礦物新星——石墨
◎? 劉博文
石墨源于希臘文“graphein”,，意為“用來寫”,，于1789由德國化學(xué)家和礦物學(xué)家A.G.Werner命名,。我國發(fā)現(xiàn)和利用石墨的歷史更為悠久,，根據(jù)考古發(fā)現(xiàn),，我國早在3000多年前就用石墨書寫文字,?！端?jīng)注》中也有記載“洛水側(cè)有石墨山,，山石盡黑,，可以書疏,，故以石墨名山矣”。
石墨的特征與形成
石墨與鉆石均由碳元素組成,，但與璀璨,、堅(jiān)硬的鉆石截然不同，石墨呈灰黑色,，硬度低,，不透明,，多呈鱗片狀或土狀，少數(shù)為塊狀,。但石墨具有耐高溫,、耐腐蝕、熱傳導(dǎo)性良好,、導(dǎo)電性強(qiáng),、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可用于制造坩堝,、電極,、電刷、石墨纖維等,。
自然界中的石墨礦床是時(shí)間與壓力的杰作,，是含炭質(zhì)的沉積地層在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響下，受到擠壓和巖漿熱液的影響發(fā)生變質(zhì)作用而形成,，具體可分為4種成因類型,，分別為區(qū)域變質(zhì)型、熱液型,、巖漿型和接觸變質(zhì)型,，變質(zhì)作用的程度和期次決定了石墨礦體的規(guī)模與品質(zhì)。
區(qū)域變質(zhì)型石墨礦床是最常見的一類,，在構(gòu)造應(yīng)力和巖漿熱液的影響下,，沉積巖中的碳質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)化為石墨。區(qū)域變質(zhì)型石墨礦床常見于前寒武紀(jì)的變質(zhì)地層中,，以層控透鏡體或?qū)拥男问匠霈F(xiàn),，礦石類型主要為片麻巖型、片巖型,、變粒巖型和大理巖型,。
熱液型石墨礦床是含碳質(zhì)沉積巖熔融后重結(jié)晶形成的，多呈脈狀充填于斷裂裂隙或洞穴中,，賦礦圍巖常為麻粒巖和火成巖,。該類礦床具有高純度、高結(jié)晶度的特點(diǎn),。
巖漿型石墨礦床,，是沉積巖中的碳質(zhì)成分在巖漿同化混染作用的影響下不斷聚集形成的。礦石多呈獨(dú)特的球狀,，磁黃鐵礦,、黃銅礦等金屬硫化物為其常見的伴生礦物,。
接觸變質(zhì)型石墨礦床,，多為變質(zhì)程度較低的含碳質(zhì)沉積巖受熱變質(zhì)作用的影響形成的,，構(gòu)造背景多為拉張環(huán)境。該類礦床結(jié)晶程度較低,，多為隱晶質(zhì),。
石墨礦的分布與用途
石墨屬于不可再生資源，在全球分布十分集中,，已勘探的大,、中型石墨礦多蘊(yùn)藏于中國、印度,、巴西,、加拿大和墨西哥等國。我國石墨資源豐富,，主產(chǎn)區(qū)為湖南,、山東、內(nèi)蒙古,、吉林和黑龍江等地,。
石墨因其卓越的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性,、潤滑性,、耐磨性、耐腐蝕性,、高溫耐受性和輻射防護(hù)能力,，在眾多領(lǐng)域中展現(xiàn)出其獨(dú)特價(jià)值，是多種產(chǎn)品制造不可或缺的材料,。在工業(yè)生產(chǎn)中,，石墨常被用作耐火磚、坩堝以及增碳劑,。近年來,，在材料領(lǐng)域和新能源領(lǐng)域，石墨也同樣“大放異彩”,。用石墨生產(chǎn)的碳纖維材料,，在高超聲速飛行器、國際空間站,、先進(jìn)衛(wèi)星等裝備系統(tǒng)中被大量應(yīng)用,；用石墨提煉的石墨烯，作為當(dāng)前已知的最輕薄,、導(dǎo)電導(dǎo)熱效能最優(yōu)異,、堅(jiān)硬度最卓越的新型納米材料，在半導(dǎo)體技術(shù)、柔性電子設(shè)備,、生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用,、能源存儲(chǔ)以及傳感檢測等眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出很高的應(yīng)用價(jià)值；石墨還可作為鋰離子電池的負(fù)極材料,，制成的鋰離子電池可逆容量,、充放電效率和工作電壓都較高。如今,，古老的石墨已經(jīng)成為名副其實(shí)的礦物新星,。
（作者單位：中國地質(zhì)調(diào)查局牡丹江自然資源綜合調(diào)查中心）
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