中國(guó)粉體網(wǎng)訊 高純石英作為半導(dǎo)體、光纖、光伏、光學(xué)、電光源等產(chǎn)業(yè)不可或缺且無(wú)法替代的重要功能性材料，是世界稀缺、我國(guó)短缺的戰(zhàn)略性資源。高純石英原料的來(lái)源主要分為水晶、脈石英和花崗偉晶巖三種。水晶礦床一般規(guī)模較小，且資源匱乏，目前主要用作工藝品原料；脈石英礦床一般規(guī)模不大，僅部分可用做高純石英原料；偉晶巖型高純石英具有規(guī)模大、品質(zhì)高的特點(diǎn)，是將來(lái)高純石英相關(guān)勘查和研究的重要對(duì)象。
1花崗偉晶巖制備高純石英砂可行性分析
偉晶巖型石英資源通常具有規(guī)模大、雜質(zhì)少、品質(zhì)穩(wěn)定、流體包裹體含量低等優(yōu)點(diǎn)。
目前，國(guó)際上認(rèn)可度較高的高端高純石英產(chǎn)品，如美國(guó)矽比科(Sibelco)公司的IOTA系列產(chǎn)品，其原料是來(lái)自美國(guó)北卡羅來(lái)納州的花崗偉晶巖礦脈，Sibelco公司利用該礦床偉晶巖生產(chǎn)的4N8及以上高端石英砂產(chǎn)品幾乎壟斷國(guó)際市場(chǎng)。
國(guó)內(nèi)也存在具備高純石英提純潛力的花崗偉晶巖礦脈。張海啟等針對(duì)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(jí)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(lèi)似美國(guó)北卡羅來(lái)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(guò)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(jí)的高純石英產(chǎn)品。此外，張海啟等將河南盧氏龍泉坪偉晶巖型高純石英礦床與美國(guó)斯普魯斯番偉晶巖型高純石英礦床進(jìn)行對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)兩者具有相似的成礦地質(zhì)背景和地球化學(xué)特征，具有較高的提純潛力。因此，結(jié)合當(dāng)前高純石英的制備研究現(xiàn)狀及國(guó)內(nèi)高純石英生產(chǎn)所面臨的原礦問(wèn)題，以花崗偉晶巖作為原料制備高純石英在國(guó)內(nèi)具有巨大的研究潛力。
2花崗偉晶巖礦的特點(diǎn)
花崗偉晶巖是由粗粒-巨粒礦物組成的淺色花崗質(zhì)結(jié)晶巖，多呈脈狀、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)。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(zhǎng)可達(dá)幾公里。
花崗偉晶巖具有多種內(nèi)部結(jié)構(gòu)分帶型式，包括均一結(jié)構(gòu)、分帶結(jié)構(gòu)和分層結(jié)構(gòu)；化學(xué)組成上與花崗巖相近，具有更高的稀有金屬和揮發(fā)分含量；從太古代至中新世均有出現(xiàn)，產(chǎn)出構(gòu)造背景包括造山、造山后和非造山。花崗偉晶巖是稀有金屬、云母、陶瓷長(zhǎng)石、高純石英和寶石的重要賦存巖石。
花崗偉晶巖的形成過(guò)程是復(fù)雜的，用任何一種簡(jiǎn)單的觀點(diǎn)都難以解釋偉晶巖成因的全過(guò)程。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在長(zhǎng)期深入的研究中提出了多個(gè)花崗偉晶巖成因模式，目前主要認(rèn)為花崗偉晶巖巖漿來(lái)自巖漿分異或深熔作用。
3我國(guó)偉晶巖礦分布情況
（1）河南東秦嶺-大別造山帶花崗偉晶巖
研究人員在河南東秦嶺-大別造山帶出露的花崗偉晶巖中發(fā)現(xiàn)了高純度石英自然礦物，經(jīng)河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局與中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所聯(lián)合攻關(guān)研究和野外查證，認(rèn)為石英礦物賦存的花崗偉晶巖類(lèi)型與美國(guó)北卡羅來(lái)納州Spruce Pine花崗偉晶巖相近，巖石造巖礦物組合簡(jiǎn)單，除石英外，其他礦物主要為長(zhǎng)石和少量白云母。石英顆粒中少有氣液相包裹體，雜質(zhì)元素Al、Fe、Ti、Ca、Mg等含量較少，礦物的其他基本特征與國(guó)外制備超高純石英砂原料十分相似。
在河南東秦嶺-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(lèi)型和石英礦物的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征類(lèi)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(kāi)發(fā)成為制備高純石英砂的原材料基地。
（2）龍泉坪偉晶巖型高純石英礦床
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(lèi)型為白云母花崗偉晶巖型，其主要礦物成分為鈉長(zhǎng)石(31%～51%)、微斜長(zhǎng)石(11%～20%)、石英(25%～38%)和白云母(7%～9%)，含少量石榴子石(1%～2%)、黑云母(＜1%)等；石英礦物經(jīng)深度提純SiO2含量可達(dá)99．997%。
北秦嶺地區(qū)偉晶巖脈數(shù)量多，規(guī)模大，新發(fā)現(xiàn)的盧氏龍泉坪石英礦床具有和美國(guó) Spruce Pine 高純石英礦床相似的地質(zhì)特征。龍泉坪偉晶巖型高純石英礦床的發(fā)現(xiàn)對(duì)我國(guó)高純石英資源地質(zhì)勘查具有重要的示范和引領(lǐng)作用。
（3）新疆阿爾泰地區(qū)花崗偉晶巖
我國(guó)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(zhǎng)413km、寬20～60km的變質(zhì)巖帶內(nèi)，出露各類(lèi)花崗偉晶巖脈數(shù)萬(wàn)條，形成十余個(gè)偉晶巖密集區(qū)，具有偉晶巖型高純石英資源的稟賦條件。
這些偉晶巖型高純石英脈體賦存于瓊庫(kù)爾地體震旦系－下寒武統(tǒng)喀納斯巖群中，礦石類(lèi)型為白云母?jìng)ゾr型，其主要礦物組成為石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、白云母和少量黑云母。石英顆粒粒徑介于0.3～4mm，部分石英顆粒包裹于長(zhǎng)石內(nèi)部。石英顆粒中包含流體包裹體的非純凈顆粒含量較多，顆粒內(nèi)流體包裹體主要呈面狀分布，尺寸較小，多在10μm以下，類(lèi)型以富液相氣液兩相包裹體為主。
陳培榮等通過(guò)對(duì)比該區(qū)域與美國(guó)SprucePine地區(qū)花崗偉晶巖在地質(zhì)背景、礦物學(xué)、巖石學(xué)和地球化學(xué)方面的特征差異，認(rèn)為阿爾泰地區(qū)具有尋找高純石英的前景。張海啟等采用雜質(zhì)定向去除技術(shù)，進(jìn)一步去除石英礦物中晶間雜質(zhì)和包裹體雜質(zhì)，成功制備了SiO2純度達(dá)到99.9983%的4N8級(jí)高端高純石英砂。該研究為我國(guó)偉晶巖型高純石英資源的找礦突破指出了方向，可有力地支撐服務(wù)我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵資源材料的安全供給。
（4）其他
廣東省礦產(chǎn)應(yīng)用研究所發(fā)現(xiàn)，從南雄某地花崗-花崗偉晶巖型礦床中分選出的石英砂具有遇水透明度高、棱角分明、裂紋少的特點(diǎn)，這一現(xiàn)象引起試驗(yàn)人員的高度重視，隨即開(kāi)展了一系列不同礦山石英砂樣品的巖相對(duì)比試驗(yàn)。參考資料篩查，南雄花崗-花崗偉晶巖型石英資源為廣東省內(nèi)目前唯一高純石英資源。
參考來(lái)源：廣東省地質(zhì)局
【1】王振軒，等.江西花崗偉晶巖制備4N級(jí)高純石英工藝研究.非金屬礦.2023.
【2】趙金洲，等.東秦嶺花崗偉晶巖中高純石英礦物的可利用性研究.礦物巖石地球化學(xué)通報(bào).2022.
【3】張海啟，等.河南盧氏龍泉坪偉晶巖型高純石英礦床的首次發(fā)現(xiàn)及找礦意義.礦產(chǎn)保護(hù)與利用.2022.
【4】周起鳳，等.花崗偉晶巖成因探討：巖漿分異與深熔.地學(xué)前緣.2023.
【5】張海啟，等. 新疆阿爾泰偉晶巖型高純石英礦床地質(zhì)特征及4N8級(jí)產(chǎn)品制備技術(shù).礦產(chǎn)保護(hù)與利用.2022.
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）
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