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    江西首次發現纖維用玄武巖礦床
    來源:中國粉體技術網    更新時間:2022-07-15 16:41:17    瀏覽次數:
     
           摘要:江西首次在橫峰縣樟塢嶺發現纖維用玄武巖礦床。通過對樟塢嶺礦區登山群葉家組玄武巖地質特征、巖石化學、礦物組成和結構特征等分析,共發現8個纖維用玄武巖礦體,礦體總體走向為北東,傾向為北西,傾角為35°~55°,礦體受葉家組玄武巖控制,呈層狀、似層狀、透鏡體狀產出于區內3線至17線間;樟塢嶺礦區玄武巖可生產玄武巖纖維,單纖維強度達2576MPa、析晶上限溫度約1240~1300℃。玄武巖纖維強度高,質量優良,符合玄武巖纖維工業生產應用品質要求。

     
           玄武巖纖維是玄武巖在1450~1500℃熔融后,通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續纖維,具有電絕緣、耐腐蝕、耐高溫、綜合性能優、應用領域廣、綠色無污染等產業優勢,是一種新型無機、綠色環保的高性能纖維材料,被譽為21世紀新材料產業革命的引擎,也是我國重點發展的四大高新纖維之一。
     
           玄武巖纖維材料大致可以分連續纖維、巖棉、鱗片等三種類型。玄武巖纖維及其復合材料可以較好地滿足國防建設、交通運輸、建筑、石油化工、環保、汽車、電子、航空、航天等領域結構材料的需求,對國防建設、重大工程和產業升級具有重要的推動作用。大力發展玄武巖纖維及其復合材料具有重要的戰略和經濟意義。
     
           我國玄武巖礦石原料成分波動比較大,對纖維的穩定性造成不良影響,且相當多的玄武巖纖維生產企業產品達不到《玄武巖纖維分類分級及代號》(中國建筑材料聯合會,2019)規定等。提高纖維產品的品質,探索玄武巖纖維勘查標準、提供穩定成分的礦石原料是地質界的當務之急。江西省玄武巖分布較廣,從地域上看,贛北、贛中、贛南均有分布;從成巖時代上看,從新元古代青白口紀到新生代古近紀玄武巖遍布各地。2019年,江西省地質勘查基金管理中心(現更名為江西省保障服務中心)組織實施了“江西省橫峰縣樟塢嶺礦區玄武巖纖維礦普查”項目。通過近兩年的勘查與研究,江西省煤田地質局二二三地質隊(現為江西省地質局第十地質大隊)首次在橫峰縣樟塢嶺發現纖維用玄武巖礦床。
     
           樟塢嶺礦區地質及工程部署圖如下圖1。
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           1. 纖維用玄武巖礦石特征
     
           (1)礦石礦物成分
     
           玄武巖纖維礦石新鮮面為灰黑色、灰綠色、青灰色,間?;蜷g隱結構,偶見交織結構,不含或含少量斑晶。少量斜長石呈細小的板條狀微晶,含量為2%~15%,長徑為0.25~2.5mm,局部呈明顯的定向排列,有碳酸鹽化、綠泥石化及綠簾石化現象?;|中斜長石含量為42%~72%,綠泥石含量為12%~20%,綠簾石含量約8%,磁鐵礦含量約3%,碳酸鹽脈含量為1%~2%。杏仁體為10%~15%,基質粒徑為0.03~0.07mm,少量達1.5mm。斜長石由半自形板條狀定向排列,杏仁體呈不規則形狀,大小為0.2~3.0mm,核部充填碳酸鹽,邊部充填綠泥石。不同礦體礦石成分略有差別。
     
           (2)礦石化學成分
     
           在礦區分別選取80件玄武巖送江西華昌地質測試有限公司進行硅酸鹽化學分析。分析結果顯示,玄武巖SiO2含量為34.28%~66.22%,Al2O3含量為3.96%~18.51%,全堿(K2O+Na2O)含量為1.46%~7.45%、Na2O/K2O值為0.34~21.11,均值為5.28,屬堿性-過堿性拉斑玄武巖系,A/CNK平均值為1.03,屬偏鋁質火山巖。K2O-SiO2圖解顯示,這80件玄武巖樣品以中鉀玄武巖為主,次為高鉀、低鉀玄武巖。
     
           2. 玄武巖纖維連續拉絲試驗
     
           優選28件樣品(重量在5.00kg以上)送玄武巖纖維生產及應用技術國家地方聯合工程研究中心實驗室進行化學成分、熔化玻璃、拉絲試驗、單纖維強度、析晶上限溫度測試和高溫黏度測試等相關試驗。拉絲試驗結果顯示,27件樣品可成功拉絲連續玄武巖纖維,其中單纖維強度達到2500MPa以上的樣品有25件。8個玄武巖纖維礦體礦石主要化學成分含量、酸度和黏度系數見下表1。
    表1 樟塢嶺礦區礦石主要化學成分含量、酸度和黏度系數一覽表
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           樟塢嶺礦區玄武巖拉絲成品見下圖2。
     
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    圖2 樟塢嶺礦區玄武巖拉絲成品
     
           3. 通過研究得出結論:
     
           (1)樟塢嶺礦區青白口系葉家組火山溢流-噴發回旋性組合為玄武巖→玄武安山巖→安山巖→凝灰巖,其中玄武巖為纖維用玄武巖含礦層位。
     
           (2)樟塢嶺礦區內共探獲8個纖維用玄武巖礦體,礦體總體走向北東,傾向北西,傾角為35°?55°,礦體受控于葉家組玄武巖,呈層狀、似層狀、透鏡體狀產出于區內3線至17線間;纖維用玄武巖礦石為堿性-過堿性拉斑玄武巖。

           (3)樟塢嶺玄武巖礦石易采、資源儲量規模大,且單纖維強度平均達2576MPa、析晶上限溫度為1240?1300℃,質量優良,可為江西省發展玄武巖纖維及其復合材料提供資源保障。
     
           來源:王先廣,張如鵬,徐永波,胡正華,梁傳林,詹天衛,劉新新.江西首次發現的樟塢嶺玄武巖纖維礦床特征及拉絲試驗研究[J].東華理工大學學報(自然科學版),2022,45(3):201-206.

     
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