תוֹכֶן
גרפיט: גבישי גרפיט בקטע שיש מאזור Skarn Saint-Jovite, Mont-Tremblant, Les Laurentides RCM, קוויבק, קנדה. אורך הדגימה הזו הוא כשלושה סנטימטרים (7.6 ס"מ).
מה זה גרפיט?
גרפיט הוא סוג טבעי של פחמן גבישי. זהו מינרל אלמנט ילידי שנמצא בסלעים מטמורפיים וגורמים. גרפיט הוא מינרל של קצוות. הוא רך במיוחד, דבק בלחץ קל מאוד ובעל כובד ספציפי נמוך מאוד. לעומת זאת, הוא עמיד ביותר בפני חום וכמעט אינרטי במגע כמעט עם כל חומר אחר. תכונות קיצוניות אלה מעניקות לו מגוון רחב של שימושים במתכות וייצור.
גרפיט פתית: גרפיט פתית המיוצר במדגסקר.
נתח גרפיט: גרפיט גוש מקרופפמל, אוסטריה. הדגימה רוחבה כשלושה ס"מ וחצי ס"מ.
גרפיט עם גרנט: דגימה של סכיני גרפיט-נציץ עם שני סרטי אלמנדין / פירוף אדומים ממכרה האדומים האדומים, ארווינג, מסצ'וסטס. דגימה זו רוחבת כ- 5.08 ס"מ.
אירוע גיאולוגי
גרפיט הוא מינרל שנוצר כאשר הפחמן נתון לחום ולחץ בקרום האדמה ובמעטפת העליונה. יש צורך בלחצים בטווח של 75,000 פאונד לסנטימטר רבוע וטמפרטורות בטווח של 750 מעלות צלזיוס כדי לייצר גרפיט. אלה מתאימים לפנים המטמורפיות של הגרנוליט.
גרפיט מתוך מטמורפיזם אזורי (פתית גרפיט)
מרבית הגרפיט שנראה על פני כדור הארץ כיום נוצר בגבולות צלחת מתכנסים, שם נתפסו פצלים ואבני גיר עשירות אורגנית בחום ולחץ המטמורפיזם האזורי. זה מייצר שיש, סכין וגניס המכילים גבישים זעירים ופתיתי גרפיט.
כאשר הגרפיט נמצא בריכוזים גבוהים מספיק, ניתן לכרות את הסלעים הללו, לרסק אותם לגודל חלקיק המשחרר את פתיתי הגרפיט ולעבד אותם על ידי הפרדת כוח משיכה ספציפי או הנחת קצף כדי להסיר את הגרפיט בצפיפות נמוכה. המוצר המיוצר ידוע בשם "גרפיט פתית".
גרפיט מתוך מטמורפיזם של תפר פחם (גרפיט "אמורפי")
כמה צורות גרפיט מהמטמורפיזם של תפרי פחם. החומר האורגני בפחם מורכב בעיקר מפחמן, חמצן, מימן, חנקן וגופרית. חום המטמורפיזם הורס את המולקולות האורגניות של הפחם, ומפיץ את החמצן, המימן, החנקן והגופרית. מה שנותר הוא חומר פחמן כמעט טהור שמתגבש לגרפיט מינרלי.
גרפיט זה מופיע ב"תפרים "התואמים לשכבת הפחם המקורית. כאשר מכורים אותו, החומר נקרא "גרפיט אמורפי". המילה "אמורפי" איננה נכונה בשימוש זה, שכן יש לה מבנה גבישי. מהמכרה יש לחומר זה מראה דומה לגושי פחם ללא החבישה הבהירה והעמומה.
גרפיט מתוך מטמורפיזם הידרותרמי
כמות קטנה של גרפיט נוצרת על ידי תגובת תרכובות פחמן בסלע במהלך מטמורפיזם הידרותרמי. ניתן לגייס פחמן זה ולהפקיד בוורידים בשילוב עם מינרלים הידרותרמיים. מכיוון שהוא משקע, יש לו מידה גבוהה של גבישות, וזה הופך אותו לחומר מועדף לשימושים חשמליים רבים.
גרפיט בסלעים מטגניים ומטאוריטים
ידוע כי כמויות קטנות של גרפיט מתרחשות כמינרל עיקרי בסלעים מפקקים. זה ידוע כחלקיקים זעירים בזרימת בזלת וסניט. ידוע גם שהוא נוצר בפגמיטיט. כמה מטאוריטים מברזל מכילים כמויות קטנות של גרפיט. צורות גרפיט אלה הן תופעות ללא חשיבות כלכלית.
הדרך הטובה ביותר ללמוד על מינרלים היא ללמוד עם אוסף של דגימות קטנות שתוכלו לטפל בהן, לבחון ולהתבונן בתכונותיהן. אוספי מינרלים זולים זמינים בחנות.
גרפיט ויהלום
גרפיט ויהלום הם שתי צורות מינרליות של פחמן. יהלומים נוצרים במעטפת תחת חום ולחץ קיצוני. רוב הגרפיט שנמצא בקרבת פני כדור הארץ נוצר בתוך הקרום בטמפרטורות ולחצים נמוכים יותר. גרפיט ויהלום חולקים את אותו הרכב אך הם בעלי מבנים שונים מאוד.
אטומי הפחמן בגרפיט קשורים ברשת משושה היוצרת יריעות בעובי אטום אחד. סדינים אלה מחוברים בצורה גרועה ונצמדים בקלות או מחליקים זה על זה אם הם נתונים לכוח קטן. זה נותן לגרפיט את הקשיות הנמוכה מאוד שלו, את המחשוף המושלם שלו ואת התחושה החלקלקה שלו.
לעומת זאת, אטומי הפחמן ביהלום קשורים למבנה מסגרות. כל אטום פחמן מקושר לרשת תלת ממדית עם ארבעה אטומי פחמן אחרים בעלי קשרים קוולנטים חזקים. סידור זה מחזיק את האטומים במקומם והופך את היהלום לחומר קשה במיוחד.
צריכת גרפיט: צריכת גרפיט בארצות הברית על ידי שימוש במהלך 2012. נתונים מסיכום הסחורות המינרליות של USGS.
גרפיט סינטטי
"גרפיט סינטטי" נוצר על ידי חימום של חומרים פחמניים גבוהים כמו קוקה נפט ומגרש זפת פחם לטמפרטורות בטווח של 2500 עד 3000 מעלות צלזיוס. בטמפרטורות גבוהות אלה כל החומרים הנדיפים ומתכות רבות בחומר הזנה נהרסים או מונעים. הגרפיט שנותר מקשר למבנה גבישי דמוי יריעה. גרפיט סינטטי יכול להיות בעל טוהר של מעל 99% פחמן, והוא משמש במוצרים מיוצרים בהם נדרש חומר טהור במיוחד.
גרפיט בסכין ממחוז אסקס, ניו יורק. הדגימה רוחבה כ- 12.7 סנטימטרים.
גרפיט בסכין ממחוז אסקס, ניו יורק. הדגימה רוחבה כ- 12.7 סנטימטרים.