中国粉体网讯 高纯石英作为一种重要的战略资源和工业生产原料，是真正“卡脖子”的矿物资源。高纯石英是指二氧化硅(SiO2)含量大于99.9%、Fe2O3含量小于0.001%、Al2O3含量小于0.01%的石英砂，是由天然水晶、脉石英和花岗伟晶岩石英等经过提纯加工而成的。
目前，能够用作高纯石英原料的矿床工业类型主要有天然水晶、脉石英和花岗伟晶岩石英三种。我国的高纯石英原料矿床主要分布在湖北蕲春（灵虬山脉石英矿SiO2含量为99.35%）、江苏东海（SiO2含量为99.19%）、安徽旌德（版书乡龙川脉石英矿SiO2含量为99.01%）和太湖等地区，其中以江苏东海的石英品质最为优越。另外在安徽凤阳、江苏新沂、新疆阿勒泰地区也有分布。
❐ 天然水晶
最早的高纯石英使用一、二级天然水晶为原料，经过精选提纯加工后制备高纯石英砂。天然水晶是一种无色透明的石英结晶体矿物，主要成分为SiO2，我国的天然水晶分布广泛，几乎在每个省区都有产出，目前以江苏东海最为有名，在海南屯昌、贵州罗甸、黑龙江通河、四川康定、福建政和、黑龙江伊春、云南富宁和广西百色等地均有分布。
我国天然水晶贫矿多，富矿少，资源储量极为有限，而且大多矿床规模小，探明的各类水晶资源不多，多为洞采，开采技术条件一般为中等复杂-复杂。据自然资源部发布的《全国矿产资源储量通报》，截至2019年我国查明的水晶资源总量为6648.526t，但保有量仅有175.52t，经过30多年的开采，我国的天然水晶资源已逐渐枯竭。
❐ 脉石英
我国的脉石英矿产资源具有分布广泛、局部集中、矿床少、矿点多的特点，主要分布在江西、四川、安徽、黑龙江、新疆、陕西、浙江7个省（区），约占总资源储量的84.74%；我国脉石英矿产地354处，大部分矿产资源用于中低端产品，用于生产高纯石英的脉石英矿物原料资源比较稀缺。国内品位较高的代表性脉石英矿床有湖北省蕲春县灵虬山脉石英矿、江苏省东海县水晶矿区、安徽旌德县龙川脉石英矿等。
脉石英资源量分布图
詹建华等.我国脉石英资源现状分析
全国脉石英保有资源量约1.63亿t，其中，江西和海南保有资源量最多，各占全国总资源量15%左右。海南南蛇岭为国内探明规模最大的脉石英矿床，其保有资源量超2000万t；四川和新疆各占10%左右；福建、安徽、陕西、内蒙古、辽宁等五省（区）各占5%左右，其他省（区）占比较少。根据张佩聪等推测，用于生产高纯石英矿物资源占据已勘察的水晶、脉石英等资源的10%，目前我国已查明的水晶资源约为29.2万t，脉石英约9200万t，因此应用于生产高纯石英的资源约为920万t。
脉石英矿产地分布图
来源：詹建华等.我国脉石英资源现状分析
按照成矿区带统计，脉石英矿产地在江南隆起东段成矿带武功山—杭州湾成矿带、小兴安岭—张广才岭成矿带、塔里木陆块北缘成矿带、西秦岭成矿带、东秦岭非金属成矿带等Ⅲ级成矿区带分布相对集中。
我国脉石英成矿区带划分图
高树学.我国脉石英成矿区带初步划分
据统计，全国脉石英矿产地中矿点（资源量＜20万t）数量居多，占矿产地总数的74%；大型矿床仅1处，中型矿床18处，小型矿床58处。其中，江西的矿点数量占比全省达93%，仅有中型2处，小型7处；福建无大中型矿床，仅有小型矿床9处，其他均为矿点。
找矿方向：
（1）东西秦岭的丹凤-商南一带，发育在白云质灰岩、石英砂岩和燕山早期丹江钠长岩体中的脉石英成矿带。
（2）桐柏-大别造山带南段的麻田-英山一带“灵虬山式”脉石英，脉体走向延伸数百米，厚度数十厘米至二十余米。
（3）大别山东段的“白石山式”脉石英，主要分布在溪沸-菖蒲-田头及塘梨岩-灵山寨-团石湾共两条近北东向的成矿带，前带长约20km，宽约5km；后带长约12km，宽约4km。
（4）苏鲁造山带南端的东海地区，脉石英主要沿南部、北部两条成矿带分布，南部成矿带长度25km、宽2.2km；北部成矿带长度41km、宽度小于6km。
（5）苏鲁造山带南端的临沂中北部地区，岩浆热液型、变质热液型和伟晶岩型脉石英均有发现。
（6）柴达木北缘的海西地区印支期花岗岩中广泛发育脉石英，脉体规模一般较大。
❐ 花岗伟晶岩石英
花岗伟晶岩石英，又叫花岗岩石英或伟晶岩型石英。虽然花岗伟晶岩石英含量仅30%左右，但石英晶粒极粗，磨矿后与脉石完全解离，且单体石英杂质含量极少。目前，伟晶岩型石英已引起国内的关注，并在新疆阿尔泰、北秦岭等地区的找矿方面取得初步进展。
北秦岭地区花岗伟晶岩
该地区花岗伟晶岩脉分布密集，其中脉体长度在200～500m、宽在20～30m的伟晶岩脉占70%，脉体长度约450～600m不等、宽40～80m不等的伟晶岩脉占30%。
其中，河南卢氏龙泉坪伟晶岩型高纯石英矿床位于北秦岭构造带东部。通过地质填图、勘查工程和分析测试，研究人员初步圈定6条伟晶岩型高纯石英矿体。矿石类型为白云母花岗伟晶岩型，矿石呈淡绿～灰白色，伟晶结构、文象结构，分带不明显。主要矿物成分为钠长石(31%～51%)、微斜长石(11%～20%)、石英(25%～38%)和白云母(7%～9%)，含少量石榴子石、黑云母、磷灰石、针铁矿等。经深度提纯石英SiO2含量达到99.995%，部分样品纯度达到99.997%。
2021年，研究人员在北秦岭地区新发现可制备4N级伟晶岩型高纯石英矿点20余处、4N5级以上高纯石英矿产地1处，探获高纯石英矿物资源量69万t。
河南东秦岭-大别造山带伟晶岩
在河南东秦岭-大别造山带出露的花岗伟晶岩中发现的高纯度石英自然矿物，经河南省有色金属地质矿产局与中国科学院地球化学研究所联合攻关研究和野外查证，认为石英矿物赋存的花岗伟晶岩类型与美国北卡罗来纳州Spruce Pine花岗伟晶岩相近，岩石造岩矿物组合简单，除石英外，其他矿物主要为长石和少量白云母。石英颗粒中少有气液相包裹体，杂质元素Al、Fe、Ti、Ca、Mg等含量较少，矿物的其他基本特征与国外制备超高纯石英砂原料十分相似。
河南东秦岭-大别造山带已发现花岗伟晶岩脉近7000条，平均密度约为86条/km2，中大型伟晶岩脉近400条，东秦岭-大别山造山带高纯石英工业矿床方面具有重大的找矿潜力。
新疆阿尔泰地区花岗伟晶岩
我国新疆阿尔泰地区是世界闻名的花岗伟晶岩集中区，在长413km、宽20~60 km的变质岩带内，出露各类花岗伟晶岩脉万条，形成十余个伟晶岩密集区，具有伟晶岩型高纯石英资源的禀赋条件。
新疆阿尔泰伟晶岩型石英的主要矿物组成为石英（20%～25%）、斜长石（55%～60%）、钾长石（5%～10%）和白云母（1%～5%），此外还可见少量黑云母等。研究人员用该地矿石制备出伟晶岩型高纯石英产品SiO2含量达到99.9983%，产品纯度等级达到4N8，表明该地区伟晶岩型高纯石英资源在纯度层面上可满足高端高纯石英产品要求，潜力巨大。
❐ 小结
综上，我国天然水晶是最早采用的高纯石英原料，但现在已逐渐被脉石英和花岗伟晶岩石英所替代；我国脉石英矿产资源分布广泛，也是我国目前高纯石英生产的主要原料；目前，伟晶岩型石英已引起国内的关注，并在新疆阿尔泰、北秦岭等地区的找矿方面取得初步进展。虽然我国可用于制备高纯石英砂的探明资源匮乏，现阶段难以满足高端产品大规模生产的需要，但是从长远来看，我国高纯石英原料矿具有较大的资源潜力。
参考来源：
李光惠.高纯石英原料作为战略性矿产的分析及建议
张海啟.全球高纯石英资源开发利用现状及供需分析
詹建华等.我国脉石英资源现状分析
高树学.我国脉石英成矿区带初步划分
汪灵.石英的矿床工业类型与应用特点
郝文俊等.全球高纯石英资源现状、生产、消费及贸易格局
张海啟等.河南卢氏龙泉坪伟晶岩型高纯石英矿床的首次发现及找矿意义
张海啟等.伟晶岩型高纯石英资源全链条调查评价体系的建立与实践——以北秦岭地区调查评价为例
赵金洲等.东秦岭花岗伟晶岩中高纯石英矿物的可利用性研究
张海啟等.新疆阿尔泰伟晶岩型高纯石英矿床地质特征及4N8级产品制备技术
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