中国高纯石英矿资源分布及开发现状

2024-11-04

高纯石英是由水晶、脉石英、花岗伟晶岩等矿石作为原料经提纯后的一种矿产品，广泛应用于信息技术、高端制造、新能源等战略性新兴产业。能够提纯生产高纯石英的矿床称为高纯石英原料矿。
1、高纯石英原料类型
高纯石英原料的矿石类型广泛，有热液脉石英、白岗岩、伟晶岩型，花岗闪长岩的风化残积型矿石，以及长石云母矿尾矿、高岭土尾矿、金矿尾矿等尾矿型矿石。虽然矿石类型多样，但大部分高纯石英矿产于太古宙－元古宙黑云母片麻岩、花岗片麻岩、片岩等古老变质岩系中，受古生代－中生代花岗质岩浆活动控制，经历了长期而缓慢的变质过程，形成质量优异的高纯石英。
2、高纯石英原料矿产资源概况
目前，高纯石英原料矿床主要分布于美国、挪威、澳大利亚、俄罗斯、毛里塔尼亚、中国、加拿大等7个国家。据美国地质调查局统计数据，截至2019年底，全球高纯石英原料矿产资源约7300万ｔ。
我国高纯石英原料矿以脉石英和水晶为主，资源量共计为685万ｔ，其中水晶资源量仅为0.69万ｔ。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，其中以江苏东海的水晶品质优越，但保有资源量已接近枯竭。另外在安徽凤阳、江苏新沂、新疆阿勒泰地区也有分布。
3、中国典型高纯石英矿
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01湖北省蕲春县灵虬山脉石英矿
灵虬山脉石英矿位于蕲春县西北约20km的横车镇，为热液脉石英型，由硅质热液侵入太古宙大别山群红安组的黑云母斜长片麻岩、花岗片麻岩和角闪岩而形成。
湖北省基本建设委员会401队于1971～1973年对矿床进行勘探，发现6条脉石英矿体，共提交脉石英储量387.4万吨。钻孔取样分析结果表明，矿石几乎全由石英组成，晶体粒径1～2mm，含微量黄铁矿、白云母、绢云母、绿泥石、辉钼矿等。矿石SiO2纯度＞99.35%，Al2O3＜0.22%，Fe2O3＜0.02%。
目前，湖北省蕲春县灵虬山石英矿持有矿床的采矿权，露天开采，其设计矿山规模为年采1.5万吨矿石。
02安徽太湖县白石山脉石英矿
该矿床属变质热液型脉石英矿床，位于南大别高压—高压变质带与宿松变质杂岩分界的太湖—马庙韧性剪切带内，其成矿受韧性剪切带及脆性断裂共同控制。
矿床特征：矿床分东西两个矿段，其中东矿段矿体长165m，宽70～23m；西矿段矿体长140m，宽72m，矿石的矿物组成主要为石英，含量多数在98%～99%以上，平均98.76%。部分矿石含有少量白云母、钾长石，含量在1%～3%。
该矿床脉石英矿石经浮选后SiO299.92%、Al2O30.0074%、Fe2O30.0017%，达到高纯石英的质量要求。
成矿模式：早期形成韧性剪切带，然后经历榴辉岩相、角闪岩相退变质作用，产生大量的SiO2溶液，经历北东向左型韧性剪切变形，这些含矿溶液受构造应力作用沿韧性剪切带运移，在脆韧性转换的部位岩性界面附近由于温压条件的变化，SiO2过饱和形成沉积，终形成了白石山脉石英矿，在矿体形成后受到了北西向断裂构造的破坏。
03山东临沂邵家峪脉石英矿
该矿床属岩浆热液型脉石英矿床，位于鲁西隆起脉石英成矿带，呈脉状赋存于傲徕山超单元松山单元弱片麻状二长花岗岩中。
矿床特征：发现脉石英矿体4余处，矿体多呈复合透镜状、脉状，常成群成组分布，规模较大的主矿体两侧可见近于平行分布的脉石英细脉；单矿体形态呈不规则的脉状或透镜状，部分呈囊状或串珠状，走向多为北西向或北东向，与区域构造线方向一致，倾角多为高角度70°～90°，脉宽为1~6m，长度一般50～1300m。矿石自然类型为含晶脉石英、乳白色脉石英。SiO2含量99.09%～99.63%、平均99.28%，Al2O3含量0.31%，Fe2O3含量0.112%。区内脉石英成因为低温岩浆热液型。
成矿模式：新太古代吕梁期地壳物质熔融岩浆大面积上侵，形成富硅热液，为脉石英的形成提供了物质来源；同时伴有强烈的构造运动，形成北西走向的右行平移变形及北北东走向的左行构造裂隙，为区内富硅热液运移及脉石英的形成提供了运移通道及容矿空间，富硅热液在构造裂隙中运移、沉淀、在岩浆期后，因压力、温度骤降形成脉石英。
4、我国高纯石英矿开发建议
首先，在找矿方向上，应立足国内资源，大力加强对境内太古宙—元古宙变质岩系，特别是苏鲁—大别高压变质带中纯度较高的玻璃用脉石英、伟晶岩、白岗岩的筛查梳理，加强地质调查和质量评价；同时，应关注花岗闪长岩、伟晶岩和高岭土矿开采后残留尾矿中的石英。在发现可用作高纯石英原料的矿石后，支持地勘单位和矿山企业及时跟进勘查，开展选矿实验，评估资源潜力，估算资源量。
其次，为保障新材料新能源等新型创新产业所需的高纯石英资源，我国应打破高纯石英砂进口渠道单一的境况，加大挪威、俄罗斯、澳大利亚等国高纯石英砂及产品的进口力度;此外，应支持鼓励国内矿山企业通过合作，开发毛里塔尼亚等国的高纯石英原料矿，拓展高纯石英的来源渠道，维护国家战略安全。