高純石英是由水晶、脈石英、花崗偉晶巖等礦石作為原料經(jīng)提純后的一種礦產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于信息技術(shù)、高端制造、新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。能夠提純生產(chǎn)高純石英的礦床稱為高純石英原料礦。

太平洋石英

1、高純石英原料類型

高純石英原料的礦石類型非常廣泛，有熱液脈石英、白崗巖、偉晶巖型，花崗閃長(zhǎng)巖的風(fēng)化殘積型礦石，以及長(zhǎng)石云母礦尾礦、高嶺土尾礦、金礦尾礦等尾礦型礦石。雖然礦石類型多樣，但大部分高純石英礦產(chǎn)于太古宙－元古宙黑云母片麻巖、花崗片麻巖、片巖等古老變質(zhì)巖系中，受古生代－中生代花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)控制，經(jīng)歷了長(zhǎng)期而緩慢的變質(zhì)過(guò)程，形成質(zhì)量?jī)?yōu)異的高純石英。

高純石英礦石

2、高純石英原料礦產(chǎn)資源概況

目前，高純石英原料礦床主要分布于美國(guó)、挪威、澳大利亞、俄羅斯、毛里塔尼亞、中國(guó)、加拿大等7個(gè)國(guó)家。據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2019年底，全球高純石英原料礦產(chǎn)資源約7300萬(wàn)ｔ，其中，巴西是全球第一大資源量國(guó)，資源量為2111萬(wàn)ｔ，礦石類型主要為天然水晶；美國(guó)是第二大資源量國(guó)，資源量為1822萬(wàn)ｔ，礦石類型主要為花崗偉晶巖型石英。加拿大位列全球第三，資源量為1000萬(wàn)ｔ，礦石類型主要為脈石英。

我國(guó)高純石英原料礦以脈石英和水晶為主，資源量共計(jì)為685萬(wàn)ｔ，其中水晶資源量?jī)H為0.69萬(wàn)ｔ。我國(guó)的高純石英原料礦床主要分布在湖北蘄春（靈虬山脈石英礦（SiO2含量為99.35％）、江蘇東海（SiO2含量為99.19％）、安徽旌德（版書鄉(xiāng)龍川脈石英礦SiO2含量為99.01％）和太湖等地區(qū)，其中以江蘇東海的水晶品質(zhì)最為優(yōu)越，但保有資源量已接近枯竭。另外在安徽鳳陽(yáng)、江蘇新沂、新疆阿勒泰地區(qū)也有分布。

3、中國(guó)典型高純石英礦

（1）湖北省蘄春縣靈虬山脈石英礦

靈虬山脈石英礦位于蘄春縣西北約20km的橫車鎮(zhèn)，為熱液脈石英型，由硅質(zhì)熱液侵入太古宙大別山群紅安組的黑云母斜長(zhǎng)片麻巖、花崗片麻巖和角閃巖而形成。

湖北省基本建設(shè)委員會(huì)401隊(duì)于1971～1973年對(duì)礦床進(jìn)行勘探，發(fā)現(xiàn)6條脈石英礦體，共提交脈石英儲(chǔ)量387.4萬(wàn)噸。鉆孔取樣分析結(jié)果表明，礦石幾乎全由石英組成，晶體粒徑1～2mm，含微量黃鐵礦、白云母、絹云母、綠泥石、輝鉬礦等。礦石SiO2純度＞99.35%，Al2O3＜0.22%，F(xiàn)e2O3＜0.02%。

目前，湖北省蘄春縣靈虬山石英礦持有礦床的采礦權(quán)，露天開采，其設(shè)計(jì)礦山規(guī)模為年采1.5萬(wàn)噸礦石。

（2）安徽太湖縣白石山脈石英礦

該礦床屬變質(zhì)熱液型脈石英礦床，位于南大別高壓—超高壓變質(zhì)帶與宿松變質(zhì)雜巖分界的太湖—馬廟韌性剪切帶內(nèi)，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(gè)礦段，其中東礦段礦體長(zhǎng)165m，寬70～23m；西礦段礦體長(zhǎng)140m，寬72m，礦石的礦物組成主要為石英，含量多數(shù)在98%～99%以上，平均98.76%。部分礦石含有少量白云母、鉀長(zhǎng)石，含量在1%～3%。

該礦床脈石英礦石經(jīng)浮選后SiO299.92%、Al2O30.0074%、Fe2O30.0017%，達(dá)到高純石英的質(zhì)量要求。

成礦模式：早期形成韌性剪切帶，然后經(jīng)歷榴輝巖相、角閃巖相退變質(zhì)作用，產(chǎn)生大量的SiO2溶液，經(jīng)歷北東向左型韌性剪切變形，這些含礦溶液受構(gòu)造應(yīng)力作用沿韌性剪切帶運(yùn)移，在脆韌性轉(zhuǎn)換的部位巖性界面附近由于溫壓條件的變化，SiO2過(guò)飽和形成沉積，最終形成了白石山脈石英礦，在礦體形成后受到了北西向斷裂構(gòu)造的破壞。

（3）山東臨沂邵家峪脈石英礦

該礦床屬巖漿熱液型脈石英礦床，位于魯西隆起脈石英成礦帶，呈脈狀賦存于傲徠山超單元松山單元弱片麻狀二長(zhǎng)花崗巖中。

礦床特征：發(fā)現(xiàn)脈石英礦體4余處，礦體多呈復(fù)合透鏡狀、脈狀，常成群成組分布，規(guī)模較大的主礦體兩側(cè)可見近于平行分布的脈石英細(xì)脈；單礦體形態(tài)呈不規(guī)則的脈狀或透鏡狀，部分呈囊狀或串珠狀，走向多為北西向或北東向，與區(qū)域構(gòu)造線方向一致，傾角多為高角度70°～90°，脈寬為1~6m，長(zhǎng)度一般50～1300m。礦石自然類型為含晶脈石英、乳白色脈石英。SiO2含量99.09%～99.63%、平均99.28%，Al2O3含量0.31%，F(xiàn)e2O3含量0.112%。區(qū)內(nèi)脈石英成因?yàn)榈蜏貛r漿熱液型。

成礦模式：新太古代呂梁期地殼物質(zhì)熔融巖漿大面積上侵，形成富硅熱液，為脈石英的形成提供了物質(zhì)來(lái)源；同時(shí)伴有強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成北西走向的右行平移變形及北北東走向的左行構(gòu)造裂隙，為區(qū)內(nèi)富硅熱液運(yùn)移及脈石英的形成提供了運(yùn)移通道及容礦空間，富硅熱液在構(gòu)造裂隙中運(yùn)移、沉淀、在巖漿期后，因壓力、溫度驟降形成脈石英。

4、我國(guó)高純石英礦開發(fā)建議

首先，在找礦方向上，應(yīng)立足國(guó)內(nèi)資源，大力加強(qiáng)對(duì)境內(nèi)太古宙—元古宙變質(zhì)巖系，特別是蘇魯—大別超高壓變質(zhì)帶中純度較高的玻璃用脈石英、偉晶巖、白崗巖的篩查梳理，加強(qiáng)地質(zhì)調(diào)查和質(zhì)量評(píng)價(jià)；同時(shí)，應(yīng)關(guān)注花崗閃長(zhǎng)巖、偉晶巖和高嶺土礦開采后殘留尾礦中的石英。在發(fā)現(xiàn)可用作高純石英原料的礦石后，支持地勘單位和礦山企業(yè)及時(shí)跟進(jìn)勘查，開展選礦實(shí)驗(yàn)，評(píng)估資源潛力，估算資源量。其次，為保障新材料新能源等新型創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)所需的高純石英資源，我國(guó)應(yīng)打破高純石英砂進(jìn)口渠道單一的境況，加大挪威、俄羅斯、澳大利亞等國(guó)高純石英砂及產(chǎn)品的進(jìn)口力度;此外，應(yīng)支持鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)礦山企業(yè)通過(guò)合作，開發(fā)毛里塔尼亞等國(guó)的高純石英原料礦，拓展高純石英的來(lái)源渠道，維護(hù)國(guó)家戰(zhàn)略安全。