應永朋,蘇世杰,熊 馨,孫曉華,趙玉卿
(1.青海省地質礦產測試應用中心,青海 西寧 810008;2.青海省環(huán)境地質調查局,青海 西寧 810000)
石墨是重要的戰(zhàn)略資源,截止2015年,全球探明天然石墨儲量約2.3億t,中國占全球儲量的24%[1];中國石墨資源豐富,2017年探明石墨儲量5500萬t,主要分布在全國25個省、91個礦區(qū)[2];天然石墨越來越成為支撐眾多領域高新科技發(fā)展的重要礦產資源,戰(zhàn)略地位凸顯[3]。針對不同的石墨礦石需采用不同的選礦工藝流程,而詳細的工藝礦物學研究能為選礦工藝流程的制定提供可靠的依據。本文從石墨的含量、工藝粒度特點,石墨賦礦巖石類型對石墨鱗片的影響等多個方面開展系統(tǒng)的工藝礦物學研究,為該地區(qū)的石墨資源開發(fā)提供理論依據[4]。
研究所采集礦石樣品含有石墨大理巖和石墨石英巖,依次編號為ND和NS。原礦多元素分析結果見表1。
表1 原礦多元素化學分析結果
綜合礦石化學成分、XRD物相和顯微鏡鏡下鑒定特征,ND樣和NS樣的礦物組成及含量見表2。
根據表2中礦物組成含量可以看出,ND中的主要脈石礦物為方解石,其次為石英,石墨平均含量為7.57%,NS中的主要脈石礦物為石英,其次為方解石,石墨平均含量為5.5%,兩個礦樣中的主要礦物種類差別不大,主要區(qū)別在于礦物含量不同。
表2 礦物組成及含量
ND礦石主要以大理巖為主,礦石構造為稀疏浸染狀,礦石結構有以下幾種:他形粒狀結構,礦石中的鈦鐵礦、黃鐵礦呈他形粒狀結構;揉皺結構,石墨受后期動力作用影響,發(fā)生塑性變形,彎曲成微型摺曲,呈揉皺結構。
NS礦石主要以石英巖為主,礦石構造為細脈狀構造、稀疏浸染狀構造;礦石結構有以下幾種:包含結構,礦石中可見石墨與黃鐵礦互相包裹、石墨被黃銅礦包裹;交代結構,礦石中的黃鐵礦后期被褐鐵礦交代;他形粒狀結構,礦石中的黃鐵礦呈他形粒狀結構;揉皺結構,石墨受后期動力作用影響,發(fā)生塑性變形,彎曲成微型摺曲,呈揉皺結構。
ND礦石中石墨平均含量為7.57%。呈片狀、鱗片狀,沿巖石片理分布,具定向性。石墨鱗片粒度在0mm~1mm之間均有產出,石墨與脈石礦物的接觸關系較為簡單,石墨分布于方解石顆粒之間與脈石礦物呈直線接觸,部分粒度在0.074mm~1mm之間的石墨,部分石墨受后期區(qū)域動力作用影響,石墨鱗片彎折比較明顯,與脈石礦物呈港灣狀接觸。
NS石墨礦石中石墨平均含量為5.5%。呈片狀、鱗片狀,沿巖石片理分布,具定向性。石墨鱗片粒度在0mm~0.5mm之間均有產出,石墨與脈石礦物的接觸關系較為簡單,細小鱗片狀石墨與脈石礦物多呈直線接觸,部分粒度在0.074mm~0.5mm之間的石墨,受后期動力作用影響,彎折比較明顯,與脈石礦物呈港灣狀接觸。石墨與金屬礦物接觸關系較為復雜,部分石墨被黃鐵礦、黃銅礦包裹,少部分石墨發(fā)生破碎、拆離,破碎裂隙被后期金屬熱液充填,形成了黃鐵礦與石墨連生,這部分的石墨不易解離。
方解石是構成ND賦礦巖石的主體,方解石粒徑約0.1mm~1mm之間,呈自形—半自形菱面體晶形分布,部分方解石受后期動力作用發(fā)生破碎,部分沿解離發(fā)生滑移。由于兩種賦礦巖石在同一礦區(qū)內,在采集的石英巖礦石中有少量的大理巖混入,故石英巖選礦樣中的方解石大部分為大理巖帶入。
石英是NS礦石中的主要脈石礦物之一。NS礦石中大部分石英顆粒粒徑大于1mm以上,呈他形不規(guī)則粒狀產出,彼此之間緊密鑲嵌分布;ND礦石中大部分石英顆粒粒徑大于1mm以上,呈他形不規(guī)則粒狀,不均勻分布于方解石顆粒之間。
表3 石墨的嵌布粒度
黃鐵礦主要以半自形—他形不規(guī)則粒狀形式在兩種礦石中產出,粒徑在0.02mm~0.24mm之間均有產出,呈稀疏浸染狀或細脈狀分布。兩種礦石中可見黃鐵礦包裹石墨,呈連生體分布。
通過偏光顯微鏡對ND、NS中的石墨鱗片長徑粒度進行了詳細的工藝粒度統(tǒng)計,統(tǒng)計結果見表3。
由表3可知,ND樣中的石墨粒度較粗,NS樣中的石墨粒度較細。樣品中+0.15mm和-0.0385mm粒級的累積分布率,ND樣分別為73.59%和2.64%;NS樣分別為37.09%和22.55%,綜合各粒級的累積分布率的變化可知,ND樣與NS樣的粒度差別較大。
①查明了青海某含黃鐵礦石墨礦床兩種石墨礦石的巖石類型,礦石礦物的種類、含量及礦石的結構特征。②查明了兩個礦樣中的石墨賦存狀態(tài),石墨均受區(qū)域變質作用影響,具定向性,沿巖石片理化分布。③查明了兩個礦樣中石墨的工藝礦物學粒度,綜合各粒級的累積分布率的變化可知,ND樣與NS樣的粒度差別較大。