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摘要：江西首次在橫峰縣樟塢嶺發(fā)現(xiàn)纖維用玄武巖礦床。通過對(duì)樟塢嶺礦區(qū)登山群葉家組玄武巖地質(zhì)特征、巖石化學(xué)、礦物組成和結(jié)構(gòu)特征等分析，共發(fā)現(xiàn)8個(gè)纖維用玄武巖礦體，礦體總體走向?yàn)楸睎|，傾向?yàn)楸蔽?，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(chǎn)出于區(qū)內(nèi)3線至17線間；樟塢嶺礦區(qū)玄武巖可生產(chǎn)玄武巖纖維，單纖維強(qiáng)度達(dá)2576MPa、析晶上限溫度約1240~1300℃。玄武巖纖維強(qiáng)度高，質(zhì)量?jī)?yōu)良，符合玄武巖纖維工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用品質(zhì)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(xù)纖維，具有電絕緣、耐腐蝕、耐高溫、綜合性能優(yōu)、應(yīng)用領(lǐng)域廣、綠色無污染等產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，是一種新型無機(jī)、綠色環(huán)保的高性能纖維材料，被譽(yù)為21世紀(jì)新材料產(chǎn)業(yè)革命的引擎，也是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的四大高新纖維之一。

玄武巖纖維材料大致可以分連續(xù)纖維、巖棉、鱗片等三種類型。玄武巖纖維及其復(fù)合材料可以較好地滿足國(guó)防建設(shè)、交通運(yùn)輸、建筑、石油化工、環(huán)保、汽車、電子、航空、航天等領(lǐng)域結(jié)構(gòu)材料的需求，對(duì)國(guó)防建設(shè)、重大工程和產(chǎn)業(yè)升級(jí)具有重要的推動(dòng)作用。大力發(fā)展玄武巖纖維及其復(fù)合材料具有重要的戰(zhàn)略和經(jīng)濟(jì)意義。

我國(guó)玄武巖礦石原料成分波動(dòng)比較大，對(duì)纖維的穩(wěn)定性造成不良影響，且相當(dāng)多的玄武巖纖維生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品達(dá)不到《玄武巖纖維分類分級(jí)及代號(hào)》（中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)，2019)規(guī)定等。提高纖維產(chǎn)品的品質(zhì)，探索玄武巖纖維勘查標(biāo)準(zhǔn)、提供穩(wěn)定成分的礦石原料是地質(zhì)界的當(dāng)務(wù)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(shí)代上看，從新元古代青白口紀(jì)到新生代古近紀(jì)玄武巖遍布各地。2019年，江西省地質(zhì)勘查基金管理中心（現(xiàn)更名為江西省保障服務(wù)中心）組織實(shí)施了“江西省橫峰縣樟塢嶺礦區(qū)玄武巖纖維礦普查”項(xiàng)目。通過近兩年的勘查與研究，江西省煤田地質(zhì)局二二三地質(zhì)隊(duì)（現(xiàn)為江西省地質(zhì)局第十地質(zhì)大隊(duì))首次在橫峰縣樟塢嶺發(fā)現(xiàn)纖維用玄武巖礦床。

樟塢嶺礦區(qū)地質(zhì)及工程部署圖見下圖1。

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，間粒或間隱結(jié)構(gòu)，偶見交織結(jié)構(gòu)，不含或含少量斑晶。少量斜長(zhǎng)石呈細(xì)小的板條狀微晶，含量為2%~15%，長(zhǎng)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(xiàn)象?；|(zhì)中斜長(zhǎng)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(zhì)粒徑為0.03~0.07mm，少量達(dá)1.5mm。斜長(zhǎng)石由半自形板條狀定向排列，杏仁體呈不規(guī)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(xué)成分

在礦區(qū)分別選取80件玄武巖送江西華昌地質(zhì)測(cè)試有限公司進(jìn)行硅酸鹽化學(xué)分析。分析結(jié)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(zhì)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(xù)拉絲試驗(yàn)

優(yōu)選28件樣品（重量在5.00kg以上）送玄武巖纖維生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)成分、熔化玻璃、拉絲試驗(yàn)、單纖維強(qiáng)度、析晶上限溫度測(cè)試和高溫黏度測(cè)試等相關(guān)試驗(yàn)。拉絲試驗(yàn)結(jié)果顯示，27件樣品可成功拉絲連續(xù)玄武巖纖維，其中單纖維強(qiáng)度達(dá)到2500MPa以上的樣品有25件。8個(gè)玄武巖纖維礦體礦石主要化學(xué)成分含量、酸度和黏度系數(shù)見下表1。

表1 樟塢嶺礦區(qū)礦石主要化學(xué)成分含量、酸度和黏度系數(shù)一覽表

樟塢嶺礦區(qū)玄武巖拉絲成品見下圖2。

圖2 樟塢嶺礦區(qū)玄武巖拉絲成品

3. 通過一系列試驗(yàn)研究得出結(jié)論：

（1）樟塢嶺礦區(qū)青白口系葉家組火山溢流-噴發(fā)回旋性組合為玄武巖→玄武安山巖→安山巖→凝灰?guī)r，其中玄武巖為纖維用玄武巖含礦層位。

（2）樟塢嶺礦區(qū)內(nèi)共探獲8個(gè)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(chǎn)出于區(qū)內(nèi)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(chǔ)量規(guī)模大，且單纖維強(qiáng)度平均達(dá)2576MPa、析晶上限溫度為1240?1300℃，質(zhì)量?jī)?yōu)良，可為江西省發(fā)展玄武巖纖維及其復(fù)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(wèi),劉新新.江西首次發(fā)現(xiàn)的樟塢嶺玄武巖纖維礦床特征及拉絲試驗(yàn)研究[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)

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