硅灰石是由哪些成分组成的?

易金矿业网 2023-02-02 23:31 编辑:admin 291阅读

一、硅灰石是由哪些成分组成的?

硅灰石:三斜晶系,通常呈片状、放射状或纤维状集合体。白色微带灰色,玻璃光泽。主要产于酸性侵入岩与石灰岩的接触变质带,为构成矽卡岩的主要矿物成分。此外,还见于某些深变质岩中。硅灰石属于一种链状偏硅酸盐,又是一种呈纤维状、针状的岩石。其特殊的晶体形态结晶结构决定了其性质具有良好的绝缘性,同时具有很高的白度、良好的介电性能和较高的耐热性能。用作造纸、陶瓷、水泥、橡胶、塑料等的原料或填料、气体过滤材料、隔热材料、冶金的助熔剂等。

二、吉林长威子硅灰石矿床

长威子硅灰石矿床是吉林省地矿局第一地质大队于1978年发现的,1981年转入初勘,1983年提交了初勘报告,确定为一大型优质的硅灰石矿床。

(一)矿区地质概况

矿区位于磐石县西北约35km,构造上属海西褶皱系吉林复向斜的西南缘。区内地层以石炭系为主,岩浆活动频繁,褶皱和断裂构造均较发育。

1.控矿地层

矿区仅见到中石炭统磨盘山组和上石炭统石嘴子组。矿体主要赋存于磨盘山组的顶部及石嘴子组的底部,层位稳定。

磨盘山组(C2m)划分为两个岩性段:第一岩性段为硅质团块大理岩及白云石大理岩,赋存有硅质团块及薄层矿,厚57m;第二岩性段为厚层大理岩夹薄层角岩,含少量石墨大理岩及硅质团块大理岩,赋存薄层矿。

石嘴子组(C3sh)也分为两个岩性段:第三岩性段由条带状硅质大理岩和薄层硅质角岩组成,厚122m,工业矿体主要赋存在该岩性段内。第四岩性段为变质砂岩、粉砂岩、角岩夹大理岩和白云质大理岩,赋存有薄层矿。

由上可知,硅质大理岩是形成硅灰石矿的有利原岩岩性。

2.岩浆岩

矿区的岩浆岩均为燕山期产物,按侵入顺序可分为两期:辉长岩侵入时间稍早,局部有斜长岩和闪长岩。花岗岩形成相对较晚,岩石类型有花岗岩、钾长花岗岩、花岗正长岩等。两期侵入体穿切和分割了中、上石炭统,部分在岩体中呈捕虏体产出。看来,这两类侵入体为成矿提供了热源和流体。

3.构造

矿区内地层总的为一单斜构造,走向北西,倾向北东,倾角约45°左右,断裂构造较发育,分成矿前后两期。成矿前断层为北西向,已为花岗岩充填;成矿后断裂又可分北北西和北东向两组。断层切割了矿体,但断距小,对矿体影响不大。最大一条为北北西向的平推断层贯通全区(图21-4)。

图21-4 吉林长威子硅灰石矿区地质略图(据于显生等,1983年修改)

(二)矿床地质特征

矿体主要赋存在侵入岩与碳酸盐岩地层的外接触带。矿区内以近南北向断层为界,大致可分为东西两个矿带,而以西矿带为主(图21-4)。矿体形态较简单,多为似层状或透镜状(图21-5),长100~250m,厚7~30m,延深可达150m。由于矿体严格受地层层位控制,因此矿体的产状也大体和地层一致,即走向北西,倾向北东,倾角30°~60°。矿区内的矿体产状从南西向北东,倾角由陡逐渐变缓。

图21-5 吉林长威子硅灰石矿区6勘探线地质剖面(据于显生等,1983)

矿石的矿物组成较简单,主要为硅灰石,次有透辉石、石英、方解石,含少量石榴子石、钾长石、葡萄石、沸石及微量磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿等。按矿物组合可划分为4类矿石:

1)硅灰石型(矿石中硅灰石含量达90%以上):属质量最佳的富矿,多分布在矿体的中间部位:

2)石英-硅灰石型:主要矿物为硅灰石,含有5%~20%的石英;

3)方解石-硅灰石型:除主要矿物硅灰石外,还含有5%~15%的方解石。该类矿石多分布在矿体的边部与大理岩相接触的部位;

4)透辉石-硅灰石型:除主要矿物硅灰石外,还有5%~15%的透辉石微晶,但这种类型矿石较少见。

按矿石的构造特征,可划分为:致密块状矿石、条带状矿石和团块状矿石3类,其中以致密块状矿石为主,它不仅分布普遍,而且品位高,质量好。

按矿石中硅灰石晶体的大小,又可划分为细晶硅灰石矿(粒径一般为0.2~0.5mm)和粗晶硅灰石矿(粒径大于2mm,一般为2~5mm,个别晶体长达10~40mm)。粗晶者多呈团块状或脉状产出,但这种矿石较少见。

矿石的化学成分为(曲元贵等,1981;于显生等,1983):SiO250.42%~50.96%,CaO43.69%~47.01%,Al2O30.97%~1.94%,Fe2O30.11%~0.30%,FeO0.68%,MgO0.37%~1.07%,TiO20.07%,Na2O0.17%,K2O0.26%,CO22.53%。

三、固相合成硅灰石温度范围

您是想问固相合成硅灰石温度范围是多少?固相合成硅灰石温度范围是1000到1050℃。在传统的陶瓷坯料系统中生成结晶度好的莫来石的固相反应温度在1200℃左右,而硅灰石的固相反应温度范围是1000到1050℃,较传统坯料系统反应温度低。硅灰石是一种天然产出的偏硅酸钙,在高温加热条件下,硅灰石的化学性质活泼,可与高岭石等矿物发生固相合成反应。

四、硅灰石的主要特点

硅灰石属于一种链状偏硅酸盐,又是一种呈纤维状、针状。由于其特殊的晶体形态结晶结构决定了其性质,硅灰石具有良好的绝缘性,同时具有很高的白度、良好的介电性能和较高的耐热、耐候性能。因硅灰石广泛地应用于陶瓷、化工、冶金、造纸、塑料、涂料 等领域。

硅灰石的化学分子式为CaSiO3, 结构式为Ca3[Si3O9],理论化学成分:CaO 48.25%、SiO2 51.75%。自然界中纯硅灰石罕见,在其形成过程中,Ca有时被Fe、Mn、Ti、Sr等离子部分置换而呈类质同象体, 并混有少量的Al和微量K、Na。由于硅灰石形成时的温度、压力等条件不同,可能出现3种同质多象体:

①三斜链状结构的Tc型硅灰石,通称低温三斜硅灰石(α-CaSiO3);

②单斜链状结构的ZM型副硅灰石,通称副硅灰石(α′- CaSiO3);

③三斜三元环状结构的假硅灰石,通称假硅灰石(β-CaSiO3)。

广泛用作工业矿物原料的主要是低温三斜硅灰石。

低温三斜硅灰石为三斜晶系,大多呈针状、纤维状或片状,常簇集呈扇形、辐射形集合体,有的呈细小的颗粒状。白色微带灰、红色,玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽,解理平行 中等,两组解理面交角为74°。密度2.78~2.91 g/cm3,硬度4.5~5,熔点1540℃。热膨胀系数低,在25~800℃时热膨胀系数为6.5×10-6 mm/(mm·℃);在1125℃左右时可转化为假硅灰石,这时热膨胀系数增加,并由于释放出Fe、Sr等杂质,因此颜色由白色变为奶油色、红色或褐色。 硅灰石矿石自然类型通常有夕卡岩型矿石和硅灰石-石英-方解石型矿石两类。前者主要产于夕卡岩型矿床中,矿物组分复杂,常伴生石英、方解石及透辉石、石榴子石等夕卡岩矿物;后者主要产于接触变质和区域变质型矿床,矿物组分简单,又可分为:硅灰石-石英、硅灰石-方解石和硅灰石-石英-方解石型3个亚类。硅灰石矿石的结构构造通常也有两种:致密块状矿石具细粒花岗变晶或纤维变晶结构,致密块状构造,硅灰石呈细小粒状、柱状或纤维状集合体,个别极细粒致密者呈玉状;粗晶硅灰石矿石具纤维变晶结构,块状、似角砾状、巨斑状或条带状构造,硅灰石晶体粗大,呈板柱状,束状或放射状(菊花状)。

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