淡黄色，具微弱多色性，正高—极高突起(图5a)，No=1.716 9，Ne=1.791，(+)Ne-No=0.074 1，最高干涉色为高级白(图7a)，平行消光，负延性，一轴晶正光性。

氟碳钙铈矿化学式Ca(Ce,La)2[CO3]3F2，属六方晶系，除通常所见的柱状(图8)、桶状、板状(图5b)、三方双锥锥状及矛状，有时可见他形粒状(图3b)晶面常见水平条纹。{0001}解理中等，有时可见裂开，多呈褐黄色，蜡黄色。薄片中无色，厚切面具多色性：No-浅黄色，Ne-金黄色，有时间棕色的颜色环带。No=1.672～1.679，Ne=1.754～1.771，正高突起(图5b)，(+)Ne-No=0.082～0.092，具有高级白干涉色(图7b)，平行消光，正延性，一轴晶正光性。具放射性，无非晶质现象[8]。

通过图5对比可以看出，氟碳铈矿比氟碳钙铈矿的突起略高，颜色比氟碳钙铈矿略黄。

图5 氟碳铈矿的板状晶形(a)氟碳钙铈矿的板状晶形(b)

图6 氟碳铈矿的柱状晶形

图7 氟碳铈矿的高级白干涉色(a)氟碳钙铈矿的高级白干涉色(b)

图8 氟碳钙铈矿的柱状晶形

3 两种矿物在光片下的特征对比

氟碳铈矿反射率计算值7～8.6，在光片下不显示双反射，反射色为棕灰色，不显多色性；内反射呈蜡黄色或褐黄色；强非均质性(黄灰—消光位显蜡黄色内反射)；硬度：刻划4～4.5，压入520～590，抗磨大于方解石，小于钠辉石；易磨光。氟碳钙铈矿反射率计算值6.4～7.5，在光片下显弱双反射，反射色为微带土黄深灰色，显弱多色性(棕灰或带土黄灰—浅绿褐灰)；内反射呈土黄色；显稍强非均质性，颜色变化不明显，但没均质性变化明显(浅黄灰白—消光位，显强烈内反射色)；具聚片双晶(图1)；硬度：刻划4.5，压入352.3～362.1，256～381，抗磨大于萤石；易磨光[9-10]。