简略版:重晶石的成分为硫酸钡,产于低温热液矿脉中,亦可产于沉积岩中呈结核状出现。重晶石是一种很重要的非金属矿物原料,工业用途广泛。
01定义重晶石是钡的最常见矿物,它的成分为硫酸钡。产于低温热液矿脉中,如石英-重晶石脉,萤石-重晶石脉等,常与方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辰砂等共生。重晶石亦可产于沉积岩中,呈结核状出现,多存在于沉积锰矿床和浅海的泥质、砂质沉积岩中。在风化残余矿床的残积粘土覆盖层内,常成结状、块状。
02分类沉积型重晶石成因分类和地质特征
01层状型重晶石矿床中国主要的大型与特大型层状重晶石矿床主要集中在寒武系,其次是泥盆系,而且集中产于秦岭和华南地区。层状重晶石矿床沉积盆地可以是地壳活动性很强的秦岭褶皱带和活动性较强的东南沿海褶皱带,也可以是较稳定的江南古陆两侧地台型凹陷,但都是深水、半深水停滞性的静水还原性盆地,有机质含量高。
02层状-脉状型重晶石矿床在一个矿区或同一沉积盆地范围内由若干矿床组成的矿田中,存在同一地质时代的层状重晶石矿与脉状重晶石矿。空间上,层状矿层位在上,脉状矿层位在下,脉状矿分布的地层范围基本上不超过层状矿的层位。层状矿与脉状矿的矿物成分、矿石结构、构造有密切的成因联系,符合地质环境的规律性的演变关系。总之,层状矿与脉状矿是统一的成矿作用的不同表现形式。
03改造型脉状重晶石矿床改造型脉状重晶石矿床指重晶石及共生矿物沿各种构造裂隙和非构造裂隙如破碎带、断裂和层理面,以充填和交代方式形成的形状不规则的矿床。含矿围岩多种多样,以沉积碳酸盐岩和碎屑岩中的脉状重晶石矿床较为重要。
04堆积型重晶石矿床和与其他矿伴生的重晶石矿床堆积型重晶石矿床是指那些产在未固结松散沉积物中的重晶石矿床。中国许多重晶石矿床,特别是以碳酸盐岩和碎屑岩为含矿围岩的矿床,在其附近的松散沉积物中,都有多少不等的堆积型重晶石矿床。这种矿床是原基岩矿床经近代风化作用在原地或经短途搬运而形成的。一般说来,这些在主矿矿石中分散存在的重晶石矿物或可圈出重晶石矿体,多不具单独开采价值,但在开采主矿时,可综合回收利用。
03应用01石油领域在石油钻探的过程当中,环流泥浆的作用主要就是通过对钻头温度的控制和对钻头杂物的清洁来实现防止油井自喷,这是因为环流泥浆能够较好的带走钻头在切削过程当中所产生的碎屑物,起到封闭孔壁的润换钻杆的作用。但是在情况较为特殊的情况下,及环流泥浆难以与地下油气压力平衡的时候,就需要在钻井液当中加入适量的重晶石粉来提高环流泥浆的混合密度,使得在地层压力较大的情况下也能对钻井起到调节作用。重晶石是目前最理想的加重剂。据统计,钻井每钻进30米就要消耗一吨重晶石粉,因此消耗量较大,几乎占到重晶石粉体产量的一半。
02化工领域重晶石作为填料添加在聚合物中,一般经超细改性工艺处理,改性后的重晶石与聚合物材料有良好的相容性,能均匀分散在基体材料中,形成无机/有机复合材料。将重晶石添加到橡胶材料中,一方面可以降低橡胶材料的收缩率,提高材料的尺寸稳定性以及刚性,从而增加橡胶材料的应用范围;另一方面作为填料添加到橡胶材料中可以增加重晶石的附加值,降低橡胶材料的成本。
03防辐射领域中子与物质的原子核相互作用时会出现弹性射(n,n)、非弹性散射(n,n‘)、倍增反应(n,2n)发射带电粒子(n,α)和辐射俘获(n,γ)等多种反应形式,为了清晰地描述各个反应发生的概率,研究者们引入了反应截面的概念来表达。其中具有极高的中子非弹性射截面的钡元素可以很好的屏蔽中子,这直接促进了重晶石水泥基材料在中子屏蔽防护工程中的应用。
西克尔地区萤石矿洞内充填的热液矿物:
萤石、方解石、重晶石及硬石膏
感谢林承焰老师、任丽华老师、冯建伟老师及其团队提供的图片和视频资料。
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