重晶石矿物|用途和特性

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作者: Laura McKinney
创建日期: 4 四月 2021
更新日期: 9 可能 2024
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重晶石: 来自南卡罗来纳州金斯克里克的重晶石。标本宽约4英寸(10厘米)。

什么是重晶石?

重晶石是由硫酸钡(BaSO4)。它的名称来自希腊语“ barys”,意为“沉重”。此名称是为了响应重晶石4.5的高比重,这对于非金属矿物而言是例外。重晶石的高比重使其适用于广泛的工业,医疗和制造用途。重晶石也是钡的主要矿石。




重晶玫瑰: 这种“重晶石玫瑰”是在沙子中生长的叶片状重晶石晶体的簇,每个晶体中都掺入了许多沙粒。标本和照片由Arkenstone / www.iRocks.com提供。

重晶石的发生

重晶石通常以沉积物和沉积岩中的凝结物和充填晶体的形式出现。特别是作为石灰岩和白云岩中的混凝土和脉状填充物时很常见。在这些碳酸盐岩单元遭受严重风化的地方,有时在土壤-基岩接触处发现大量的重晶石堆积。许多商业重晶石矿山都是由这些残留矿床产生的。

重晶石还被发现是沙子和砂岩中的凝结物。当重晶石在砂粒之间的间隙中结晶时,这些固结物会增长。有时,重晶石晶体会在沙子中生长成有趣的形状。这些结构被称为“重晶石玫瑰”(见照片)。它们的长度可达几英寸,并包含大量的沙粒。有时,重晶石在砂岩中是如此丰富,以至于它成为岩石的“水泥”。

重晶石也是热液脉中常见的矿物,并且是与硫化矿脉相关的脉石矿物。它与锑,钴,铜,铅,锰和银矿一起发现。在一些地方,重晶石在温泉中作为烧结矿沉积。




了解矿物的最好方法是研究一系列小样本,您可以处理,检查和观察其性质。商店中有便宜的矿物收藏品。

重晶石的物理性质

重晶石通常很容易识别。它是比重为4或更高的少数非金属矿物之一。结合较低的莫氏硬度(2.5至3.5)和三个直角劈裂方向,通常仅需三个观察就可以可靠地识别出矿物。


在教室里,学生经常很难辨认出带有细晶粒晶体的重晶石的标本。他们看了看标本,看到了含糖的外观,正确地将其归因于分裂,并滴了稀盐酸。矿物泡腾片,他们认为它们有方解石或一块大理石。问题是泡腾是由污染引起的。学生用他们的硬度套件中的一块方解石测试了重晶石的硬度。或者重晶石样品自然可以包含方解石。但是,任何测试比重的学生都会发现方解石或大理石是不正确的标识。

重晶石在教授比重时也是一种很好的矿物。给学生几个大小相同的白色矿物标本(我们建议方解石,石英,重晶石,滑石,石膏)。学生应该能够使用“重量测试”轻松识别重晶石(将试样“ A”放在右手,将试样“ B”放在左手,“将”试样“举起”以确定哪个是最重的)。三年级或四年级的学生可以使用重量测试确定重晶石。

气井现场: 重晶石用于制造高密度钻井泥浆。气井现场的航拍照片。图片版权iStockphoto /爱德华·托德(Edward Todd)。

来自加拿大的重晶石: 来自加拿大安大略省马多克的重晶石。标本宽约4英寸(10厘米)。

重晶石的用途

生产的大多数重晶石都用作钻井泥浆中的增重剂。这就是美国消费的99%重晶石用于的用途。这些高密度泥浆沿钻杆向下泵送,通过钻头排出,并返回到钻杆和井壁之间的表面。流体的流动有两件事:1)冷却钻头; 2)高密度重晶石泥使钻头产生的岩屑悬浮并带到地表。

重晶石还用作涂料中的颜料,以及用作纸张,布料和橡胶的加重填料。用于制作扑克牌的纸在纸纤维之间堆积有重晶石。这使纸具有非常高的密度,使纸牌可以轻松“降级”到纸牌桌上的玩家。重晶石被用作橡胶中的增重填料,以制造卡车的“防风帆”挡泥板。

重晶石是钡的主要矿石,用于制造各种钡化合物。其中一些用于X射线屏蔽。重晶石具有阻挡X射线和伽马射线发射的能力。重晶石用于制造高密度混凝土,以阻止医院,发电厂和实验室中的X射线辐射。

重晶石化合物也用于诊断医学测试。如果患者喝一小杯含有钡粉且呈奶昔状的液体,该液体会覆盖患者的食道。在“吞咽钡剂”后立即拍摄的喉咙X射线图像将对食道的软组织成像(通常对X射线透明),因为钡对X射线不透明并阻止其通过。可以类似的方式使用“钡灌肠”来成像结肠的形状。


来自澳大利亚的重晶石: 来自澳大利亚北领地伊迪丝河的重晶石。标本宽约2英寸(5厘米)。

来自犹他州的重晶石: 来自犹他州Mercur的重晶石。标本宽约4英寸(10厘米)。

重晶石生产


石油和天然气行业是全球重晶石的主要用户。在那里用作钻井泥浆的增重剂。由于全球对石油和天然气的需求一直在长期增长,因此这是一个增长行业。另外,长期的钻井趋势是每生产一桶石油会有更多的英尺钻井。

这导致重晶石价格上涨。在许多重要市场,2012年的价格水平比2011年高出10%至20%。在矿山中,钻井重晶石的典型价格约为每吨150美元。

钻井泥浆中重晶石的替代物包括天青石,钛铁矿,铁矿石和合成赤铁矿。这些替代品都不能有效取代任何主要市场领域的重晶石。它们太昂贵或没有竞争力。

中国和印度是重晶石的主要生产国,它们的储量也最大。美国的重晶石产量不足,无法满足其国内需求。 2011年,美国生产了约70万吨的重晶石,进口了约230万吨。