在野外勘探時(shí),地質(zhì)學(xué)家常會敲下一塊礦石標(biāo)本帶回實(shí)驗(yàn)室 —— 而判斷其中是否藏有金礦、稀土等 “寶藏”,XRD 衍射儀往往是關(guān)鍵工具地質(zhì)勘探 。但要說 “全靠它” 并不絕對,它更像是地質(zhì)找礦的 “精準(zhǔn)翻譯官”,能把礦石里的晶體結(jié)構(gòu) “翻譯” 成可識別的成分信息,幫科研人員快速鎖定有價(jià)值的礦物。
XRD 衍射儀的核心原理,通俗講就是 “用 X 光給晶體拍指紋”地質(zhì)勘探 。礦石里的每種礦物(如黃鐵礦、方解石、稀土礦物)都是由特定原子按規(guī)律排列形成的晶體,當(dāng) X 光照射到晶體上時(shí),原子會讓 X 光發(fā)生 “衍射”,不同晶體的原子排列方式不同,衍射后形成的明暗條紋圖譜也不同 —— 這就是礦物的 “指紋圖譜”。通過對比圖譜庫,就能瞬間識別出礦石里含哪些礦物,以及每種礦物的含量占比。
在實(shí)際找礦中,XRD 的實(shí)用性體現(xiàn)在多個(gè)場景地質(zhì)勘探 。比如找鐵礦時(shí),赤鐵礦(Fe?O?)和磁鐵礦(Fe?O?)外觀相似,僅憑肉眼難區(qū)分,但它們的 XRD 圖譜差異明顯,衍射峰的位置和強(qiáng)度完全不同,10 分鐘內(nèi)就能準(zhǔn)確鑒別;在贛州稀土礦勘探中,XRD 能快速識別出獨(dú)居石、氟碳鈰礦等不同稀土礦物,避免因礦物種類誤判導(dǎo)致的勘探方向偏差。
相比傳統(tǒng)化學(xué)分析,XRD 的優(yōu)勢很突出:無需破壞樣品(僅需少量粉末)、檢測速度快(單樣品檢測約 30 分鐘),還能識別未知礦物地質(zhì)勘探 。比如地質(zhì)隊(duì)在江西某山區(qū)發(fā)現(xiàn)一種未知礦石,通過 XRD 衍射圖譜比對,最終確認(rèn)其中含有罕見的銣礦物,為后續(xù)稀有金屬開采提供了關(guān)鍵依據(jù)。
不過要注意,XRD 并非 “萬能”—— 它擅長識別晶體礦物,但若礦石中含非晶體物質(zhì)(如某些黏土礦物的無定形部分),則需要結(jié)合 XRF 熒光光譜等其他儀器互補(bǔ)檢測地質(zhì)勘探 。地質(zhì)學(xué)家的找礦流程,通常是先通過野外地質(zhì)調(diào)查圈定靶區(qū),再用 XRD 做礦物組成分析,最后用化學(xué)分析精準(zhǔn)測定元素含量,三者結(jié)合才能確定礦床價(jià)值。
作為材料結(jié)構(gòu)分析的核心設(shè)備,XRD 衍射儀讓地質(zhì)找礦從 “經(jīng)驗(yàn)判斷” 走向 “數(shù)據(jù)說話”地質(zhì)勘探 。無論是礦山資源評估、礦床分類,還是找礦靶區(qū)驗(yàn)證,它都能提供可靠的礦物結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),成為地質(zhì)科研和礦產(chǎn)勘探中不可或缺的 “技術(shù)幫手”。