煤系石墨鉴别指标厘定及分类分级体系构建

摘要

煤系石墨是煤经受岩浆热变质及构造应力作用进入石墨化阶段的产物,发育不同程度石墨结构、具有石墨或类似石墨的物理化学特征和工艺性能,是战略性矿床晶质石墨的重要补充.为了给煤系石墨矿产资源评价和开发利用提供可靠基础,从煤系石墨成矿机制及演化途径研究入手,深入分析相关测试技术方法的适用性,以我国典型煤系石墨矿区测试数据统计分析结果为依据,制定科学合理的煤系石墨鉴别指标,建立煤系石墨分类分级体系.研究表明,煤系石墨是由不同演化程度的石墨化组分和残留煤岩显微组分组成的集合体,具有矿物学与岩石学或矿石学的双重属性,不同于区域变质成因的晶质鳞片石墨矿物,难以简单地采用单一指标鉴别.煤系石墨的形成是化学成分单一化、分子结构有序化的演化过程,鉴别指标亦应包括成分参数和结构参数两大类.挥发分和反射率指标在煤化作用阶段变化规律较明显,进入石墨化阶段后敏感性降低,可综合运用于初步区分煤与煤系石墨.煤石墨化的实质是纳米级大分子结构由无序向有序转化、结晶度增加和缺陷消亡的过程,因此,XRD和Raman等结构参数是鉴别煤系石墨和划分煤系石墨类型的可靠指标.基于煤系石墨测试数据统计分析所揭示的规律,采用d002=0.344 nm,G峰位=1590 cm-1和R2=0.6区分煤与煤系石墨两大矿种;煤系石墨划分为半石墨和石墨2种类型,其中半石墨鉴别指标为d002=0.338～0.344 nm,G峰位=1585～1590cm-1,R2 =0.5～0.6,石墨鉴别指标为d002＜0.338 nm,G峰位＜1585 cm-1,R2 ＜0.5.此外,成分指标固定碳与煤变质演化没有直接的对应关系,作为石墨矿石的品位参数,可用于评价煤系石墨矿石的质量等级.