石墨-第二講-石墨礦床類型

基本知識講座一、石墨的形成條件碳在生物體內(nèi)起著十分重要的作用。由碳組成的化合物大約有400,000種以上，這些化合物大部分是有機物。在地殼上，碳表成為[CO?]-2絡(luò)離子，不能形成石墨。用無煙煤在電爐中隔絕空氣加熱到2,500℃以上，可以得到合乎工業(yè)應(yīng)用的石墨。用煙煤與CaF?混入硅酸熔融體中，當(dāng)其緩慢冷卻時也可形成六方板狀石墨晶體。的溫度以及還原氣氛中形成。作用時，巖漿中CO?濃度大大增加；當(dāng)巖漿墨。巖漿期后熱液中的CO?在高溫還原條件質(zhì)的沉積巖直接變成石墨礦床。由上可知，石墨礦床的形成，必須碳質(zhì)集中和一定的熱力條件相結(jié)合。以后者規(guī)模較大，具有較大的工業(yè)價值。二、石墨礦床的工業(yè)類型石墨礦床可分為以下五種類型。(一)霞石正長巖中的石墨礦床大小不同的株狀、巢狀、透鏡狀、細(xì)脈狀或分十米，礦休中石墨品位很高，一般可達(dá)60~集合體，伴生礦物主要是圍巖的造巖礦物。這類礦床在世界上分布不多，而且規(guī)模很小，典型的代表是蘇聯(lián)的波托果爾石墨礦床。的見解，說法不一。一般認(rèn)為石墨的形成是礦床。蘇聯(lián)的波托果爾礦床(見圖2)位于伊爾庫茨克以西。礦區(qū)附近的地區(qū)是變動劇烈石墨礦石(C)1994-2019ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.的前寒武紀(jì)的結(jié)晶片巖，北部主要是結(jié)晶灰入接觸帶中，灰?guī)r變?yōu)楣杌沂◣r，其中并見有鱗片狀石墨，礦體呈巢狀及株狀，單個礦體直徑2～25米，長達(dá)50米。已知的礦尚見含量不超過30～40%的鉀微斜長石、霞小為0.25～1毫米，很少大于3毫米。(二)夕卡巖中的石墨礦床品位20～30%至60～80%。后者礦石都是由品質(zhì)鱗片狀石墨組成，品位1～2%至15~20%。這類礦石質(zhì)量好，儲量也往往很大，(三)結(jié)晶片巖石墨礦床和結(jié)晶石灰?guī)r或大理巖等變質(zhì)巖系中。地質(zhì)一般較陡，有時直立，厚度經(jīng)常在10米以上，長度幾十米至幾公里。石墨呈鱗片狀，分布比較均勻。石墨質(zhì)量較好，但品位較低，一般含碳量為8～10%。和石墨伴生的礦物有云母、石英、長石，有時還有少量黃題，目前意見也不統(tǒng)一，有人認(rèn)為是無機此類礦床規(guī)模大，質(zhì)量好，雖然品位低，但分布面積很廣，是世界上主要的工業(yè)山東某地的石墨礦床屬此類型(圖3)。前震旦紀(jì)的片麻巖、結(jié)晶灰?guī)r、角閃片巖、云母片巖、石墨片巖等地層。此外，還有花巖附近，或與蛇紋石大理巖互成層帶狀產(chǎn)等，并有少量的黃鐵礦、褐鐵礦等含鐵礦片最大面積為2.34毫米2,一般為0.006~1.5毫米2,石墨片巖中的石墨是本區(qū)的主要(C)1994-2019ChinaAcademicJournalElectronicPublis生礦物還有金云母、石英。石墨呈鱗片狀，結(jié)晶粗大，并垂直脈壁構(gòu)成梳狀構(gòu)造。此種脈狀石墨含量不定，質(zhì)量雖好但只能局部開采。除上述兩種礦床類型外，還有囊狀、不規(guī)則的脈狀石墨，充填于圍巖破裂帶或圍巖片理中，全由非晶質(zhì)石墨組成，并含大量的黃鐵礦、石英、方解石。此種非晶質(zhì)石墨可浮性不好，暫不利用。上述三種石墨礦床類型常混雜在一起組成礦帶，儲量也極豐富。值得注意的是花崗偉晶巖呈囊狀、球體狀大量集中在礦化帶內(nèi)，并穿插有石墨片巖，有時含石墨晶片而成為石墨偉晶巖。在偉晶巖與石墨片巖接觸面上富集有大量的石墨晶片。顯然這些石墨的形成與偉晶巖的活動有關(guān)。對于此種礦床的成因，還有不同的看法，多數(shù)認(rèn)為以區(qū)域變質(zhì)為主。(四)結(jié)晶片巖脈狀石墨礦床礦床產(chǎn)于結(jié)晶片巖的裂隙中，常常聚集成巨大的礦帶。礦帶中礦脈呈單脈狀、樹枝狀、網(wǎng)脈狀，有時為板狀礦體，并與圍巖片理一致，礦脈傾角一般較大，厚達(dá)數(shù)厘米到數(shù)米，延長可達(dá)數(shù)十米。大多數(shù)礦脈品位極高，有時達(dá)97～98%,其中共生礦物有石英、黃鐵礦、方解石、磷灰石、輝石、金紅石、磁鐵礦及鈣鎂硅酸鹽等。礦脈中石墨常呈皮膜狀、粗粒狀及細(xì)長板狀，并垂直脈壁生長，板狀晶體長度隨礦脈寬度而變，一般數(shù)厘米，有時可達(dá)一米。這類石墨礦床經(jīng)常與結(jié)晶片巖中的石墨礦床相伴出現(xiàn)，礦床以質(zhì)量好馳名，是極好的坩堝材料。關(guān)于礦床的成因，有人認(rèn)為很可能是CO?、CO經(jīng)還原而成。至于碳的來源問題，仍然沒有解決。這類礦床在世界上分布并不普遍，以錫蘭礦床最有名，美國、朝鮮和我國均有。錫蘭的脈狀石墨礦床自1880年開采以來已有130多年的歷史，曾采出石墨1,300,000噸，主要分布于南部、西部兩地，礦化帶長達(dá)幾哩，石墨儲量豐富。(五)變質(zhì)煤層石墨礦床這類礦床產(chǎn)于含煤的變質(zhì)頁巖或石英巖度不大的區(qū)域變質(zhì)或接觸變質(zhì)作用而成。礦體為層狀或透鏡狀，規(guī)模較大、厚度可達(dá)幾十米，延長幾百米至幾公里，礦床中常見石墨逐漸過渡到無煙煤。石墨為隱晶質(zhì)土狀，含量很不一致，一般品位為60～80%,個別的是92～97%。礦石中雜有黃鐵礦、方解石和少量的磷灰石、金紅石及磁鐵礦等。此類礦床由于規(guī)模大，品位高，故為石墨礦床主要類型之一，但質(zhì)量不好。蘇聯(lián)、朝鮮都有這類礦床。40,000克拉的人造藍(lán)寶石晶體這一藍(lán)寶石晶體的直徑為16.5厘米.厚10厘米，相當(dāng)于40,000克拉。除了直徑是迄今為止最大的以外，晶體結(jié)構(gòu)的完整性也很高，位錯密度很低，對光沒有散射和偏光的藍(lán)寶石的優(yōu)良光透射和化學(xué)穩(wěn)定性，以及它在極高溫度下的強度，使它成為在惡劣環(huán)境條件下的突出的窗材料。它的高介電常數(shù)和低的損失角正切值，使它成為非常好的基底材料。由于它的硬度極高，在需要耐磨和耐磨蝕的場合也是十分有用的。摘自美國《SolidStateT