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中国科技期刊数据库 科研 2017 年 3 月 04 43 浅谈石墨矿床的成因 王金生 赵庆武 新疆地矿局第七地质大队,新疆 维吾尔族 833000 摘要:石墨是碳元素的结晶矿物之一,六方晶系,片状晶......

  中国科技期刊数据库 科研 2017 年 3 月 04 43 浅谈石墨矿床的成因 王金生 赵庆武 新疆地矿局第七地质大队,新疆 维吾尔族 833000 摘要:石墨是碳元素的结晶矿物之一,六方晶系,片状晶体。晶格面网间距为 3.4OAO,同一面网上碳原子间距为 1.42AO;层内质点以共价键联系,层间质点以分子键联系,因此平行于(0001)解理极完全。石墨呈黑色、铅灰色、条痕灰色,金属光泽。比重为 1.9~2.3,硬度为 1~2,沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至 3~5。石墨熔点为 3850℃,沸点 4250℃。传热性强,常温下其导热系数为 100~140K/m.h.℃。随着温度的增高,石墨的导热系数不仅不增加,反而减少;强度...

  中国科技期刊数据库 科研 2017 年 3 月 04 43 浅谈石墨矿床的成因 王金生 赵庆武 新疆地矿局第七地质大队,新疆 维吾尔族 833000 摘要:石墨是碳元素的结晶矿物之一,六方晶系,片状晶体。晶格面网间距为 3.4OAO,同一面网上碳原子间距为 1.42AO;层内质点以共价键联系,层间质点以分子键联系,因此平行于(0001)解理极完全。石墨呈黑色、铅灰色、条痕灰色,金属光泽。比重为 1.9~2.3,硬度为 1~2,沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至 3~5。石墨熔点为 3850℃,沸点 4250℃。传热性强,常温下其导热系数为 100~140K/m.h.℃。随着温度的增高,石墨的导热系数不仅不增加,反而减少;强度也随之增高,在极高的温度下处于绝缘状态。石墨是电的良导体,耐酸、西方美食耐碱、耐各种化学腐蚀。本文就石墨矿床的成因进行了探讨。 关键词:石墨;岩浆岩;石墨矿床;矿床成因;地质作用 中图分类号:P619.252 文献标识码:A 文章编号:1671-5780(2017)03-0043-01 1 主要石墨矿床类型 从地台到地槽,从区域变质作用到接触变质作用,西方美食从基性岩浆分凝到岩浆晚期热液作用,都可以形成石墨矿床或发生石墨矿化。根据成矿作用和含矿建造的不同,国内外的石墨矿床主要成因可以分为区域变质、接触变质和岩浆~热液型石墨矿床等三大成因类型。 由于成矿作用是一种复杂的地质作用过程,上诉分类只是大致的。比如,区域变质作用形成的鳞片状晶质石墨矿床,往往需要岩浆侵入作用的叠加才能形成高质量的石墨矿床。从工业意义来看,一结晶片岩(或片麻岩)中的晶质石墨矿床和煤层变质的状土石墨矿床价值最大,其次为霞石正长岩或矽卡岩,花岗岩中的石墨矿床,有时也具有工业意义。 2 石墨矿床成因 2.1 有机成因说 认为石墨矿床主要是地层中的有机物经过变质作用还原而形成的。主要证据是:①土状石墨保留很多煤层特征,是由煤变来的,这一点为大家公认的。说明有机碳在地质作用下是可以生成石墨矿床的。②根据实验资料,将无烟煤在电炉中觉氧加热到 250℃以上,可以获得工业应用的石墨。用烟煤加萤石混入于硅酸岩熔体中,缓慢冷却,也能形成六方板状石墨晶体。③含鳞片状晶质石墨的地层分布很广,从下到上品位有增高趋势,与生物演化规律是一致的。④赋存石墨的地层,包括集宁岩群的硅线榴石片麻岩,经恢复原岩,均为粘土质沉积,与成煤的古地理环境相似,有利于古植物生成。矿体呈层状,似层状或透镜状,产状与围岩一致。说明主要成分是以同生为主的。⑤凡有石墨矿床的矿区,都不同程度地有大理岩存在,而石墨主要产于片麻岩、片岩中,很少产于大理岩中。⑥根据维诺格拉夫测定的同位素资料,结晶片岩中的石墨 C12/C13 为 90.3~91.7,接近有机质的比值。 2.2 无机成因说 认为石墨是由一氧化碳,二氧化碳经还原结晶而成。其来源由岩浆带来或变质作用过程中从灰岩释放而来。主要证据有:①岩浆岩型石墨矿床的存在,伊尔库茨克城西的波托果尔石墨矿,产于霞石正长岩的中心部位。共发现 20 余个矿体,呈巢状或株状,单矿体直径 2m~25m,长可达 50m,石墨片经 0.25mm~1mm,很少>3mm,并有浸染状石墨鳞片,散布于霞石正长岩和硅灰石矽卡岩中。该矿床的成因库普列特斯基认为,石墨系由灰岩被岩浆同化分泌出CO2经还原而形成。威兴克等人则认为是典型的岩浆分异矿床。我国吉林双凤山石墨矿,产于橄榄辉长岩体中;新疆苏吉泉石墨矿,产于黑云母花岗岩与角闪岩相接触的浸染带中;西藏青谷石墨矿,产于角闪岩黑云母花岗岩中等等。②凡鳞片状晶质石墨矿区,几乎都有大理岩和岩浆岩,石墨的结晶程度和岩浆活动密切相关。③产于太古界地层中的石墨矿床,地层年龄在 25 亿年以上;而藻类的大量生存,是在元古代。地层中的有机碳从何而来。④产于古老片麻岩中的脉状石墨,c12/c13 为 90.3~91.7(维诺格拉夫),与无机碳相近,可能来源于碳酸盐岩。⑤许多研究者认为,岩浆作用和变质过程的绝大部分易挥发组分来自地幔,以化合物的形式贯入地壳。现代火山气体的主要成分 H2O、CO2、CO、HCI、H2S、H2、HF、CH4、SO2、SO3 等等,在还原条件下形成的气液包体除水外,还有碳的化合物和氢等,其密度可达 100g/L~400g/L。科拉半岛和西伯利亚地台的超深井中,构造带里发现碳氢化合物和惰性气体;前寒武系的岩石中常含碳氢化合物、地沥青和碳化物质。说明氢和碳氢化合物在地幔岩浆及其流体相中分布很广,但仅在特殊的情况下才能保存起来。维尔纳茨基认为,自然碳生于地壳的深部,而且在变质壳的底部,随着氧的活动性降低,碳的氧化物稳定场缩小,而石墨的稳定场扩大,可以吧石墨看做岩石生长过程中还原环境的标志。⑥月球上是没有生命的,但从“阿波罗”所采样品分析中,发现碳及其挥发式(CO2、CO、CH4、C2H2 等),其含量可达 5~800×10-4%。 更有意义的是发现岩样中有石墨存在,月球岩石中常常见到石墨和碳化物,是月球表部矿物生成于还原环境的可靠指示剂。 我们认为,成矿是一种复杂的地质作用过程,是各种因素综合作用的产物。从内蒙古自治区各石墨矿床的形成来看,变质作用和岩浆作用是相辅相成的,缺一不可。当然,不同矿区的成矿作用有主有次,绝非千篇一律。至于碳质来源,我们倾向于有机说,但并不排除由岩浆带来和分解碳酸盐所产生的 CO2、CO 还原结晶成石墨的可能性。只有各种因素有利,才能形成规模大质量好的石墨矿床。 石墨基本上属于层控矿床的一种,为什么同一含矿岩系,仅局部构成矿床呢?①石墨的形成如果与碳质还原有关,太古代粘土质沉积物中的碳质,可能更具不均一性。②无机说二氧化碳的还原,也需要一个封闭的,良好的环境。③矿床形成后还需要一个适当的保存的出露条件,并非任何地段都具备这些条件。 参考文献 [1]颜玲亚,陈军元,杜华中,等.山东平度刘戈庄石墨矿地质特征及找矿标志[J].山东国土资源,2012,(2):85. [2]陈腌景,刘从强.中国北方石墨矿床及赋矿孔达岩系碳同位素特征及有关问题讨论[J].岩石学报,2000,(16):34. [3]章少华.豫西南石墨矿床成因新认识[J].中国非金属矿工业导刊,1995,(1):74.

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