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黒鉛： カナダ、ケベック州、レローレンティデスRCMのモントランブランのサンジョバイトスカルンゾーン産の大理石のグラファイト結晶。この標本の長さは約3インチ（7.6 cm）です。
グラファイトとは？
グラファイトは、結晶炭素の天然に存在する形態です。変成岩や火成岩に見られる天然元素の鉱物です。グラファイトは極端な鉱物です。それは非常に柔らかく、非常に軽い圧力で切断し、非常に低い比重を持ちます。対照的に、それは熱に対して非常に抵抗力があり、他のほとんどの材料と接触してもほとんど不活性です。これらの極端な特性により、冶金および製造における幅広い用途が得られます。
フレークグラファイト： マダガスカルで生産されたフレークグラファイト。
グラファイトチャンク： オーストリアのクロップミュール産の塊状黒鉛。標本の直径は約1.5インチ（3.8 cm）です。
ガーネットを含むグラファイト： マサチューセッツ州アービングのレッドエンバーズ鉱山の2つの赤いアルマンディン/パイロープガーネットを含むグラファイト雲母片岩の標本。この標本の直径は約2インチ（5.08 cm）です。
地質学的発生
グラファイトは、炭素が地球の地殻や上部マントルで熱と圧力にさらされると形成される鉱物です。グラファイトを生成するには、1平方インチあたり75,000ポンドの範囲の圧力と、摂氏750度の範囲の温度が必要です。これらはグラニュライト変成相に対応します。
広域変成からのグラファイト（フレークグラファイト）
今日地球の表面で見られるグラファイトのほとんどは、有機質に富む頁岩と石灰岩が地域の変成作用の熱と圧力にさらされる収束プレート境界で形成されました。これにより、小さな結晶とグラファイトの薄片を含む大理石、片岩、片麻岩が生成されます。
グラファイトの濃度が十分に高い場合、これらの岩石を採掘し、グラファイトフレークを遊離する粒子サイズに粉砕し、比重分離または低密度グラファイトを除去するためのフロス浮選によって処理することができます。製造された製品は「フレークグラファイト」として知られています。
炭層からのグラファイト変成（「アモルファス」グラファイト）
いくつかのグラファイトは、炭層の変成から形成されます。石炭の有機物質は、主に炭素、酸素、水素、窒素、硫黄で構成されています。変成の熱は石炭の有機分子を破壊し、酸素、水素、窒素、硫黄を揮発させます。残っているのは、結晶化して鉱物グラファイトになるほぼ純粋な炭素材料です。
このグラファイトは、石炭の元の層に対応する「継ぎ目」で発生します。採掘されると、この材料は「アモルファスグラファイト」として知られています。 「アモルファス」という言葉は、結晶構造を持っているため、実際にはこの使用法では正しくありません。鉱山からは、この物質は、明るく鈍いバンディングのない石炭の塊に似た外観を持っています。
熱水変成作用によるグラファイト
熱水変成中の岩石中の炭素化合物の反応により、少量のグラファイトが形成されます。この炭素は、熱水鉱物に関連して動員され、静脈に堆積します。沈殿するため、結晶化度が高く、多くの電気的用途に適した材料になります。
火成岩およびMe石中のグラファイト
少量のグラファイトは、火成岩の主要な鉱物として発生することが知られています。玄武岩流と閃長岩の小さな粒子として知られています。ペグマタイトで形成することも知られています。いくつかの鉄Some石には、少量のグラファイトが含まれています。これらの形態のグラファイトは、経済的に重要なものではありません。
鉱物について学ぶ最良の方法は、小さな標本のコレクションを調べて、その標本を処理、検査、および観察できることです。安価なミネラルコレクションは、ストアで入手できます。
グラファイトとダイヤモンド
グラファイトとダイヤモンドは、炭素の2つの鉱物形態です。ダイヤモンドは、極端な熱と圧力の下でマントル内に形成されます。地球の表面近くで見つかったほとんどのグラファイトは、より低い温度と圧力で地殻内に形成されました。グラファイトとダイヤモンドは同じ組成を共有しますが、構造が大きく異なります。
グラファイトの炭素原子は、六角形のネットワークでリンクされており、1つの原子の厚さのシートを形成します。これらのシートは不十分に接続されており、わずかな力が加えられた場合、容易に裂けたり、互いの上をスライドします。これにより、グラファイトに非常に低い硬度、完全なへき開、および滑りやすい感触が与えられます。
対照的に、ダイヤモンドの炭素原子はフレームワーク構造にリンクされています。すべての炭素原子は、強い共有結合を持つ他の4つの炭素原子と3次元ネットワークにリンクされています。この配置により原子がしっかりと保持され、ダイヤモンドは非常に硬い材料になります。
グラファイトの消費： 2012年の使用による米国のグラファイト消費量。USGS鉱物商品サマリーのデータ。
合成黒鉛
「合成グラファイト」は、石油コークスやコールタールピッチなどの高炭素材料を摂氏2500〜3000度の範囲の温度に加熱することで作られます。これらの高温では、原料中のすべての揮発性物質と多くの金属が破壊または追い出されます。残ったグラファイトは、シート状の結晶構造にリンクします。合成グラファイトの純度は99％を超える可能性があり、非常に純度の高い材料が必要な製品に使用されます。
片岩中のグラファイト ニューヨーク州エセックス郡出身。標本の直径は約5インチ（12.7センチ）です。
片岩中のグラファイト ニューヨーク州エセックス郡出身。標本の直径は約5インチ（12.7センチ）です。