急缺矿种金刚石合成固体密封传压介质叶蜡石资源开发研究及其对策

金刚石合成固体密封传压介质叶蜡石是一个急缺矿种,由于该资源的缺乏将会严重地阻碍我国超硬材料产业的发展.针对我国固体密封传压介质叶蜡石矿产资源的特点,提出了开发利用这种叶蜡石的措施和建议.     

叶蜡石传压介质资源初步研究

分析国内叶蜡石传压介质材料供需状况，指出北京赵家台叶蜡石传压介质材料资源枯竭，虽然国内叶蜡石矿石资源丰富，但适宜作叶蜡石传压介质材料资源却极少，急需从资源和材料特性着手，加大研究力度，寻找新的接替资源。     

青田山口叶蜡石传压介质初步研究

采用青田山口叶蜡石作为超高压高温合成金刚石的传压介质，分析了其主要化学成分和矿物组成。对青田山叶蜡石粉压块粒度效应进行了研究，确定了该传压介质的粒度组成。超高压高温人造金刚石试验表明，青田山口叶蜡石的传压介质理想，金刚石合成效果较好。     

合成金刚石生产中叶蜡石传压密封材料矿物学研究

叶蜡石是高温高压合成金刚石的关键辅助材料。叶蜡石传压密封材料的性能主要取决于叶蜡石矿石的矿物组成。叶蜡石矿石中的杂质矿物主要是一水硬铝石、明矾石、长石、高岭石、绢云母、绿泥石、石英、赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿、金红石等。具有层状结构的矿物－水硬铝石、高岭石、绢云母、绿泥石等总量不超过10％，不会影响制品的传压性能。明矾石在高温高压下不稳定，是有害组分。长石、石英等非层状结构的矿物含量高时，会使叶蜡石传压密封材料静压流变特性变差，对传压性能是有害组分，应控制在小于5％，非常纯净的叶蜡石矿石制成的粉压块传压性能良好，但内摩擦系数小，密封性能差，常发生高压挤出和顶锤破坏现象，少量的赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿、金红石矿物存在可以提高密封性能。     

氯化钠组合叶蜡石合成金刚石的实验研究

人造金刚石的合成实验研究表明，在相同的合成工艺条件下，采用不同的叶蜡石做传压密封介质，合成金刚石的结果是不同的，其差异是明显的。这说明，叶蜡石的性质直接影响着金刚石合成，有时尤为显著。因此，了解研究叶蜡石的性质对超高压高温金刚石合成过程及其关系和其进行选择使用都是十分必要的。这个问题引起人们的关注。     

我国传压介质材料--叶蜡石矿物的基本特征

通过赵家台叶蜡石各种特征的研究，发现我国使用的传压介质材料不是纯的叶蜡石矿物，化学成分具有SiO2低、Al2O3高的特点；叶蜡石矿物与杂质矿物热膨胀系数绝缘程度应相近，并呈交织结构。     

叶蜡石矿物材料开发研究前景

叶蜡石矿物材料有较好的绝缘和绝热性,化学性能稳定并具传压性,可用于填料,耐火材料,陶瓷和传压介质,具有较好的开发前景。     

叶蜡石块加白云石内衬对金刚石合成的影响

讨论了在金刚石高压合成中，在传压介质叶蜡石腔体内加一层白云石内衬的作用，认为这种组合传压腔体可以降低合成压力，改善合成金刚石质量。     

叶蜡石矿产资源及其应用开发研究现状

介绍了叶蜡石在国内外的分布概况、叶蜡石的结构和特性，及其开发利用现状和存在的问题，并提出了相应的解决方法。着重分析了叶蜡石在超细粉体加工、表面改性、高温相变研究、涂料和填料中的应用，以及作为传压介质的研究现状；并在此基础上指出了其今后的发展方向。     

我国叶蜡石的应用进展

叶蜡石是一种含水的铝硅酸盐,在加热过程中脱水,同时伴随体积膨胀,在高温下分解产生莫来石和石英。常常利用叶蜡石的体积膨胀,将其作为原料添加到制品中,抵消某些基体材料的收缩或者制品的烧成收缩,使制品具有良好的体积稳定性等特点。叶蜡石还具有熔点高,在高温下不收缩,化学性能稳定,无毒,耐腐,在水中无膨胀性和可塑性,良好的耐热隔热性、电绝缘性、传压性、机械加工性和密封性,具有低烧结温度、低电传导性、低膨胀系数等特点,是一种重要的电子、光学和结构材料,被广泛应用于冶金、建材、石油、化工、轻工等领域。将叶蜡石作为原料添加到耐火材料、陶瓷等制品中,一方面可以提高制品的使用性能,延长制品的使用寿命,另一方面也可以替代某些价格较高的原料,降低制品的成本,两者均可产生显著的经济效益。对叶蜡石的研究不但具有学术价值,而且还会带来经济价值。根据近年来叶蜡石在耐火材料、陶瓷、传压密封介质、玻璃纤维、橡胶、吸附剂、原料合成等领域应用的相关报道文献加以汇总,系统地总结了叶蜡石矿物材料的综合利用进展情况。     

叶蜡石高温相转变的实验研究

通过差热分析、X射线衍射分析、红外光谱分析和魔角旋转核磁共振等测试手段,研究了日本广岛胜光山叶蜡石在20~1 300 ℃下煅烧的相转变过程。结果表明,叶蜡石的高温相转变经历了4 个阶段:叶蜡石阶段(室温~662 ℃),偏叶蜡石阶段(662~1 100 ℃),不定形SiO2 与莫来石形成阶段(1 100~1 200 ℃)和莫来石与方石英共存阶段(1 300 ℃~)。叶蜡石在662 ℃时失去结构水转变为偏叶蜡石。偏叶蜡石从1 100 ℃开始转变为莫来石,同时伴随有不定形SiO2 生成。1 300 ℃时,不定形SiO2 进一步结晶形成方石英。     

福建福安上后洋叶蜡石矿床地质特征及找矿标志

福建福安上后洋叶蜡石矿呈似层状，赋存于晚侏罗世南园组中部火碎屑岩中，共发现有4个矿体，矿石可分为2种类型。即石英叶蜡石型和伊利石质叶蜡石型，以石英叶蜡石型为主，矿体明显受地层岩性控制，属火山热液顺层交代蚀变的似层状叶蜡石矿床。     

山西省五台白云叶蜡石矿地质特征及其对深部找矿的启示

山西五台县北约15 km的白云村一带出露有叶蜡石矿及金矿化点,其形成特点与关系对区域深部找矿具有重要启示意义。该叶蜡石矿体产于经历古元古代绿片岩相变质的新太古代酸性火山岩之中(绢英片岩),切割区域片理并被晚期的辉绿玢岩截切。矿体总体呈透镜状产出,倾向北西,近东-西向延伸大于5 km,最厚处约1 km,未见底。该叶蜡石矿形成于中生代早白垩世。矿石矿物以叶蜡石和石英为主,含少量绢云母、伊利石、硬水铝石和赤铁矿等,反映出蚀变流体酸性及氧化的特征。叶蜡石矿体外围发育黄铁绢英岩化带,强度由近及远逐渐减弱。在靠近叶蜡石矿的黄铁绢英岩中,硫化物颗粒边缘常见赤铁矿化现象,应与叶蜡石化流体叠加有关。以上蚀变特征与叶蜡石化细脉灌入黄铁绢英岩相吻合。叶蜡石矿体上盘的黄铁绢英岩化带宽约0.4 km,其内发育一小型石英脉型金矿(岭底金矿),下盘的黄铁绢英岩化带最宽约1.5 km,局部发育金矿化现象((1~18)×10^-6)。黄铁绢英岩中硫化物以黄铁矿为主,可见少量黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿。金矿化黄铁绢英岩以发育大量浸染型黄铁矿为特征,该类黄铁矿无韧性变形,未见其他共生硫化物,SEM-EDS分析结果显示其内发育有明显的不可见金。黄铁绢英岩化可依据矿物变形与否分为两期。早期的蚀变分布局限,见于新太古代糜棱岩化奥长花岗岩与酸性火山岩(绢英片岩)接触带,其中的黄铁矿、绢云母和石英等矿物发育韧性变形特征;晚期的蚀变带内硫化物、绢云母和石英均无韧性变形特征。依据样品的岩相学及全岩Au、As含量特征,可以确认金矿化与晚期黄铁绢英岩化有关,与早期蚀变无关。叶蜡石矿石的H-O同位素组成(δ¹⁸O_V-SMOW=11.2‰~13.9‰;δD_V-SMOW=-34‰~-20‰)显示流体以气相为主,且缺乏大气水的混合。上述特征说明白云叶蜡石矿是深部岩浆侵位固结后出溶的以气相为主的热液与浅部新太古代变质火山岩反应的结果,类似于斑岩成矿系统中普遍发育的高级泥化带(岩帽)的底部蚀变特征。     

浙闽地区叶蜡石矿床成矿规律研究

叶蜡石矿床是一种重要的非金属矿产,主要分布于东南沿海地区侏罗纪—白垩纪的中酸性火山岩地层中,受控于区域大规模断裂和伸展断陷盆地。文章对中国内外叶蜡石矿床的地质和矿产特征进行了综合分析,总结了浙闽地区叶蜡石矿床特征和成因。浙闽地区叶蜡石矿床的赋矿原岩为流纹质火山碎屑岩和凝灰岩等,具有高硅高铝的特点。矿床成因类型主要包括火山热液交代型和火山热液充填型。结合泰顺龟湖、青田周村和山口等典型叶蜡石矿床的实例研究,文章揭示了火山热液交代型叶蜡石矿床普遍发育硅化、叶蜡石化、明矾石化、黄铁矿化的垂直分带特征,中酸性火山岩组分在热液作用下发生交代、分解,使铝有规律的富集成矿;火山热液充填型叶蜡石矿床围岩蚀变分带不明显,从围岩中淋滤、萃取的硅铝组分沿着构造裂隙运移,在有利的空间成矿。因此,笔者认为侏罗纪—白垩纪中酸性火山岩与凝灰岩、区域断裂带和火山岩带、围岩蚀变垂直分带以及陡峭山峰是叶蜡石矿的重要找矿标志。     

京西门头沟叶腊石泥岩矿物学特征

我国含煤地层共伴生矿物种类较多,资源量较大,其中京西门头沟石炭-二叠纪煤系中的叶蜡石泥岩比较罕见,具有重要的开发利用价值。利用偏光显微镜、X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）、热分析（TA）、电子探针（EPM）等测试手段,从矿物学角度对北京西山门头沟红庙岭组叶腊石矿物学特征进行研究。结果表明,研究区泥岩叶腊石与硬水铝石、硬绿泥石等矿物共生,偏光显微镜下叶腊石通常呈隐晶或微晶鳞片状,定向分布。基于微区电子探针化学分析计算得出的叶腊石晶体结构化学式为:Al_1.9965（Si_3.9982 O₁₀）（O₂H_2.0180）。根据沉积地质背景和共生矿物组合特征,推断叶腊石的形成温度在300℃左右,认为京西门头沟区叶腊石为高岭石受到构造应力影响形成的动力变质矿物。      

叶腊石微结构及其晶体结构缺陷的高分辨透射电镜分析

采用场发射扫描电镜（FE-SEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）结合选区电子衍射（SAED）、X射线粉晶衍射（XRD）及X射线荧光光谱（XRF）等对浙江青田叶腊石的微结构特征进行较系统的研究。结果表明：①粉晶X射线衍射证实青田叶腊石具有典型的单斜晶系特征,该结论与叶腊石粉体选区电子衍射结果吻合,且其伴生矿为石英。②叶腊石微晶体呈＂复式板片＂构型,且＂复式＂板片中薄片厚度约为8±2 nm。③在高能电子束辐照下,叶腊石矿物颗粒形貌及晶格结构发生明显的改变,且由此产生晶格膨胀,并最终形成非晶态。     

Geochemistry, mineralogy and genesis of pyrophyllite deposits in the Pötürge Region (Malatya, Eastern Turkey)

In the Pötürge (Malatya, Turkey) area pyrophyllite occurrences are common in the shear zones, mostly in the form of lenses along faults. Mineralogical investigations (XRD, FTIR and SEM) revealed that pyrophyllite, kaolinite (dickite) and quartz are present in the form of major phases and muscovite (sericite), kyanite, chlorite, and alunite are only present in the form of minor phases. This study revealed that the existence of the kyanite phase points out to high pressure and temperature conditions which the rocks were underwent. On the other hand, the minerals such as pyrophyllite, kaolinite, and alunite are products of a low degree metamorphism (retrograde). The mineral paragenesis in the pyrophyllite deposits suggests that the formation of minerals took place in two ways: (1) the transformation of kyanite into pyrophyllite and quartz through retrograde metamorphism by a high degree temperature, (2) then pyrophyllite and probably muscovite were transformed into kaolinite and alunite through reactions with relatively low temperature hydrothermal fluids. The geochemical data indicate that during the retrograde metamorphism the elements K, Rb, Sr, Ba, S, and Fe were mobile, the elements Si, Al, P moderately mobile to immobile and the HPS elements (Zr, Ti, and Nb) were immobile. It was shown that the formation of pyrophyllite, kaolinite and alunite was associated with depletion in alkalis, Mg, Fe and enrichment of elements including Sr, Ba, and S. Mineralogical and geochemical data suggest that parent rocks (pre-metamorphism) of the Pötürge pyrophyllite were probably kaolinite, Al-rich clays or bauxites.     

浙江青田单斜晶系叶腊石微结构的高分辨透射电镜研究

采用X射线粉晶衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HR-TEM)及X射线荧光光谱(XRF)对青田叶腊石的矿物学特征进行了较为系统的研究。结果表明:叶腊石矿物颗粒微结构中最基本的构成单元为纳米板片,且该板片多呈聚集态,单层板片面积大小不一,厚度为(8±2)nm。XRF分析结果表明青田叶腊石原矿混合物中SiO2与Al2O3的分子个数比为6.2,明显高于纯叶腊石中SiO2与Al2O3的分子个数比4.0。HR-TEM对叶腊石晶体结构的研究证实青田叶腊石具有典型的单斜晶系特征,该结论与叶腊石XRD结论一致;且XRD分析结果证实其伴生矿为石英,该结论与XRF所获得的青田叶腊石的"富硅"特征吻合。此外,叶腊石微结构中存在着较明显的晶体缺陷。在高能电子束辐照作用下,叶腊石晶体结构发生明显的破坏,并最终转变为非晶态结构。