石墨-第二讲-石墨矿床类型

基本知识讲座一、石墨的形成条件碳在生物体内起着十分重要的作用。由碳组成的化合物大约有400,000种以上，这些化合物大部分是有机物。在地壳上，碳表成为[CO₃]-2络离子，不能形成石墨。用无烟煤在电炉中隔绝空气加热到2,500℃以上，可以得到合乎工业应用的石墨。用烟煤与CaF₂混入硅酸熔融体中，当其缓慢冷却时也可形成六方板状石墨晶体。的温度以及还原气氛中形成。作用时，岩浆中CO₂浓度大大增加；当岩浆墨。岩浆期后热液中的CO₂在高温还原条件质的沉积岩直接变成石墨矿床。由上可知，石墨矿床的形成，必须碳质集中和一定的热力条件相结合。以后者规模较大，具有较大的工业价值。二、石墨矿床的工业类型石墨矿床可分为以下五种类型。(一)霞石正长岩中的石墨矿床大小不同的株状、巢状、透镜状、细脉状或分十米，矿休中石墨品位很高，一般可达60~集合体，伴生矿物主要是围岩的造岩矿物。这类矿床在世界上分布不多，而且规模很小，典型的代表是苏联的波托果尔石墨矿床。的见解，说法不一。一般认为石墨的形成是矿床。苏联的波托果尔矿床(见图2)位于伊尔库茨克以西。矿区附近的地区是变动剧烈石墨矿石(C)1994-2019ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.的前寒武纪的结晶片岩，北部主要是结晶灰入接触带中，灰岩变为硅灰石夕卡岩，其中并见有鳞片状石墨，矿体呈巢状及株状，单个矿体直径2～25米，长达50米。已知的矿尚见含量不超过30～40%的钾微斜长石、霞小为0.25～1毫米，很少大于3毫米。(二)夕卡岩中的石墨矿床品位20～30%至60～80%。后者矿石都是由品质鳞片状石墨组成，品位1～2%至15~20%。这类矿石质量好，储量也往往很大，(三)结晶片岩石墨矿床和结晶石灰岩或大理岩等变质岩系中。地质一般较陡，有时直立，厚度经常在10米以上，长度几十米至几公里。石墨呈鳞片状，分布比较均匀。石墨质量较好，但品位较低，一般含碳量为8～10%。和石墨伴生的矿物有云母、石英、长石，有时还有少量黄题，目前意见也不统一，有人认为是无机此类矿床规模大，质量好，虽然品位低，但分布面积很广，是世界上主要的工业山东某地的石墨矿床属此类型(图3)。前震旦纪的片麻岩、结晶灰岩、角闪片岩、云母片岩、石墨片岩等地层。此外，还有花岩附近，或与蛇纹石大理岩互成层带状产等，并有少量的黄铁矿、褐铁矿等含铁矿片最大面积为2.34毫米²,一般为0.006~1.5毫米²,石墨片岩中的石墨是本区的主要(C)1994-2019ChinaAcademicJournalElectronicPublis生矿物还有金云母、石英。石墨呈鳞片状，结晶粗大，并垂直脉壁构成梳状构造。此种脉状石墨含量不定，质量虽好但只能局部开采。除上述两种矿床类型外，还有囊状、不规则的脉状石墨，充填于围岩破裂带或围岩片理中，全由非晶质石墨组成，并含大量的黄铁矿、石英、方解石。此种非晶质石墨可浮性不好，暂不利用。上述三种石墨矿床类型常混杂在一起组成矿带，储量也极丰富。值得注意的是花岗伟晶岩呈囊状、球体状大量集中在矿化带内，并穿插有石墨片岩，有时含石墨晶片而成为石墨伟晶岩。在伟晶岩与石墨片岩接触面上富集有大量的石墨晶片。显然这些石墨的形成与伟晶岩的活动有关。对于此种矿床的成因，还有不同的看法，多数认为以区域变质为主。(四)结晶片岩脉状石墨矿床矿床产于结晶片岩的裂隙中，常常聚集成巨大的矿带。矿带中矿脉呈单脉状、树枝状、网脉状，有时为板状矿体，并与围岩片理一致，矿脉倾角一般较大，厚达数厘米到数米，延长可达数十米。大多数矿脉品位极高，有时达97～98%,其中共生矿物有石英、黄铁矿、方解石、磷灰石、辉石、金红石、磁铁矿及钙镁硅酸盐等。矿脉中石墨常呈皮膜状、粗粒状及细长板状，并垂直脉壁生长，板状晶体长度随矿脉宽度而变，一般数厘米，有时可达一米。这类石墨矿床经常与结晶片岩中的石墨矿床相伴出现，矿床以质量好驰名，是极好的坩埚材料。关于矿床的成因，有人认为很可能是CO₂、CO经还原而成。至于碳的来源问题，仍然没有解决。这类矿床在世界上分布并不普遍，以锡兰矿床最有名，美国、朝鲜和我国均有。锡兰的脉状石墨矿床自1880年开采以来已有130多年的历史，曾采出石墨1,300,000吨，主要分布于南部、西部两地，矿化带长达几哩，石墨储量丰富。(五)变质煤层石墨矿床这类矿床产于含煤的变质页岩或石英岩度不大的区域变质或接触变质作用而成。矿体为层状或透镜状，规模较大、厚度可达几十米，延长几百米至几公里，矿床中常见石墨逐渐过渡到无烟煤。石墨为隐晶质土状，含量很不一致，一般品位为60～80%,个别的是92～97%。矿石中杂有黄铁矿、方解石和少量的磷灰石、金红石及磁铁矿等。此类矿床由于规模大，品位高，故为石墨矿床主要类型之一，但质量不好。苏联、朝鲜都有这类矿床。40,000克拉的人造蓝宝石晶体这一蓝宝石晶体的直径为16.5厘米.厚10厘米，相当于40,000克拉。除了直径是迄今为止最大的以外，晶体结构的完整性也很高，位错密度很低，对光没有散射和偏光的蓝宝石的优良光透射和化学稳定性，以及它在极高温度下的强度，使它成为在恶劣环境条件下的突出的窗材料。它的高介电常数和低的损失角正切值，使它成为非常好的基底材料。由于它的硬度极高，在需要耐磨和耐磨蚀的场合也是十分有用的。摘自美国《SolidStateT