远古时代,原始海洋中大量的藻类植物、微体古生物残骸,以及其他碳质残留物形成了沉积层,经过亿万年的迁移,富碳沉积层逐渐移到地壳深处,高温高压的封闭环境使得零散碳质快速有序地形成石墨晶核,之后缓慢聚集生长形成石墨晶体。值得一提的是,煤炭作为石墨的近亲,同为碳元素组成的,但煤炭只需在地壳浅部经历沉积作用或低程度变质作用,若温压条件继续升高,也可实现由煤炭到石墨的转化,例如,接触变质型煤系石墨,就是由无烟煤层受岩浆侵入时高温变质形成的。
石墨矿一般以石墨片岩、石墨片麻岩、含石墨的片岩及变质页岩等矿石出现。
依据结晶形态差异,石墨可分为晶质石墨和隐晶质石墨。晶质石墨晶形较好,晶体肉眼可见,单层石墨有序叠加时即形成鱼鳞状的鳞片石墨。隐晶质石墨晶体微小,形似土状,需借助电子显微镜才能看清晶形,因此又被称为土状石墨。石墨的晶体形态与其工业价值密切相关。一般而言,结晶程度越好,其品质特性就越高,因此,鳞片石墨往往具有优于其他类型石墨的优良特性和应用价值。

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