中國粉體網(wǎng)訊 高純石英是是光伏能源、集成電路、信息通信、人工智能等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，是世界稀缺、我國短缺的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源。
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石英原料決定了高純石英質(zhì)量，選擇合適的石英原料是成功加工出高純石英的關(guān)鍵。目前，能夠用作高純石英原料的礦床工業(yè)類型只有其中的天然水晶、脈石英和花崗偉晶巖石英等3種。水晶礦床一般規(guī)模較小，目前主要用作工藝品原料。脈石英和花崗偉晶巖石英是將來高純石英相關(guān)勘查和研究的重要對象。
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一、礦體特征
◆脈石英：脈石英是一種幾乎全部是致密石英塊體組成的脈狀體，礦石由隱晶質(zhì)石英組成，白色、乳白色，多呈粒狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，主要成分都是SiO2，含量通常在98%左右。
脈石英礦體呈不規(guī)則脈狀，長度一般十幾米至幾百米，寬度一般為幾米，厚度一般幾米至幾十米，一個礦區(qū)可由單條礦脈或多條礦脈組成，脈體傾角較陡。礦床規(guī)模一般不大。
◆花崗偉晶巖石英：又叫花崗巖石英或偉晶巖型石英。是一種具有與花崗巖相似的造巖礦物，產(chǎn)出粗大晶體、文象結(jié)構(gòu)、內(nèi)部礦物－結(jié)構(gòu)分帶等特征性結(jié)構(gòu)的火成巖。
花崗偉晶巖樣品原礦圖
花崗偉晶巖是稀有金屬、云母、陶瓷長石、高純石英和寶石的重要賦存巖石。花崗偉晶巖石英含量僅30%左右，但石英晶粒極粗，磨礦后與脈石完全解離，且單體石英雜質(zhì)含量極少。
花崗偉晶巖石英呈脈狀、透鏡體、板狀、巖種體、不規(guī)則體等形態(tài)產(chǎn)出，常呈偉晶巖群出現(xiàn)。其偉晶巖脈規(guī)模不等，出露寬幾十厘米至幾百米不等，延伸長可達(dá)幾公里。花崗偉晶巖石英礦具有規(guī)模大、品質(zhì)高的特點。
二、礦床類型及典型礦床
♦脈石英礦床按成因可分為三種類型：巖漿熱液型、變質(zhì)熱液型和偉晶巖型，以巖漿熱液型、變質(zhì)熱液型為主。
1、巖漿熱液型脈石英礦床：以花崗巖漿為主，主要為巖漿熱液活動晚期的產(chǎn)物，由巖漿頻發(fā)活動，在某些特殊環(huán)境下，產(chǎn)生富SiO2流體，并伴有大氣降水和地殼中的物質(zhì)，沿構(gòu)造裂隙運移，最終沉淀結(jié)晶，形成脈石英礦。礦體一般形成深度較大，產(chǎn)于母巖侵入體的頂部、邊部或外接觸帶附近，礦體與圍巖界線清楚。
典型礦床：湖北省蘄春縣靈虬山脈石英礦床
2、偉晶巖型脈石英礦床：偉晶巖型脈石英形成于花崗巖頂部穩(wěn)定構(gòu)造環(huán)境中，由周圍花崗巖再結(jié)晶和組成花崗巖的礦物組分的分解作用而成。偉晶巖型脈石英礦常與鉀長石和云母伴生。礦床規(guī)模多為小型，經(jīng)濟(jì)意義較小。
典型礦床：山西省聞喜縣文家坡長石礦(伴生脈石英)、江西省萬田鉀長石礦(伴生脈石英)、湖北省大悟縣劉家沖云母礦(伴生脈石英)。
3、變質(zhì)熱液型：以區(qū)域變質(zhì)或混合巖化作用產(chǎn)生的熱液為主。強烈的巖漿活動及構(gòu)造運動為變質(zhì)作用提供熱源，含水的火成巖和基底原巖受變質(zhì)作用時，釋放出大量的水而形成變質(zhì)熱液，這些含礦溶液受構(gòu)造應(yīng)力作用沿韌性剪切帶運移，由于溫壓條件的變化，SiO2過飽和形成沉積，形成脈石英礦。
典型礦床：江西省樂安縣玉華山脈石英礦床
♦花崗偉晶巖：偉晶巖一般分為巖漿偉晶巖和變質(zhì)偉晶巖兩大類。巖漿偉晶巖根據(jù)侵入體成分不同又可劃分為花崗偉晶巖礦床、堿性偉晶巖礦床、基性和超基性偉晶巖礦床三類，自然界中最具工業(yè)價值、分布最廣的偉晶巖是花崗偉晶巖。
國際上存在不同的偉晶巖分類，Buddington提出基于偉晶巖形成深度的劃分方案，金茲堡也主要根據(jù)形成深度，把花崗偉晶巖劃分為深成、白云母、稀有及晶洞偉晶巖等類型。H.A.索洛多夫根據(jù)造巖礦物組成把偉晶巖分為微斜長石型、微斜長石－鈉長石型、鈉長石型和鈉長石－鋰輝石型等偉晶巖。我國偉晶巖學(xué)者采用了索洛多夫的分類方案。
在索洛多夫分類方案基礎(chǔ)上，綜合考慮了云母類（黑云母、二云母、白云母、鋰云母）和長石類礦物對偉晶巖演化和稀有金屬礦化特征的指示作用，把花崗偉晶巖可分為四類九型，如下圖所示，這種分類方案對于確定偉晶巖脈的結(jié)構(gòu)分帶型式和礦化類型較為直接有效。
三、我國礦產(chǎn)資源分布情況
♦脈石英
我國脈石英礦產(chǎn)資源分布廣泛，局部較為集中，主要分布在江西、四川、安徽、黑龍江、新疆、陜西、浙江７個省份，礦床規(guī)模以小型為主，占脈石英礦床總數(shù)的91.27％。
中國脈石英資源量分布圖（圖源：詹建華，王依等）
截至2019年底，我國脈石英礦產(chǎn)地數(shù)量482處，據(jù)自然資源部2020年儲量表統(tǒng)計，已查明資源儲量的礦床378處，累計查明資源儲量18172.16×104t。我國脈石英礦床貧礦多，富礦少，礦床規(guī)模以中、小型為主。礦石平均品位僅為97.46%，可以滿足高純石英及以上的礦產(chǎn)地約占脈石英資源儲量的7.81%。
中國脈石英資源一覽表
♦花崗偉晶巖石英
目前，花崗偉晶巖型石英已引起國內(nèi)的關(guān)注，并在新疆阿爾泰、北秦嶺等地區(qū)的找礦方面取得初步進(jìn)展。近年來，中國研究人員在東秦嶺地區(qū)新發(fā)現(xiàn)可制備4N級偉晶巖型高純石英礦點20余處。新疆阿爾泰位于中亞造山帶西段，是世界聞名的花崗偉晶巖集中區(qū)，區(qū)域出露偉晶巖脈10萬余條。
在開發(fā)利用方面，李育彪等以北秦嶺偉晶巖石英為原料，采用破碎、篩分、浮選、高溫焙燒、水淬和熱壓酸浸等方法，制備出4N高純石英砂；王安書等以河南某地花崗偉晶巖為原料，采用粗碎、煅燒水淬、細(xì)碎、磁選、浮選和酸浸等方法，制備出4N5高純石英砂（只檢測了Al、Fe、K、Ti、Ca、Mg等6種元素）。張海啟等針對新疆阿爾泰地區(qū)偉晶巖型高純石英礦床采用適當(dāng)?shù)奶峒児に嚵鞒�，成功制備�?N8級高端高純石英砂。趙金洲等在秦嶺東部發(fā)現(xiàn)了礦物學(xué)屬性類似美國北卡羅來納州斯普魯斯番地區(qū)優(yōu)質(zhì)的花崗質(zhì)偉晶巖，并通過煅燒水淬-破碎磨礦-磁選-超聲清洗-浮選-酸浸的工藝流程，獲得了4N級的高純石英產(chǎn)品。
四、找礦潛力
♦脈石英
(1)東西秦嶺的丹鳳—商南一帶，發(fā)育在白云質(zhì)灰?guī)r、石英砂巖和燕山早期丹江鈉長巖體中的脈石英成礦帶。
(2)桐柏—大別造山帶南段的麻田—英山一帶“靈虬山式”脈石英，脈體走向延伸數(shù)百米，厚度數(shù)十厘米至二十余米。
(3)大別山東段的“白石山式”脈石英，主要分布在溪沸—菖蒲—田頭及塘梨巖—靈山寨—團(tuán)石灣共兩條近北東向的成礦帶，前帶長約20km，寬約5km；后帶長約12km，寬約4km。
(4)蘇魯造山帶南端的東海地區(qū)，脈石英主要沿南部、北部兩條成礦帶分布，南部成礦帶長度25km、寬2.2km；北部成礦帶長度41km、寬度小于6km。
(5)蘇魯造山帶南端的臨沂中北部地區(qū)，巖漿熱液型、變質(zhì)熱液型和偉晶巖型脈石英均有發(fā)現(xiàn)。
(6)柴達(dá)木北緣的海西地區(qū)印支期花崗巖中廣泛發(fā)育石英脈，脈體規(guī)模一般較大。
♦花崗偉晶巖
（1）我國新疆阿爾泰地區(qū)是世界聞名的花崗偉晶巖集中區(qū)，在長413km、寬20~60km的變質(zhì)巖帶內(nèi)，出露各類花崗偉晶巖脈數(shù)萬條，形成十余個偉晶巖密集區(qū)，具有偉晶巖型高純石英資源的稟賦條件。
（2）河南東秦嶺-大別造山帶已發(fā)現(xiàn)花崗偉晶巖脈近7000條，平均密度約為86條/km2，中大型偉晶巖脈近400條，脈體規(guī)模大，巖石類型和石英礦物的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征類似于Spruce Pine花崗偉晶巖，并且其全巖石英礦物含量(40%~45%)大于后者(25%~35%)，有望開發(fā)成為制備高純石英砂的原材料基地。
（3）河南盧氏龍泉坪偉晶巖型高純石英礦床位于北秦嶺構(gòu)造帶東部。礦床賦存于秦嶺巖群石槽溝組和峽河巖群寨根組中，礦石類型為白云母花崗偉晶巖型，石英礦物經(jīng)深度提純SiO2含量可達(dá)99．997%。該地區(qū)偉晶巖脈數(shù)量多，規(guī)模大，龍泉坪偉晶巖型高純石英礦床的發(fā)現(xiàn)對我國高純石英資源地質(zhì)勘查具有重要的示范和引領(lǐng)作用。
五、總結(jié)
我國脈石英礦產(chǎn)資源分布廣泛，也是我國目前高純石英生產(chǎn)的主要原料；但已有研究表明，可用于提取高純石英的脈石英資源儲量僅709萬t，且多呈脈狀、雞窩狀分布，礦床規(guī)模小、礦石品質(zhì)不穩(wěn)定，這些脈石英礦床中僅有少部分能生產(chǎn)出適用于半導(dǎo)體工業(yè)和芯片制造行業(yè)的高純石英砂，恐難以滿足高純石英高端產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)的需要。
目前，偉晶巖型石英已引起國內(nèi)的關(guān)注，并在新疆阿爾泰、北秦嶺等地區(qū)的找礦方面取得初步進(jìn)展。
結(jié)合當(dāng)前高純石英的制備研究現(xiàn)狀及國內(nèi)高純石英生產(chǎn)所面臨的原礦問題，以花崗偉晶巖作為原料制備高純石英在國內(nèi)具有巨大的研究潛力。
參考來源：
【1】李嘉欣.中國脈石英資源分布特征及成礦規(guī)律研究.吉林地質(zhì).2023.
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【4】趙海波，等.東秦嶺偉晶巖型高純石英礦地球化學(xué)、鋯石U-Pb及Hf同位素研究：對高純石英找礦方向的探討.中國地質(zhì).2023.
【5】汪靈.高純石英的概念及其原來品級劃分.礦產(chǎn)保護(hù)與利用.2022.
【6】侯江龍.我國兩大類偉晶巖的成巖成礦特征及構(gòu)造環(huán)境對比研究.2018.
【7】中國粉體網(wǎng).我國脈石英成礦特征及資源現(xiàn)狀
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）
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