高纯石英的矿床概念、矿床类型与资源评价

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作者周浩阳
单位中国科学院广州地球化学研究所,深地过程与战略矿产资源全国重点实验室;广东省战略金属与绿色利用基础学科研究中心;
来源岩石学报
出版年2025
期号10
摘要
高纯石英通常指杂质元素总量<50×10-6、且各元素含量均符合特定标准的石英,主要应用于半导体、光伏、光纤、卤素灯及石英坩埚制造等新兴产业领域。本文系统阐述了石英中主要杂质元素组成和高纯石英的矿床学概念,梳理了全球高纯石英矿床的主要类型,介绍了世界著名高纯石英矿山的地质特征,并评述了高纯石英资源评价的一些关键问题。石英中主要的杂质元素包括Al、Ti、Li、Na、K、Ca、Fe、P、B和Ge,以晶格替代、矿物包体和熔/流体包裹体的形式存在。石英中的矿物包体和熔/流体包裹体可以通过加工提纯适当去除,而晶格杂质几乎无法去除,高纯石英的晶格杂质含量决定了高纯石英砂的品质上限。石英的杂质含量和熔融行为在评估高纯石英时候同等重要。全球的高纯石英矿床主要可归为四类,包括白岗岩型、伟晶岩型、热液脉型和石英岩型,其中世界上产品品质较好的高纯石英砂著名产地包括美国北卡罗莱纳州的Spruce Pine白岗岩和挪威北部Tysfjord Nb-Y-F伟晶岩群等矿山。当前研究集中于伟晶岩型矿床,提出Nb-Y-F型伟晶岩形成叠加变质改造是重要成矿机制,亟待建立不同矿床类型的成矿模型与找矿标志。高纯石英资源储量规模划分不能参照一般硅质原料的标准,亟需建立基于高纯石英工业需求的划分方案。

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