高(gāo)純石英是由水(shuǐ)晶、脈石英、花(huā)崗偉晶岩等礦石作(zuò)爲原料經提純後的一種礦産品,廣泛應用(yòng)于信息技術、高(gāo)端制造、新能(néng)源等戰略性新興産業。能(néng)夠提純生産高(gāo)純石英的礦床稱爲高(gāo)純石英原料礦。

太平洋石英
1、高(gāo)純石英原料類型
高(gāo)純石英原料的礦石類型非常廣泛,有熱液脈石英、白(bái)崗岩、偉晶岩型,花(huā)崗閃長岩的風(fēng)化殘積型礦石,以及長石雲母礦尾礦、高(gāo)嶺土尾礦、金(jīn)礦尾礦等尾礦型礦石。雖然礦石類型多樣,但(dàn)大(dà)部分高(gāo)純石英礦産于太古宙-元古宙黑雲母片麻岩、花(huā)崗片麻岩、片岩等古老(lǎo)變質岩系中,受古生代-中生代花(huā)崗質岩漿活動控制,經曆了(le)長期而緩慢的變質過程,形成質量優異的高(gāo)純石英。

高(gāo)純石英礦石
2、高(gāo)純石英原料礦産資源概況
目前,高(gāo)純石英原料礦床主要分布于美(měi)國、挪威、澳大(dà)利亞、俄羅斯、毛裏塔尼亞、中國、加拿大(dà)等7個國家。據美(měi)國地質調查局統計(jì)數據,截至2019年底,全球高(gāo)純石英原料礦産資源約7300萬t,其中,巴西是全球第一大(dà)資源量國,資源量爲2111萬t,礦石類型主要爲天然水(shuǐ)晶;美(měi)國是第二大(dà)資源量國,資源量爲1822萬t,礦石類型主要爲花(huā)崗偉晶岩型石英。加拿大(dà)位列全球第三,資源量爲1000萬t,礦石類型主要爲脈石英。
我國高(gāo)純石英原料礦以脈石英和(hé)水(shuǐ)晶爲主,資源量共計(jì)爲685萬t,其中水(shuǐ)晶資源量僅爲0.69萬t。我國的高(gāo)純石英原料礦床主要分布在湖北蕲春(靈虬山脈石英礦(SiO2含量爲99.35%)、江蘇東海(SiO2含量爲99.19%)、安徽旌德(版書鄉(xiāng)龍川脈石英礦SiO2含量爲99.01%)和(hé)太湖等地區(qū),其中以江蘇東海的水(shuǐ)晶品質最爲優越,但(dàn)保有資源量已接近枯竭。另外(wài)在安徽鳳陽、江蘇新沂、新疆阿勒泰地區(qū)也(yě)有分布。
3、中國典型高(gāo)純石英礦
(1)湖北省蕲春縣靈虬山脈石英礦
靈虬山脈石英礦位于蕲春縣西北約20km的橫車鎮,爲熱液脈石英型,由矽質熱液侵入太古宙大(dà)别山群紅(hóng)安組的黑雲母斜長片麻岩、花(huā)崗片麻岩和(hé)角閃岩而形成。
湖北省基本建設委員會(huì)401隊于1971~1973年對(duì)礦床進行勘探,發現(xiàn)6條脈石英礦體,共提交脈石英儲量387.4萬噸。鑽孔取樣分析結果表明(míng),礦石幾乎全由石英組成,晶體粒徑1~2mm,含微量黃鐵(tiě)礦、白(bái)雲母、絹雲母、綠泥石、輝钼礦等。礦石SiO2純度>99.35%,Al2O3<0.22%,Fe2O3<0.02%。
目前,湖北省蕲春縣靈虬山石英礦持有礦床的采礦權,露天開(kāi)采,其設計(jì)礦山規模爲年采1.5萬噸礦石。
(2)安徽太湖縣白(bái)石山脈石英礦
該礦床屬變質熱液型脈石英礦床,位于南大(dà)别高(gāo)壓—超高(gāo)壓變質帶與宿松變質雜(zá)岩分界的太湖—馬廟韌性剪切帶内,其成礦受韌性剪切帶及脆性斷裂共同控制。
礦床特征:礦床分東西兩個礦段,其中東礦段礦體長165m,寬70~23m;西礦段礦體長140m,寬72m,礦石的礦物組成主要爲石英,含量多數在98%~99%以上(shàng),平均98.76%。部分礦石含有少量白(bái)雲母、鉀長石,含量在1%~3%。
該礦床脈石英礦石經浮選後SiO299.92%、Al2O30.0074%、Fe2O30.0017%,達到(dào)高(gāo)純石英的質量要求。
成礦模式:早期形成韌性剪切帶,然後經曆榴輝岩相、角閃岩相退變質作(zuò)用(yòng),産生大(dà)量的SiO2溶液,經曆北東向左型韌性剪切變形,這(zhè)些(xiē)含礦溶液受構造應力作(zuò)用(yòng)沿韌性剪切帶運移,在脆韌性轉換的部位岩性界面附近由于溫壓條件的變化,SiO2過飽和(hé)形成沉積,最終形成了(le)白(bái)石山脈石英礦,在礦體形成後受到(dào)了(le)北西向斷裂構造的破壞。
(3)山東臨沂邵家峪脈石英礦
該礦床屬岩漿熱液型脈石英礦床,位于魯西隆起脈石英成礦帶,呈脈狀賦存于傲徕山超單元松山單元弱片麻狀二長花(huā)崗岩中。
礦床特征:發現(xiàn)脈石英礦體4餘處,礦體多呈複合透鏡狀、脈狀,常成群成組分布,規模較大(dà)的主礦體兩側可見近于平行分布的脈石英細脈;單礦體形态呈不規則的脈狀或透鏡狀,部分呈囊狀或串珠狀,走向多爲北西向或北東向,與區(qū)域構造線方向一緻,傾角多爲高(gāo)角度70°~90°,脈寬爲1~6m,長度一般50~1300m。礦石自(zì)然類型爲含晶脈石英、乳白(bái)色脈石英。SiO2含量99.09%~99.63%、平均99.28%,Al2O3含量0.31%,Fe2O3含量0.112%。區(qū)内脈石英成因爲低(dī)溫岩漿熱液型。
成礦模式:新太古代呂梁期地殼物質熔融岩漿大(dà)面積上(shàng)侵,形成富矽熱液,爲脈石英的形成提供了(le)物質來(lái)源;同時(shí)伴有強烈的構造運動,形成北西走向的右行平移變形及北北東走向的左行構造裂隙,爲區(qū)内富矽熱液運移及脈石英的形成提供了(le)運移通道(dào)及容礦空(kōng)間,富矽熱液在構造裂隙中運移、沉澱、在岩漿期後,因壓力、溫度驟降形成脈石英。
4、我國高(gāo)純石英礦開(kāi)發建議(yì)
首先,在找礦方向上(shàng),應立足國内資源,大(dà)力加強對(duì)境内太古宙—元古宙變質岩系,特别是蘇魯—大(dà)别超高(gāo)壓變質帶中純度較高(gāo)的玻璃用(yòng)脈石英、偉晶岩、白(bái)崗岩的篩查梳理(lǐ),加強地質調查和(hé)質量評價;同時(shí),應關注花(huā)崗閃長岩、偉晶岩和(hé)高(gāo)嶺土礦開(kāi)采後殘留尾礦中的石英。在發現(xiàn)可用(yòng)作(zuò)高(gāo)純石英原料的礦石後,支持地勘單位和(hé)礦山企業及時(shí)跟進勘查,開(kāi)展選礦實驗,評估資源潛力,估算(suàn)資源量。其次,爲保障新材料新能(néng)源等新型創新産業所需的高(gāo)純石英資源,我國應打破高(gāo)純石英砂進口渠道(dào)單一的境況,加大(dà)挪威、俄羅斯、澳大(dà)利亞等國高(gāo)純石英砂及産品的進口力度;此外(wài),應支持鼓勵國内礦山企業通過合作(zuò),開(kāi)發毛裏塔尼亞等國的高(gāo)純石英原料礦,拓展高(gāo)純石英的來(lái)源渠道(dào),維護國家戰略安全。