湖南鲁塘矿区煤系石墨空间分布特征与深部找矿方向

湖南鲁塘矿区二叠系龙潭组煤系地层受岩浆热-构造变形等多因素影响,煤与煤系石墨在空间分布上出现明显的复杂性,为研究清楚矿区内煤系石墨空间分布特征及为深部找矿提供指导,对煤系石墨成矿特征、赋存情况和深部构造等内容进行了分析总结,认为煤系石墨平面上总体以绕岩体为主的石墨带、半石墨带和石墨化无烟煤-无烟煤带,因构造应力对煤演化的影响,导致石墨化无烟煤-无烟煤带也出现石墨化程度较好的煤系石墨;垂向上煤/石墨矿层间距、厚度变化较大。矿区东部发育的F1断层为犁状滑脱构造,形成了位于滑脱面上下的“二层楼式”煤/石墨矿层,深部煤系石墨发育较好,石墨化度达到87.2%～93.0%,具有良好的煤系石墨成矿潜力,为今后深部找矿指明了方向。     

湖南鲁塘煤系石墨矿区构造格局及控矿机制

湖南鲁塘矿区为我国著名的煤系石墨矿区,煤系石墨的形成受岩浆热作用和构造作用的双重控制,其成矿和赋存都与构造格局密切相关。为深入研究构造作用对煤系石墨成矿的影响,通过野外地质调查和光学显微镜下观察、X射线衍射和拉曼光谱等测试分析方法,分析研究区构造特征和煤系石墨特征。研究结果表明,受区域构造活动的影响,鲁塘矿区构造格局呈现出分区分带性特征,东西方向可划分为东部、中部和西部3个条带;南北方向可划分为北部、中部和南部3个分区。自西向东,随着与岩体距离逐渐减小,煤层受岩浆热作用的影响逐渐增大,煤的石墨化程度也逐渐增高。由南向北,构造变形强度逐渐增强,导致北部分区形成以封闭式高温-高压的成矿环境为主,同时,应力作用促进了煤的石墨化,导致煤的石墨化程度较高;中部分区内构造情况复杂,形成不同温度压力条件的成矿环境,煤的石墨化程度差异性明显;南部分区构造情况简单,主要构成开放式环境,煤的石墨化程度较低,仅在近岩体附近可形成煤系半石墨。研究成果为煤系石墨资源勘探提供了有力依据。     

湖南鲁塘石墨矿Re-Os同位素研究

石墨具有较高的Re、Os含量,可望成为理想的Re-Os同位素测年对象,但迄今国内外研究较少,尤其在煤层经变质作用形成石墨过程中,其中Re-Os同位素体系的变化还有待研究。湖南鲁塘石墨矿是我国典型的隐晶质石墨矿床之一,矿体产于二叠系龙潭组煤系地层中。本文采用Carius管逆王水溶解样品,直接蒸馏、微蒸馏分离纯化Os,丙酮萃取法分离富集Re,热表面电离质谱法对鲁塘矿区石墨样品以及外围原煤进行了Re-Os同位素分析。结果表明:鲁塘石墨的Re含量为0.901~9.794 ng/g,Os含量为7.3~189.5 pg/g,Re-Os同位素等时线年龄为155.6±3.6 Ma,该年龄与鲁塘石墨矿东侧骑田岭岩体第二阶段中粒黑云母花岗岩锆石U-Pb年龄153~157 Ma一致,表明了龙潭组煤层受到骑田岭岩体"烘烤"作用,发生热接触变质作用,使得靠近骑田岭岩体原煤变质为石墨,形成石墨矿床。通过对比石墨、原煤和骑田岭岩体Re、Os含量及比值,发现石墨中的Re、Os主要来源于原煤,并根据石墨Re-Os等时线初始(187Os/188Os)i值(0.686±0.032),推测骑田岭岩体在侵入煤系地层过程中,有少量具有较低187Os/188Os值的Os被碳质吸附。     

湖南新化煤系石墨结构演化及其热反应行为

为了探究煤系石墨形成过程中结构演化及不同石墨化程度无烟煤和石墨的热反应行为,选取湖南新化系列变质程度无烟煤和煤系石墨为研究对象,通过X射线衍射（XRD）和高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）对其结构进行表征,并结合程序控制升温法（TPO）分析不同变质程度无烟煤和煤系石墨的热反应行为。结果表明,随变质程度的增加,碳结构由无烟煤中的无定形态转变成石墨的三维有序C原子点阵。系列石墨化煤是由多种有序度不同的碳结构相组成,体现了其结构非均质性,碳结构相含量及分布随变质程度而逐渐变化,石墨化程度最高的煤系石墨中主要为石墨微晶集合体,但依旧含有结构缺陷。无烟煤和煤系石墨中碳结构的多相性和不均匀分布是影响其热反应行为的重要原因。     

福建省大田县琼口煤系石墨矿石墨化特征及控制因素浅析

琼口石墨矿赋矿地层为下二叠统童子岩组,矿区分布多个石墨矿体。通过工业分析、X射线衍射（XRD）、Raman光谱、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）系统对样品进行测试,结果显示矿区石墨化程度较高,d002介于0.3362～0.3404,R2介于0.27～0.40;石墨呈大小不一、形状不规则的鳞片状,延展度La:5.59～7.27nm,堆砌高度Lc:7.26～26.19;透射电镜显示石墨样品均具明显衍射点和较规则晶格条纹。分析认为琼口石墨矿石墨化程度受多期次岩浆侵入活动引起的长期热变质、高强度压应力、剪切应力以及强烈的韧性变形控制。     

煤系石墨显微组分与结构特征

煤系石墨是岩浆侵入含煤地层导致煤层受热变质形成,是一种重要的非金属矿产资源.本文通过对湖南娄底和郴州地区典型煤系石墨进行煤岩学、X 射线衍射(XRD)、激光显微拉曼光谱(Raman)和扫描电子显微镜(SEM)分析,并与无烟煤、美国伊利诺伊盆地的天然煤焦、美国科罗拉多中南部Trinidad 煤田的天然沥青焦、斯里兰卡的显晶质石墨进行对比研究.结果表明,煤系石墨显微组分主要为隐晶质石墨(体积含量＞80％),还含有少量热解碳、针状石墨和鳞片石墨,偶见残余镜质组和惰质组,石墨单晶体尺寸约为0.35 μm.反光显微镜下隐晶质石墨表面呈麻点状,由于石墨微小晶片对光的散射作用导致所测反射率值偏低(3％～5％);煤系石墨XRD 图谱(002)峰为尖锐峰与无烟煤和天然焦的"鼓包"峰具有明显区别,(002)峰半高宽可作为区分煤系石墨、无烟煤及天然焦的主要参数;煤系隐晶质石墨一阶拉曼光谱有尖锐的G 峰和低强度的D 峰,二阶拉曼光谱出现2450 cm-1 峰和较强的2D 峰,表明其结构演化处于石墨化作用过程,而无烟煤、变质无烟煤和天然焦则无2450 cm-1 峰,且2D 峰较弱,表明其结构演化处于碳化作用过程.     

煤系石墨矿产资源评价方法初探

煤系石墨属战略性矿产资源,在核石墨、军用飞机轮胎等方面具有独特优势,煤系石墨矿产资源评价对于煤系石墨矿产资源勘查开发、提级增储及战略资源保障至关重要。由于煤系石墨与高变质煤存在连续过渡性质,导致部分煤系石墨被当作无烟煤处理,现有煤系石墨查明资源量可能被大大低估,实际上煤系石墨资源量与高煤级煤的资源量有直接关系。因此,在我国无烟煤等高煤级煤勘查区内,开展煤系石墨资源调查评价工作,将会取得较好效果,预期发现一批新的煤系石墨资源潜力区。通过分析我国目前已知的湖南、福建、吉林等地典型煤系石墨资源分布特征,总结了煤系石墨找矿标志,包括层位、矿化、岩体、构造和围岩蚀变等标志。在高煤级煤勘查区内,基于煤田构造、含煤岩系沉积环境、岩浆活动、煤岩煤质特征、煤类分布与变质情况等资料,结合煤系石墨找矿标志,进行煤系石墨资源调查评价。以科学性、系统性和可操作性为评价原则,依据工作程度、地质条件、矿产条件3类参数,采样点密度、构造变形程度、构造应力、岩体规模与热作用强度、岩体与煤层距离、初步鉴定、精确鉴定7个指标,初步提出了煤系石墨矿产资源评价方法。将实测数据分别与对应指标的预设值比较,利用平面直线拟合方程计算...     

福建煤系石墨鉴别方法探讨

福建省煤系石墨赋存层位为中二叠统童子岩组含煤岩系地层,该地层中的煤炭,由于受岩浆侵入及构造运动作用,已变质成无烟煤,如受温度与压力的作用更强烈,进一步变质成隐晶质石墨;无烟煤与煤系石墨在宏观上难以区别,相关规范仅以固定碳和挥发分作为确定石墨的工业指标,是无法对两者进行区分的。鉴于此,综合国内对煤系石墨工业指标划分,结合《福建省煤系石墨赋存规律与资源评价》课题的最新研究成果,尝试采用以固定碳、挥发分作为划分无烟煤与煤系(隐晶质)石墨的基础指标,以石墨碳层间距d 002和拉曼光谱参数R 2作为精确指标,建立煤系石墨鉴定方法体系,以便科学评价和利用煤系石墨资源。     

隐晶质石墨矿石的透射电镜观察

本文利用透射电镜观察了隐晶质石墨矿石的微观形态。结合X射线衍射和差热分析确定该石墨矿石除石墨碳外,尚含有少量的高岭石和水云母。     

不同变质程度煤系石墨结构特征

煤系石墨形成于煤层的接触变质带,通常被当作煤开采利用而造成严重的资源浪费.为了了解煤系石墨在成矿过程中分子结构的变化,利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、拉曼光谱（Raman）等技术,对我国陕西凤县、湖南新化和湖南郴州鲁塘地区处于不同变质程度煤系石墨进行测试分析.结果表明:凤县样品石墨化度最低,仍处于超无烟煤阶段;新化石墨处于半石墨阶段,鲁塘样品石墨化程度最高,其结构比较完美,接近于三维有序理想石墨结构,但仍存在少量的无序化畴.XRD分析显示随着样品石墨化程度的升高,堆砌层数与堆砌延展度均增大;拉曼光谱中D峰减弱,G峰逐渐增强并尖锐,D峰与G峰的强度比和面积比均减小,显示碳原子sp2平面域增大.透射电子显微镜晶格像显示,由无烟煤向石墨结构转变过程中,煤的芳香片层首先形成类石墨结构的微柱体,然后这些微柱体之间相互联结,最后形成横向无限延展的石墨晶层.      

我国若干典型石墨矿山石墨的矿物学特征

为查明我国典型矿石墨的矿物学特征,采用XRD、FESEM-EDS、TEM和Raman光谱等表征手段对来自不同产地石墨样品的成分、结构与性质进行了研究。结果表明,晶质与隐晶质石墨分别由微米级和纳米级石墨鳞片组成,主要的区别为前者有更大的微晶尺寸;各样品均为2H型石墨结构,同时不同程度地含有3R型多型,轴长a=0.243~0.249 nm,c=0.672~0.677 nm,晶胞体积V在0.0347~0.0362 nm3之间,晶胞体积随晶体结构中O含量的增加而增大。天然产出石墨的石墨化度较高,最高可达1,由于后期地质作用或人工加工改造,引入次生缺陷,导致其石墨化度降低,结构无序度增高。晶质和隐晶质石墨的氧化起始温度分别为700~800℃和600~650℃,粒度越细的晶质石墨氧化起始温度越低。在水中石墨表面荷负电,p H为10.5时具有带电量的极大值,晶质石墨疏水性和导电性均强于隐晶质石墨。     

Mineralogical Characterization of the 460 Deposit, Guyuan Area,Hebei Province, China

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Mineralogical Study on A Graphite Tailing from Luobei,China

China produces the largest amount of graphite raw materials in the world and the largest amount of graphite tailings at the same time. At present, graphite tailings in China are up to 200 million tones, which not only occupy large area of land, cause environmental pollutions, the collapes of the tailings dam also threaten the life of local residents.     

Mineralogical Characteristics of Unusual Black Talc Ores in Guangfeng County,Jiangxi Province,China

Talc is a hydroxyled, magnesium-rich, layered silicate that has the ideal chemical formula Mg3Si4O10(OH)2. Due to its unique properties, such as softness, chemical inertness, high thermal stability, low electrical conductivity, lamellar habit, adsorption properties, and occurrence of a wide range of particle sizes that can be easily reduced by milling and high specific surface area, talc is widely used in many industries. A stratified deposit of unusual black talc, an occurrence of talc estimated to be more than half a billion tons, was found exposed in the late Neoproterozoic Dengying Formation, located in Guangfeng County, Jiangxi Province, southeastern China. The ores occur primarily as oolitic structures (Fig. 1). The mineralogical and geochemical characteristics of the ores were investigated by using multiple techniques. The ores were found to mainly consist of talc (30%–70%), dolomite, quartz, and magnesite. Most of talc crystals are ultrafine (with an average crystallite size of smaller than 5 μm) and appear as irregular broken or distorted lamellar flakes. The total organic carbon (TOC) content of the black talc ore samples is generally lower than 1.0%. Electron-microprobe analysis (EPMA) revealed low contents of Na, K, Ca and Mn, Fe, Ni, Al in the talc oolitic particles. The talc ores have low contents of toxic elements and relatively high contents of Li and Zn. The infrared spectrum of the black talc is similar to that of white talc from Trimouns (Pyrenees, France), and their Brunauer–Emmett-Teller (BET) specific surface areas, ranging from 15.7 to 23.2 m2/g, is much higher than those of white talc (normally lower than 5.0 m2/g), which may be due to the small size of the talc crystals.     

云南中甸地区浪都矽卡岩型铜矿床矽卡岩矿物学特征

浪都矽卡岩型铜矿床位于义敦岛弧南段的中甸岛弧。该矿床矽卡岩矿物有辉石、石榴石、角闪石、绿帘石和绿泥石等。本文利用电子探针对该矿床中主要矽卡岩矿物的化学成分进行测试,结果表明石榴石成分变化于Ad57-94Gr6-41Al1-3之间,为钙铁榴石-钙铝榴石固溶体系列,以钙铁榴石为主;辉石端元组分为Hd78-92Di3-12Jo5-9,以钙铁辉石为主。在钙质矽卡岩中广泛发育铁闪石、铁阳起石、绿帘石、方解石等矿物共生矿物研究表明浪都矽卡岩形成环境经历了早期相对高温、氧化的碱性环境到晚期相对低温、还原的酸性环境。     

安徽省笔架山绿松石矿床矿石矿物特征及矿床成因

安徽省马鞍山市境内分布一条典型的绿松石矿成矿带,其矿床成因一直存在争议。本次研究选取了该成矿带内笔架山绿松石矿床开展了详细的野外地质考察和室内观察,对绿松石矿石采用偏光显微镜、电子探针、扫描电镜（SEM）和ICP-MS等测试手段进行矿物学、岩石化学方面的分析与测试,并对与绿松石共生的黄铁矿进行了微量元素和δ³⁴S同位素测试。研究表明：绿松石矿床中矿石矿物为绿松石,并含少量石英、黄铁矿、高岭石、叶蜡石、褐铁矿和黄铁钾钒等矿物;绿松石为隐晶质集合体矿物,具变胶结构,SEM显示微晶集合体呈板片状平行或交错生长;与绿松石共生的黄铁矿具中低温热液成因的立方体、五角十二面体及其聚形晶形特征;在w（Ni）-w（Co）关系图中黄铁矿微量元素Co、Ni质量分数分布在岩浆和热液区;δ³⁴S_VCDT同位素（8.3‰~11.9‰）指示硫成矿物质来源于深部岩浆硫和沉积硫,成矿流体由大气降水和深部岩浆水混合而成。结合绿松石矿物组合、矿物生成顺序及共生黄铁矿成矿物质与成矿流体来源综合分析判断,该矿床为火山喷气活动形成的中低温热液蚀变交代（充填）型矿床。     

浙江漓渚矽卡岩型铁矿床的矿物学特征与成因

浙江漓渚铁矿床系钦杭成矿带东段一典型矽卡岩型矿床,矿体呈透镜状、似层状、不规则状等,产于广山复式花岗岩体外接触带的南华系、震旦系、寒武系和奥陶系层间的矽卡岩中。矿区发育透辉石、石榴子石、铁浅闪石、金云母、绿泥石、榍石等矽卡岩矿物,金属矿物主要包括磁铁矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿等。作者利用电子探针技术对漓渚铁矿床中的矽卡岩矿物进行了系统分析,结果表明:漓渚铁矿床矽卡岩演化经历了矽卡岩期和热液蚀变期,其中,矽卡岩期包括辉石-石榴子石阶段、磁铁矿阶段和角闪石-金云母阶段;热液蚀变期包括石英-硫化物阶段和石英-碳酸盐阶段。辉石以透辉石为主,有向钙铁辉石演化的趋势,即Mg+2→Fe+2演化;石榴子石由钙铝榴石向钙铁榴石转变,显示Al+3→Fe+3演化,这些矿物学特征反映了矽卡岩早期的成矿流体中Fe逐渐增加,且氧逸度f(O2)逐渐升高。铁浅闪石具有富Na、K的特征,且铁浅闪石、金云母和榍石等富F以及矽卡岩萤石化现象,反映成矿流体呈碱性、具有富F的特征,有利于Fe的迁移、富集、成矿。漓渚铁矿床的形成与区内广山-柵溪岩体的岩浆活动有关,Fe可能来源于多期岩浆热液。     

安徽巢湖凤凰山石炭系黄龙组红色灰岩矿物地球化学特征

安徽巢湖凤凰山晚石炭世黄龙组的地层主体为肉红色生物屑微晶灰岩,顶部为夹灰岩条带的泥岩。矿物学分析显 示,肉红色生物屑微晶灰岩的矿物主要为方解石,含少量针铁矿和赤铁矿。漫反射光谱分析表明,常用的古气候指标“红 度”与灰岩中铁氧化物、氢氧化物的光谱强度具显著的正相关性,而与岩石的全铁含量相关性较低,据此推测铁的氧化物 和氢氧化物是灰岩呈肉红色的重要原因。元素地球化学分析结果显示,黄龙组灰岩相对富Fe,Mn,而贫Co,Ni,在 Al-Fe-Mn,Fe-Mn-(Cu+Co+Ni)以及Cu-Pb-Zn三角判别图上,均靠近或落入热液成因区。综合地球化学特征与前人研究成 果,该文认为巢湖凤凰山黄龙组肉红色灰岩的形成很可能受到海底热液活动的影响。