中國粉體網訊 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)略性新興產業(yè)的關鍵基礎材料，是世界稀缺、我國短缺的戰(zhàn)略性礦產資源。
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石英原料決定了高純石英質量，選擇合適的石英原料是成功加工出高純石英的關鍵。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，礦石由隱晶質石英組成，白色、乳白色，多呈粒狀結構、塊狀構造，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，產出粗大晶體、文象結構、內部礦物－結構分帶等特征性結構的火成巖。
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)產出，常呈偉晶巖群出現。其偉晶巖脈規(guī)模不等，出露寬幾十厘米至幾百米不等，延伸長可達幾公里�；◢弬ゾr石英礦具有規(guī)模大、品質高的特點。
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、變質熱液型和偉晶巖型，以巖漿熱液型、變質熱液型為主。
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物，由巖漿頻發(fā)活動，在某些特殊環(huán)境下，產生富SiO2流體，并伴有大氣降水和地殼中的物質，沿構造裂隙運移，最終沉淀結晶，形成脈石英礦。礦體一般形成深度較大，產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)定構造環(huán)境中，由周圍花崗巖再結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，經濟意義較小。
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、變質熱液型：以區(qū)域變質或混合巖化作用產生的熱液為主。強烈的巖漿活動及構造運動為變質作用提供熱源，含水的火成巖和基底原巖受變質作用時，釋放出大量的水而形成變質熱液，這些含礦溶液受構造應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偉晶巖兩大類。巖漿偉晶巖根據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。我國偉晶巖學者采用了索洛多夫的分類方案。
在索洛多夫分類方案基礎上，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構分帶型式和礦化類型較為直接有效。
三、我國礦產資源分布情況
♦脈石英
我國脈石英礦產資源分布廣泛，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，我國脈石英礦產地數量482處，據自然資源部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的關注，并在新疆阿爾泰、北秦嶺等地區(qū)的找礦方面取得初步進展。近年來，中國研究人員在東秦嶺地區(qū)新發(fā)現可制備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的提純工藝流程，成功制備了4N8級高端高純石英砂。趙金洲等在秦嶺東部發(fā)現了礦物學屬性類似美國北卡羅來納州斯普魯斯番地區(qū)優(yōu)質的花崗質偉晶巖，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，脈體走向延伸數百米，厚度數十厘米至二十余米。
(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、變質熱液型和偉晶巖型脈石英均有發(fā)現。
(6)柴達木北緣的海西地區(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的變質巖帶內，出露各類花崗偉晶巖脈數萬條，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構構造特征類似于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，石英礦物經深度提純SiO2含量可達99．997%。該地區(qū)偉晶巖脈數量多，規(guī)模大，龍泉坪偉晶巖型高純石英礦床的發(fā)現對我國高純石英資源地質勘查具有重要的示范和引領作用。
五、總結
我國脈石英礦產資源分布廣泛，也是我國目前高純石英生產的主要原料；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、礦石品質不穩(wěn)定，這些脈石英礦床中僅有少部分能生產出適用于半導體工業(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品大規(guī)模生產的需要。
目前，偉晶巖型石英已引起國內的關注，并在新疆阿爾泰、北秦嶺等地區(qū)的找礦方面取得初步進展。
結合當前高純石英的制備研究現狀及國內高純石英生產所面臨的原礦問題，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.2023.
【2】顏玲亞，等.我國脈石英礦床類型及成礦規(guī)律.中國非金屬礦工業(yè)導刊.2020.
【3】詹建華，等.我國脈石英資源現狀分析.中國非金屬礦工業(yè)導刊.2020.
【4】趙海波，等.東秦嶺偉晶巖型高純石英礦地球化學、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.2023.
【5】汪靈.高純石英的概念及其原來品級劃分.礦產保護與利用.2022.
【6】侯江龍.我國兩大類偉晶巖的成巖成礦特征及構造環(huán)境對比研究.2018.
【7】中國粉體網.我國脈石英成礦特征及資源現狀
（中國粉體網編輯整理/星耀）
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