我国4N高纯石英砂原料——花岗伟晶岩分布

我国4N高纯石英砂原料——花岗伟晶岩分布

我国是高纯石英消费大国，但高端产品长期依赖进口。因此，寻找矿石质量好、品质稳定、矿体规模大的高纯石英矿床具有重要的经济意义。

伟晶岩型高纯石英具有规模大、品质高的特点，其中以北卡罗来纳州Spruce Pine伟晶岩矿床最为典型，美国矽比科(Sibelco)公司利用该矿床伟晶岩生产的IOTA系列高纯石英砂产品，几乎垄断了国际市场上高端石英砂产品。该原料矿所在的小镇也被BBC称之为“地球上最具战略价值的平方英亩”。随着勘探的不断深入，我国目前也发现了多出潜在的伟晶型高纯石英矿源。

河南卢氏龙泉坪伟晶岩型高纯石英矿床

该矿床位于北秦岭构造带东部。据研究人员分析，该矿床赋存于秦岭岩群石槽沟组和峡河岩群寨根组中，矿石类型为白云母花岗伟晶岩型，其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(1%～2%)、黑云母(＜1%)等。

石英矿物经深度提纯SiO2含量可达99．997%。与美国Spruce Pine伟晶岩型高纯石英矿床对比，两者具有相似的成矿地质背景和地球化学特征。通过系统的调查分析，研究人员认为北秦岭地区具有寻找伟晶岩型高纯石英矿床的潜力。

河南东秦岭-大别造山带花岗伟晶岩 

研究人员在河南东秦岭-大别造山带出露的花岗伟晶岩中发现了高纯石英自然矿物，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。

据悉，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。

最近发现的自然高纯石英矿物，其原材料主要的杂质含量低于美国Unimin公司原料矿产地，可以通过浮选和提纯程序进一步制备高纯石英砂，初步实验即得到了达到国际标准的高纯石英砂样品。若进一步通过关键技术攻关，优化加工、分离、浮选、除杂、提纯工艺流程，将优选矿石经深加工提纯之后鉴定，精矿纯度达到4 N级(99.99%)以上。有望突破高纯石英高端产品的工业化生产瓶颈。 

新疆阿尔泰地区伟晶岩

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413 km、宽20～60 km 的变质岩带内，出露各类花岗伟晶岩脉数万条，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。

陈培荣等通过对比该区域与美国Spruce Pine 地区花岗伟晶岩在地质背景、矿物学、岩石学和地球化学方面的特征差异，认为阿尔泰地区具有寻找高纯石英的前景。

高纯石英砂是高科技行业关键性原料之一，对脉石英和花岗伟晶岩中的石英进行提纯加工是制备高纯石英砂的主要途径，而高纯石英矿物的特性是影响高纯石英砂产品质量的关键因素。

科研人员以新疆阿尔泰某地区伟晶岩为研究对象，在类比国外典型高纯石英资源地质背景、岩石学、矿物学和地球化学特征的基础上，对重点脉体开展高纯石英调查研究。

伟晶岩型高纯石英脉体赋存于琼库尔地体震旦系下寒武统喀纳斯岩群中，矿石类型为白云母伟晶岩型，矿体为灰白色白云母钠长伟晶岩，矿体无明显伟晶岩结构分带，长约120 m、宽14～25 m，走向北西—南东向。

矿物组成主要为钾长石、斜长石、石英、白云母，少量黑云母、石榴子石。石英颗粒中包含流体包裹体的非纯净颗粒含量较多，颗粒内流体包裹体主要呈面状分布，尺寸较小，多在10μm以下，类型以富液相气液两相包裹体为主。

科研人员依据矿石组成特征，利用矿物精细浮选分离除杂技术，实现了石英矿物与其他中微细粒脉石矿物的高效分离。在此基础上，采用杂质定向去除技术，进一步去除石英矿物中晶间杂质和包裹体杂质，成功制备了SiO2纯度达到99.9983%的4N8级高端高纯石英砂。

小结：

一是研发白云母伟晶型高纯石英“酸浸-煅烧-酸浸”化学除杂技术，实现高纯石英 Ca 杂质元素定向除杂，4N8级高纯石英提纯技术得以重大突破。

二是新发现多处伟晶岩型高纯石英资源，新增高纯石英资源量 121.08 万吨，通过伟晶岩型高纯石英调查工作，进一步验证了北秦岭、阿尔泰等地区高纯石英的找矿潜力。

伟晶岩型石英资源以其规模大、杂质少、品质稳定、流体包裹体含量低等优点，成为我国寻找高纯石英资源的新方向。