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四川省南江县尖山石墨矿地质勘探基本情况
        来源:地环科      发布时间:2013-12-16 17:32浏览(10753

   一、位置、交通

   矿区位于南江县城354°方向,直距16km。地理坐标(1980西安坐标系):东经:106°48′12.0531″~106°49′27.0549″,北纬:32°29′30.1816″~32°30′30.1830″。由4个拐点圈闭,面积:3.62km2,属南江县杨坝镇尖山村所辖。勘查区距杨坝镇通7km乡村公路,杨坝至南江县城公路运距23km。南江县城至宝成铁路广旺支线乐坝火车站40km。

矿区标高1080~1562m,矿体分布标高800~1340m,矿体分布平面投影面积大约0.50 km2

    二、地质勘查情况

    中国建筑材料工业地质勘查中心四川总队南江县四通矿业有限公司的委托,对四川省南江县尖山矿区铜矿、石墨矿进行地质勘探工作。四川总队于2012年9月12日积极组织人员、设备进场开展详查工作(先是铜矿),2013年3月1日后转入勘探(增加石墨矿勘探),2013年8月14日完成全部野外工作,野外完成工作量完下表。

完成主要实物工作量统计表

项目名称

单位

工作量

项目名称

单位

工作量

1:2000地形图测量

Km2

2.02

地表采样、分析

348

GPS控制点测量

4

钻孔采样、分析

2331

1:2000地质填图

Km2

2.02

抗压样

件/组

69/23

1:1000地形地质剖面测量

m/条

4140.01/8

抗剪样

件/组

36/12

工程点测量

26

抗拉样

件/组

48/16

1:2千水、工、环地质调查

Km2

2.02

弹性模量样

件/组

26/13

钻孔 

m/个孔

6705.76/26

小体重样采取

60

机台平整

26

岩矿鉴定样采取

36

钻孔编录(1:200)

m/个孔

6705.76/26

光片鉴定样采取

34

探槽

m3

1219.7

选矿实验样采取

2

探槽编录

m

620.4

水样采取

3

    三、矿体特征

    石墨矿主要赋存于元古界火地垭群麻窝子(Ptm)中部角砾岩中,分布于矿区中部,张关溪~杨家屋一带,矿体与角砾岩产状基本一致,但其界线不是截然分开,石墨多沿角砾面或岩石裂隙分布,有时角砾岩普遍石墨化,在挤压带有时形成石墨片岩。

    角砾岩分布于张官溪次级背斜的北翼近轴部地段,为一套构造角砾岩。岩石近东西向分布,东西长、南北窄,其产出形态比较复杂,常见为筒状、园锥状和不规则状,在平面上呈长条形、槽圆形。

    角砾岩成份比较复杂,通常为所有围岩(白云大理岩、灰岩、板(片)岩、砂岩,角岩)和侵入岩(闪长岩)的角砾;角砾从几毫米到百余米,角砾分选性差,主要为尖棱角状,但也有磨园度较好的次浑圆状,胶结物通常与粗碎屑成份相同的细碎屑;除此而外尚见岩浆晚期或后期的石英,方解石、白云石、绢云母、石墨、绿泥石、黄铁矿(前五者较强,后两者偶见)等。在此角砾岩中又见有早期生成的角砾被后期角砾所胶结。

    根据矿区已有资料,矿区共圈定7个矿体,其中1、2、3号矿体在地表有出露,4、5、6、7号为隐伏矿体。

   1号矿体号:为主矿体,近东西走向,倾向近北,倾角35-80°,呈带状,矿体出露面积约24060平方米,长约500米,地表出露宽最大60米,矿体标高950-1280米,厚度20-100米不等,矿石质量较好,根据已有分析结果平均固定碳6.64%(新钻孔平均品位明显高于老钻孔平均值)。

   2号矿体:位于1号矿体北部10米左右,近东西走向,倾向近北,倾角40-77°,形态不规则,矿体出露面积约15600平方米,长约360米,地表出露宽最大130米,矿体标高920-1335米,厚度25-120米不等,矿石质量较好,根据已有分析结果平均固定碳5.80%(新钻孔平均品位明显高于老钻孔平均值)。

   3号矿体:位于1号矿体南面120米左右,矿体出露较小,近东西走向,倾向近北,倾角70°,呈纺垂状,矿体出露面积约1060平方米,长约53米,地表出露宽最大20米,矿体标高1150-1220米,平均厚度30米,根据已有分析结果平均固定碳4.10%。

   4号矿体:为一隐伏矿体,位于1号矿体下部10米左右,倾角约60°,矿体标高970-1200米,厚度80-110米不等,根据施工钻孔情况来看,控制矿体长度100米,根据已有分析结果平均固定碳4.02%(老钻孔ZK004)。

   5号矿体:为一隐伏矿体,位于2号矿体上部40米左右,倾角约42-60°,矿体标高1200-1340米,厚度15-60米不等,根据施工钻孔情况来看,控制矿体长度150米,根据已有分析结果平均固定碳3.43%(老钻孔ZK001)。

   6号矿体:为一隐伏矿体,位于2号矿体下部40米左右,倾角约55-65°,矿体标高830-1020米,厚度20-60米不等,根据施工钻孔情况来看,控制矿体长度100米,根据已有分析结果平均固定碳8.81%(老钻孔ZK003)。

   7号矿体:为一隐伏矿体,位于4号矿体下部50米左右,倾角约63°,仅有0线上老钻孔ZK004控制,矿体标高860-910米,厚度约20米,根据已有分析结果平均固定碳3.23%(老钻孔ZK004)。

    四、矿石质量

    在本次勘查工作中,共采取化学样2679件,其中有702件已出分析结果,还有1977件正在进行测试中。

选矿实验样2件正在北京中国科学院过程研究所测试中。

根据目前样品分析结果,石墨矿石化学成分一般值3%~10%,最高可达24.77%,平均值7.0%左右。

    石墨呈鳞片状及其集合体,鳞片粒径0.074毫米~0.01毫米,集合体为不规则状的团粒或呈细丝状,略具方向性,平行排列。一般情况下,鳞片呈稠密—中等—疏稀浸染状分布。

    五、预期成果

按照石墨矿一般工业指标:

石墨矿一般工业指标

类    型

矿石品位(固定碳含量)

(ωωB)   %

可采

厚度

m

夹石剔

除厚度

m

剥采比

 

m3/m3

边界品位

工业品位

晶质(鳞片

状)石墨矿

原生矿石

2.5~3.5

3~8

露天开采

2~4

露天开采

1~4

不大于3∶1

至4∶1

通过本次勘查工作和已有资料预计可估计石墨矿石(331)+(332)+(333)资源量5000万吨。

目前野外勘查工作已经结束,正在进行室内资料综合整理、分析、研究,预计2013年11月提交“勘探报告”送审稿。

本矿山的最终勘查成果以评审通过的“勘探报告”资料及数据为准。

    六、用途

    石墨由于其特殊结构,而具有如下特殊性质:

1)耐高温性:石墨的熔点为3850±50℃,沸点为4250℃,即使经超高温电弧灼烧,重量的

损失很小,热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。

2)导电、导热性:石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低,甚至在极高的温度下,石墨成绝热体。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。

   主要用途:

    1、作耐火材料:石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质,在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚,在炼钢中常用石墨作钢锭之保护剂,冶金炉的内衬。

    2.作导电材料:在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极,石墨垫圈、电话零件,电视机显像管的涂层等。

    3.作耐磨润滑材料:石墨在机械工业中常作为润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用,而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃温度中在很高的滑动速度下,不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备,广泛采用石墨材料制成活塞杯,密封圈和轴承,它们运转时勿需加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。

    4.石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨,具有耐腐蚀、导热性好,渗透率低等特点,就大量用于制作热交换器,反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门,可节省大量的金属材料。

    5.作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料:由于石墨的热膨胀系数小,而且能耐急冷急热的变化,可作为玻璃器的铸模,使用石墨后黑色金属得到铸件尺寸精确,表面光洁成品率高,不经加工或稍作加工就可使用,因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺,通常用石墨材料制成压模和烧结用的瓷舟。单晶硅的晶体生长坩埚,区域精炼容器,支架夹具,感应加热器等都是用高纯石墨加工而成的。此外石墨还可作真空冶炼的石墨隔热板和底座,高温电阻炉炉管,棒、板、格棚等元件。

    6、用于原子能工业和国防工业:石墨具有良好的中子减速剂用于原子反应堆中,铀一石墨反应堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点,稳定,耐腐蚀的性能,石墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高,杂质含量不应超过几十个PPM 。特别是其中硼含量应少于0.5PPM 。在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴,导弹的鼻锥,宇宙航行设备的零件,隔热材料和防射线材料。

    7.石墨还能防止锅炉结垢,有关单位试验表明,在水中加入一定量的石墨粉(每吨水大约用4~5 克)能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐防锈。

    8.石墨可作铅笔芯、颜料、抛光剂。石墨经过特殊加工以后,可以制作各种特殊材料用于有关工业部门。9.电极:石墨何以能取代铜做为电极。

    9、石墨新用途

    1) 柔性石墨制品

    这种产品除具有天然石墨所具有的特性外,还具有特殊的柔性和弹性。因此,是一种理想的密封材料,广泛用于石油化工,原子能等工业领域。

    2) 制作半金属摩擦材料:离合器和自动衬广泛使用半金属摩擦材料,这些自动衬主要可用于高速设备,如飞机、卡车以及越野车的制动装置和离合器片。

    10.制作石墨稀:

石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料,是碳的二维结构,是一种“超级材料”,是最薄却也是最坚硬的纳米材料,其厚度只有0.335纳米,硬度超过钻石,重量几乎为零。它在室温下传递电子的速度比已知导体都快,可用来制造透明触控屏幕、光板,甚至太阳能电池。

    石墨烯是世上最薄也是最坚硬的纳米材料 ,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;导热系数高达5300 W/(m·K),高于碳纳米管和金刚石,常温下其电子迁移率超过15 000 cm2 /(V·s),又比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率只约10-6 Ω·cm,比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低,电子跑的速度极快,因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体,也适合用来制造透明触控屏幕、光板,甚至是太阳能电池。

    石墨烯是人类已知强度最高的物质,比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。 研究选取了一些10—20微米的石墨烯微粒。研究人员先是将这些石墨烯样品放在了一个表面被钻有小孔的晶体薄板上,这些孔的直径在1—1.5微米之间。之后,他们用金刚石制成的探针对这些放置在小孔上的石墨烯施加压力,以测试它们的承受能力。

    在石墨烯样品微粒开始碎裂前,它们每100纳米距离上可承受的最大压力居然达到了大约2.9微牛。据科学家们测算,这一结果相当于要施加55牛顿的压力才能使1米长的石墨烯断裂。如果用石墨烯制成包装袋,那么它将能承受大约两吨重的物品。

    由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体,因此还可以应用于晶体管、触摸屏、基因测序等领域,同时有望帮助物理学家在量子物理学研究领域取得新突破。中国科研人员发现细菌的细胞在石墨烯上无法生长,而人类细胞却不会受损。利用这一点石墨烯可以用来做绷带、食品包装甚至抗菌T恤;用石墨烯做的光电化学电池可以取代基于金属的有机发光二极管,因石墨烯还可以取代灯具的传统金属石墨电极,使之更易于回收。

    目前我国在黑龙江柳毛、山东南墅、内蒙古兴和湖北四省有晶质石墨;湖南、吉林、和陕西有隐晶质石墨。四川省内开发利用的大型石墨矿只有攀枝花中坝有晶质石墨,其他地区规模很小。

南江尖山石墨矿属大型,小鳞片状,质量中上,具有开发前景。

                     中国建筑材料工业地质勘查中心四川总队

                    2013年9月16日

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